Жоғары және орта мектептегі физикалық білімнің әдістемелік негіздері пәні бойынша ДӘріс тезистері
Тақырыбы: Мектепте механика бөлімін оқыту әдістемесі
жүктеу/скачать 1.59 Mb.
|
| Тақырыбы: Мектепте механика бөлімін оқыту әдістемесі
Қарастырылатын сұрақтар (дәріс жоспары): 1. Механика бөлімінің мазмұны және құрылымы. 2. Қозғалыс түрлері және қозғалыс теңдеуі. 3. Қозғалыстың негізгі сипаттамаларын енгізу әдістемесі. 4. Динамика заңдары мен негізгі ұғымдарын талдау Дәрістің қысқаша мазмұны: 1. Механика бөлімінің мазмұны және құрылымы. Механика төрт бөлімнен тұрады: кинематика негіздері; динамика негіздері; сақталу заңдары; механикалық тербелістер мен толқындар. Кинематикада бір қалыпты және бір қалыпты үдемелі қозғалыс, қисық сызықты қозғалысты және оның сипаттамаларын оқып үйренеді. Негізгі ұғымдар: материялық нүкте, траектория, механикалық қозғалыс, орын ауыстыру және жол, санақ жүйесі, координата, жылдамдық, үдеу, период, жиілік, амплитуда, бұрыштық жылдамдық, бұрыштық үдеу, циклдік жиілік енгізіледі. Орын ауыстыру, жылдамдық, үдеу ұғымдарын қалыптастырған кезде басты назар, олардың векторлық шамалар екеніне көңіл аударылады. Дененің түзу сызықты қозғалысында жылдамдық және үдеу бір түзудің бойымен бағытталып, олар алгебралық түрде алып немесе қосылады. Ал, дене қисық сызықты қозғалғанда бұл шамалардың векторлық сипаттамасы толық ашылып қалыптастарылады. Жалпы білім беретін орта мектепте қозғалысты сипаттайттын жылдамдық және үдеу негізгі ұғым ретінде енгізіледі. Санақ жүйесін таңдапалып, егерде жылдамдық және үдеу нольге тең болса, онда дене тыныштықта; жылдамдық тұрақты, ал үдеу иольге тең болса, онда дене бір қалыпты түзу сызықты қозғалыста; үдеу түрақты, ал жылдамдық уақыт бірлігінде бірдей шамаға артып отырса, онда дене бір қалыпты үдемелі қозғалыста; үдеу тұрақты, жылдамдық уақыт бірлігінде бірдей шамаға кемісе, онда дене бір қалыпты баяу қозғалыста және т.с.с. қозғалыста болады. Сонымен бірге қозғалыстың формулалары және графиктері беріледі, Динамика бөлімінде денелердің өзара әсері қарастырылып, алдымен Ньютонның бірінші заңын қарастырып, қозғалысты сипаттайтын негізгі динамикалық санақ жүйелерінің сипаттамалар масса, күш, инерциялық санақ жүйелері қалыптастырылады. Ньютонның екінші заңы масса, үдеу, күштің арасындағы тәуелділік беріледі. Егерде денеге бір неше күш әсер етсе, дене сол қорытқы күштің әсерінен қозғалады. Ньютонның үшінші заңы - әсер және қарсы әсер заңы оқытылады. Механикада жалпыланған, практикада және экспериментте дәлелденген Ньюотон зандары негізгі зандар болып табылады. Сондықтан да оларды алдымен тұжырымдап, содан кейін экспериментте жасап көрсетіледі. Механикада күштерді (гравитациялық, серпімділік, үикеліс) оқып үйренгенде дене қозғалысындағы олардың өзара әсерін анықтайды. Бүкіл әлемдік тарталыс заңын оқып үйренгеннен кейін, дененің ауырлық күшінің әсерінен қозғалысын қарастырады. Аспан денелерінің қозғалысы түсіндіріліп, бірінші ғарыштық жылдамдық есептелінеді. Аспан денелерінің массасы анықталады. Жаратылыстану-математика бағдарлы мектепте физика пәні тереңдетіліп оқытылса, онда механиканың тура және кері есептері қарастырылады. Механиканың тура есебі кез келген уақыт мезетіндегі механикалық куйін (координаталарының уақытқа тәуелділігі) анықтау. Механиканың кері есебі денеге әсер ететін күштерді (яғни берілген дене координаталарының уақытқа тәуелділігіне қарап, оларға әсер ететін күштерді) анықтау. Серпімділік күші және Гук заңы түсіндіріліп, салмақ ұғымы серпімділік күшінің мысалы ретінде енгізіледі. Күштерді оқып-үйрену үйкеліс күшімен, үйкеліс коэффициенті және үйкеліс күшінің әсерінен дене қозғалысының жылдамдығының өзгеруімен аяқталады. Механикада күштерді оқып үйренгенде оқушылардың практикалық жұмыстарына көп көңіл бөлу керек. Мұнда мынандай зертханалық және практикум жұмыстары: 1) Горизонтал лақтарылған дененің қозғалысын зерделеу (9 сынып); 2) Серіппеніңдеформациясын зерделеу (9 сынып); 3) Ауырлық және серпімділік күштерінің әсерінен денелердің шеңбер бойымен қозғалысын зерделеу (10 сынып бағдарлы мектеп) жасалынып талданады. Энергияның, импульстің және импульс моментінің сақталу зандары табиғаттың ең бір жалпы сипаттағы заңдарының қатарына жатады және бүгінгі танда белгілі болып отырған физикалық құбылыстардың бәрінде де орындалады. Яғни, сақталу заңдары молекулалық физикада, электрдинамикада да және кванттық физикада да орындалады. Салыстырмалылық идеясы механиканың барлық бөлімдерінде: тыныштықтыңжәнемеханикалыққозғалыстыңсалыстырмалылығы, траектория, координата, орын ауыстыру, жылдамдық, дене импульсіт.с.с. қарастырылады. Механиканың барлық заңы инерциялық санақ жүйесінде орындалады, яғни, бірқалыпты түзу сызықты қозғалатын санақ жүйесі механикалық процестерге ешқандай әсер етпейді (Галилейдің салыстырмалылықпринципі). Оқушылардымеханикалыққозғалыстың тағы бір түрі қайталанатын периодты қозғалыстар, механикалық тербелістер мен толқындармен таныстырады. Мұнда жаңа ұғымдар период, жиілік, амплитуда, толқын жылдамдығы, толқын ұзындығы енгізіледі. Толқынның бір түрі ретінде дыбыс толқындары, олардың түрлері қарастырылады. 2. Қозғалыс түрлері және қозғалыс теңдеуі. Қозғалыс түрлерін координаталар әдісі негізінде қарастырады. Ол үшін нүктенің координатасы және санақ жүйесі ұғымы енгізіледі. Оқушылар математика пәнінен жазықтықтағы нүктенің координаталарын табуды біледі. Олардың осы білімдеріне сүйеніп, материялық нүктенің жазықтықтағы қозғалысын қарастыруға болады. Бұл жағдайда нүктенің екі координатасын білу жеткілікті. Оқушыларға дененің траектория бойымен қозғалған кездегі орын ауыстыру векторы және жолдың координаталар ұғымын енгізіп талдап қарастыруға болады. М ысалы тақтаға жазық координаталар жүйесін салып, онда кез келген нүктеден бастап қисық сызық жүргізсек (сурет). Қисықсызықтың бастапқы коодинаталары –х1у1 соңғы –х2, у2 болады. Қисық сызықтағы нүкте траекториясының ұзындығы нүктенің жүріп өткен жолы болады. Ал оның бастапқы және соңы орындарын қосатын бағытталған түзу сызық орын ауыстыру векторы болып табылады. Орын ауыстыру векгорының координат остеріне проекция ұғымы енгізіледі және орын ауыстыру векторы осы проекцияларарқылы анықталады. Тузу сызықты бірқалыпты үдемелі қозғалысты қарастырғанда жылдамдығы өсетін немесе кемитін жағдайды қарастыру керек. Бұл жылдамдық және үдеу векторларының бағытына байланысты. Осы векторлардың оське проекцияларының бағыты: бірдей болса, онда жылдамдық артады, ал бағыттары қарама-қарсы болса жылдамдық кемиді. Осыған байланысты түзу сызықты бірқалыпты үдемелі немесе баяу қозғалыс болады. Материялық нүктенің шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалысындажылдамдық векторы траекторияға жанама бойымен бағытталады, яғни шеңбер радиусы бойымен центрге тартқыш үдеудің бағытына перпендикуляр болады. Жылдамдық модулі өзгермейді. Қозғалыстың түрлері қозғалыс теңдеуімен де анықталады. Оқушылар кинематикада қозғалыс теңдеуі арқылы механиканың негізгі тура есебін шешуге болатынын білуі керек. Демек, бастапқы шарттары және үдеуі белгілі болса, кезкелген уақыт мезетінде материялық нүктенің кеңістіктегі орнын анықтауға болады. Түзусызықты бірқалыпты қозғалысты қарастырғанда оқушылар қозғалыс теңдеуіне сүйенеді. ( және оське проекциясы ). Түзу сызықты бірқалыпты үдемелі қозғалысты қарастырғанда орын ауыстыру векторының теңдеуімен таныстырады және векторлардың оське проекциясы мына түрде жазылады: Оқушыларға орын ауыстыру және жылдамдық теңдеулері белгілі болса (проекцияның бағыты ескеріледі), онда кез келген кинематикалық есепті шығаруға болатыны түсіңдіріледі. Кей жағдайда қозғалыстың басқа тевдеулерін қолдануға болады. Мысалы, егердеесептің берілген шартында уақыт белгісіз болса, онда теңдеуін қолданған қолайлы. Бұл теңдеуді негізгі теңдеу , вектор проекциясын оське салу арқылы оңай алуға болады. Орын ауыстыру векторының оське проекциясы теңдеуінен,координаталар теңдеуіне оңай өтуге болады: (түзу сызықты бірқалыпты үдемелі қозғалыс үшін). 3. Қозғалыстың негізгі сипаттамаларын енгізу әдістемесі Үдеу және жылдамдық ұғымдарын енгізудің тәсілдерін материялық нүкте және координата ұғымдарын енгізу анықтайды. жүктеу/скачать 1.59 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|