Изучение материала по теме Гидростатика

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время школьная программа по физике предполагает изучение обширного материала, включающего в себя огромное количество сложных для понимания учащимися физических процессов и явлений. Но, к сожалению, количество часов, выделяемых на усвоение детьми этого объема знаний, сведено к минимуму (в общеобразовательных классах он составляет 2-3 часа, в профильных – 5-7 часов в неделю) Такая ситуация в школе пагубно сказывается на качестве знаний детей по данному предмету. Это приводит к возникновению проблем, как при периодической, так и при итоговой проверке усвоенных знаний и касается всех изучаемых в школе разделов физики без исключения. Я же в своей курсовой работе хочу коснуться конкретно темы «Гидростатика», так как данный раздел физики, на мой взгляд, является интересным и наиболее приближенным к реальной жизни. С данной темой школьники встречаются в 7-9 классах, в зависимости от выбранной программы по физике. И если в 9 классе (как правило, профильном) школьники способны понять математическое и физическое объяснение законов гидростатики, то в 7-8 классах они еще не готовы к восприятию всех тонкостей физики, а лишь знакомятся с ней. Однако при составлении вопросов и задач для выпускных экзаменов эта проблема не учитывается. Скорее всего, подразумевается, что выпускник переосмыслил многие темы, в том числе и гидростатику, с более общих позиций, с учетом знания всего курса физики. К сожалению, это предположение верно не всегда. В связи с этим, я считаю, что необходимо формировать умение решать физические задачи, а также проводить активную работу по расширению содержания базового курса физики, в том числе и темы «Гидростатика», за счет факультативных занятий и элективных курсов для старших классов.

В своей курсовой работе я проанализирую содержание и порядок изучения материала по теме «Гидростатика», предлагаемого некоторыми учебниками по физике, а также выделю наиболее и наименее удачные подходы к изложению вопросов данной темы и обращу внимание на наглядность и доступность излагаемого материала. Далее я представлю разработку элективного курса по решению физических задач для старших классов, которая будет содержать теоретический материал и примеры решения задач по гидростатике.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО ФИЗИКЕ «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ГИДРОСТАТИКЕ»

Элективный курс «Решение задач по гидростатике» рассчитан на учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений универсального профиля, где физика преподается по базовому уровню. Предлагаемый мною курс рассчитан на преподавание в объеме 8 часов. Его основная направленность – повторить и углубить знания, приобретенные при изучении темы «Гидростатика» в 7-8 классах, а также подготовить учащихся к ЕГЭ с опорой на полученные знания и умения.

Данный курс преследует следующие цели: способствовать пониманию наиболее сложных вопросов по теме «Гидростатика», научить применять знания по физике для объяснения явлений природы, свойств вещества, решения физических за­дач, углубить теоретические и практические знания по данной теме, развить логическое мышление учеников.

Программа курса «Решение задач по гидростатике» (8 часов).

1. Закон Паскаля (1 ч).

2. Гидростатическое давление (1 ч).

3. Сообщающиеся сосуды. (1 ч).

4. Гидравлический пресс (1 ч).

5. Закон Архимеда (1 ч).

6. Условия плавания тел (1 ч).

7. Уравнение Бернулли (2 ч).

2.1 ИЗУЧЕНИЕ ТЕМЫ «ЗАКОН ПАСКАЛЯ»

Положив стопку книг на поверхность стола, стоящего в углу комнаты, мы увеличим лишь его давление на пол; стены, с которыми соприкасается стол, этого «не заметят», т.е. твердые тела передают производимое на них извне давление по направлению действия силы, вызывающей это давление. Совсем иначе передают внешнее давление жидкости и газы.

Проделаем опыт. Будем использовать шар Паскаля. Он представляет собой полый шар, имеющий в различных местах узкие отверстия, и присоединенный к нему цилиндр с поршнем (рис.1). Наполним прибор водой. Если держать его шаром вниз, под действием силы тяжести вода однородной струйкой вытекает вертикально вниз. Введём в цилиндр поршень и нажмем на него, т.е. произведем на столб жидкости давление. Струйки, вытекающие из всех отверстий шара, имеют примерно одинаковую форму и длину.

Теперь немного видоизменим опыт: располагаем прибор так, чтобы шар оказался вверху, а цилиндр с поршнем внизу. Вода из отверстий под действием силы тяжести не вытекает. Подействуем на поршень с силой, направленной вертикально вверх. Вытекающие струйки располагаются в плоскости, параллельной плоскости доски, и их длина примерно одинакова.

В предложенных опытах поршень давит на поверхность воды в цилиндре. Частицы воды, находящиеся под поршнем, уплотняясь, передают его давление другим слоям, лежащим глубже. Таким образом, давление поршня передается в каждую точку жидкости, заполняющей шар.

Если шар заполнить дымом, то при вдвигании поршня в цилиндр из всех отверстий шара начнут выходить струйки дыма.

Делаем вывод: давление, производимое на жидкость или газ, передаётся без изменения в каждую точку жидкости или газа.

Это утверждение называют законом Паскаля .

Закон Паскаля подтверждается также шарообразностью мячей. В них (в мячах) давление возникает из-за ударов молекул газа о стенки камеры, оно увеличивается, если мяч продолжать накачивать насосом.