Графіки в фізиці

Ми продовжуємо публікувати на сайті матеріали для широкого впровадження інформаційних технологій в практику роботи вчителя фізики. Сьогодні представляємо програму для роботи з графіками функцій. Програма зрозуміла і зовсім не складна в застосуванні. За допомогою цієї утиліти ви легко зможете побудувати і показати на уроці:

• графіки рівномірного руху (руху, швидкості, прискорення);
• графіки равноускоренного руху (руху, швидкості, прискорення);
• графіки гармонійних коливань (координати, швидкості, прискорення);
• графіки більшості ізопроцессов;
• вольтамперних характеристику (ВАХ) металевого провідника (резистора);
• ... і вирішувати багато інших завдань.

Більшість графіків зі шкільних підручників фізики можуть бути побудовані дуже швидко в цій програмі за рідкісним винятком (наприклад, діаграма стану або фазову діаграму в термодинаміки; діаграма розтягування матеріалу; ізотерма в осях P і V).

Поняття «графік» тісно пов'язане з поняттям «функція». При цьому треба розрізняти поняття «графік» і «графік функції» (перше є більш загальним поняттям). Що таке графік? Графік (graphikos - нарисної (грец.)), Креслення наочно щось зображає, це лінія, побудована певним чином в певній системі координат. Графік функції - це лінія, що дає цілісне уявлення про характер зміни функції в міру зміни аргументу, при цьому кожному значенню х відповідає одне і тільки одне значення y.

Як відомо, на уроках математики учні вперше знайомляться з поняттями "функція", "область визначення функції", "область значення функції", "графік функції", "способи завдання функції". Тут вивчаються види функцій: лінійна, пряма і зворотна пропорційність, квадратична і кубічна залежність. Розглядаються прийоми побудови їх графіків і деякі властивості.

У навчальному процесі з фізики поняття "функція" використовується для дослідження і опису різних залежностей фізичних величин, в тому числі всіх фізичних законів, для емпіричного дослідження фізичних процесів і явищ; при вирішенні задач графічним методом і т.д. Серед властивостей функції, що вивчаються в шкільному курсі математики і знаходять застосування у фізиці (і інших природних науках), є наступні: монотонність функції (зростання, спадання функції), парність і непарність (що впливає на розташування графіка функції), проміжки знакопостоянства (значення аргументу , при яких функція приймає позитивні або негативні значення).

Застосування графіків у фізиці не обмежується наочним поданням відповідних залежностей між величинами. Ми вже вказували раніше на недостатність розкриття значення графіків у фізиці в белоукраінскіх підручниках. Див. Тут «Хотілося б трохи краще. Гл. 3. Рух і сили. §12-17 ». Графіки дуже широко використовуються у фізиці на звичайних уроках та в лабораторних роботах: представлення результатів експерименту, порівняння теорії і практики, джерело додаткової інформації, визначення величин заданих явно і неявно, рішення задач і ін.

Можна виділити наступні прийоми роботи з графіками, які утворюють цілісну систему:

робота з запропонованими графіками, побудова графіків, рішення задач графічним способом, графічне відображення результатів вимірювань при виконанні лабораторних робіт (і практичних робіт - Україна).

Зокрема робота з запропонованими графіками передбачає (дає можливість):

- визначати функціональну залежність між запропонованими фізичними величинами;

- знаходити за значенням відомої величини значення невідомої;

- знаходити значення величини, похідною від відкладених по осях величин;

- пояснювати особливості протікання фізичного процесу, для якого побудований графік;

- виявляти подібність і відмінності властивостей досліджуваних тіл і речовин при порівнянні графіків;

- складати завдання;

- складати таблицю значень відповідних фізичних величин за їх графічної залежності;

- ідентифікувати об'єкт, для якого побудований графік.

Творчий учитель може самостійно сконструювати сукупність питань-завдань різної складності до конкретної графічної залежності, які можна використовувати в рамках варіативних навчальних технологій. Наведемо приклади.

1. Серед запропонованих графіків вкажіть той, який є графіком руху тіла, кинутого під кутом до горизонту. 2. Який з графіків є графіком зміни напруги в колі змінного струму. 3. Який з графіків є графіком швидкості равнозамедленно руху.

Знання і розуміння графіків обов'язково стане в нагоді учням вже на порозі школи, під час вступу до вищих навчальних закладів, тому що наприклад, графічні завдання є і на ЄДІ з фізики вУкаіни і на ЦТ в Білорусі. Через графіки на ділі реалізуються міжпредметні зв'язки (МПС) між фізикою та математикою. У сучасній педагогічній науці МПС визнані необхідною умовою ефективності процесу навчання.

Представлена ​​програма яскравий приклад технології використання міжпредметних зв'язків на уроках фізики. Це поєднання інформаційних і інтеграційних технологій. Така реалізація МПС фізики з іншими навчальними предметами, як не можна краще, сприятиме підвищенню інтересу учнів до фізики і рівня їх освіченості.

Вам: Успіхів у застосуванні!