Лабораторные работы (11 класс)
Большое значение в изучении физики в 11 классе имеют лабораторные работы. Анимированные лабораторные работы не заменяет на уроках лабораторные работы, которые выполняют учащиеся самостоятельно. Главная цель использования анимированных лабораторных работ – напомнить учащимся алгоритм выполнения и оформления лабораторной работы. Зрительное восприятие дополнительно формирует (закрепляет) навыки выполнения лабораторной работы на уроке и носит мотивационный характер. Автором сайта сделана попытка анимировать лабораторные работы по физике в 10 классе в программе Microsoft Offic PowerPoint для усвоения учащимися алгоритма выполнения на более доступном и более познавательном уровне. Все анимации, рисунки, таблицы, схемы и др. выполнены автором.
В некоторых случаях лабораторные работы можно выполнить виртуально по ее анимации. Не секрет, что в условиях некоторых школ удаленных уголков России, в том числе заграншкол МИД России , не всегда можно провести демонстрационный эксперимент или лабораторную работу по физике из-за отсутствия некоторого оборудования. Размещенный на сайте материал позволяет выйти из этой ситуации.
Ниже приведен пример лабораторной работ в 11 классе в pdf формате. Скачать можно анимированный вариант.
При выполнении лабораторных работ учащиеся углубляют свои знания, повторяют изученный на уроках материал, развивают память и мышление, учатся анализировать цель и результаты опытов, самостоятельно делают выводы. Работы вызывают у учащихся чувство удивления, восторга и удовольствия от самостоятельно проделанного эксперимента, а полученные при этом положительные эмоции надолго закрепляют в памяти нужную информацию. Таким образом, применение в практике обучения физике лабораторных работ активно влияет на выработку практико-ориентированных умений учеников и повышает их интерес к предмету, позволяет в какой-то мере преодолевать издержки «мелового» способа преподавания физики в современной школе.
Если вас заинтересуют анимировааные лабораторные работы по физике для 11 класса и вы решите его приобрести, тогда напишите об этом в разделе “КОНТАКТЫ” (не забудьте только оставить свой электронный почтовый адрес). Условия приобретения полного пакета презентаций Вам будут высланы.
Все о лабораторных работах
Как выполнить и оформить лабораторную работу
При изучении физики учащиеся должны научиться выполнять и правильно оформлять лабораторные работы. Главное на первых уроках физики научить учащихся знакомиться с основными приемами проведения физических измерений и правилами обработки результатов. При этом должны быть выработаны определенные навыки, что является предпосылкой дальнейшей успешной работы на уроках физики. Целью лабораторных работ является более глубокое осознание учащимися физических явлений и законов. Эта задача может быть успешно решена только в том случае, если лабораторные работы выполняются с достаточным пониманием сущности исследуемых явлений. Поэтому домашняя подготовка к выполнению лабораторной работы является одним из важнейших этапов.
Подготовка к лабораторной работе.
При подготовке к работе рекомендуется придерживаться следующего плана.
- Прочитать название работы и выясните смысл всех непонятных слов.
- Прочитать описание работы от начала до конца, не задерживаясь на выводе формул. Задача первого прочтения состоит в том, чтобы выяснить, какова цель лабораторной работы, какой физический закон или явление изучается в данной работе и каким методом она проводится.
- Прочитать по учебнику материал, относящийся к данной работе. Разобрать вывод формулы по учебнику (если это необходимо). Найти ответы на контрольные вопросы, приведенные в конце описания работы (если они имеются).
- Рассмотреть по учебнику устройство и принцип работы приборов, которые будут использоваться в работе.
- Выяснить, какие физические величины и с какой точностью будут непосредственно измеряться и каковы их наименования.
- Рассмотреть в описании лабораторной работы в учебнике принципиальную схему эксперимента и таблицу, в которую будут заноситься результаты измерений. Если таблицы в работе нет, составить ее.
- Продумать, какой окончательный результат и вывод должен быть получен в данной лабораторной работе.
Выполнение лабораторной работы.
При выполнении работы вначале следует ознакомиться с приборами. Нужно установить их соответствие описанию, выполнить рекомендованную в описании прибора последовательность действий по подготовке прибора к работе. Определить цену деления шкалы прибора и его погрешность измерений. Далее следует провести предварительный опыт с тем, чтобы пронаблюдать качественно изучаемое явление, оценить, в каких пределах находятся измеряемые величины. После проведенной подготовки можно приступать к измерениям. Следует помнить, что всякое измерение, если только это возможно сделать, должно выполняться больше, чем один раз.
Производимые по приборам измерения записываются сразу же после их выполнения в том виде как они считаны со шкалы прибора – без каких-либо пересчетов на множитель шкалы (при наличии таковой) или систему единиц. Единицы измерений (множитель) должны быть записаны в заголовке соответствующей таблицы или в столбце с результатами измерений. Все записи при выполнении лабораторной работы должны вестись исключительно в тетради для лабораторных работ (можно и на черновике или специально подготовленном бланке (протоколе) для черновых записей. Данный бланк является черновиком, а тетрадь – чистовиком. Ее следует вести самым аккуратнейшим образом. В тетради для лабораторных работ оформляется выполненная работа согласно указаний по ее выполнению.
Оформление лабораторной работы.
Неграмотно оформленные рабочие записи порядка выполнения лабораторной работы и результаты измерений может свести на нет всю проделанную работу.
Правильно оформлять в тетради выполнение лабораторной работы научиться нетрудно, нужно только внимательно выполнять некоторые элементарные требования. Записи результатов при выполнении лабораторной работы допускается делать как в тетради, так и на отдельных подписанных листках.
При выполнении лабораторной работы очень важно сразу же записывать всё проделанное. Все результаты прямых измерений следует записывать немедленно и без какой либо обработки только ручкой . Из этого правила нет исключений. Записи должны быть такими, чтобы их без особых затруднений можно было понять спустя некоторое время. Примеры обычных ошибок – неясность и двусмысленность. Буквы и цифры необходимо писать отчётливо.
Привычка к исправлениям цифр – враг ясности. Не заставляйте своего учителя, проверяющего ваши записи в тетради, да и себя тоже, ломать голову над исправленными цифрами.
Не проводите никаких, даже самых простейших вычислений в уме, прежде чем записать результат измерений.
Не забудьте сделать в тетради рисунок или схему установки когда это необходимо. Есть древняя китайская пословица: “Один рисунок лучше тысячи слов”. Рисунок и надписи к нему нужно делать карандашом, чтобы можно было воспользоваться ластиком для исправлений ошибок.
Если есть возможность провести предварительные расчёты без погрешностей, то это нужно сделать, чтобы убедиться в правильности выполнения эксперимента. Если в работе возможно построить график, это необходимо сделать. На графиках по горизонтали обычно откладывается причина, а по вертикали следствие.
Итак, правильно оформленная лабораторная работа должна содержать в себе следующие разделы.
Название работы и её №.
Данные для расчёта погрешности измерений.
Цель работы (можно и не писать. Она сформулирована в учебнике).
Рисунок или схема установки с используемыми в работе символами измеряемых величин (при необходимости).
Порядок выполнения работы.
Результаты всех прямых измерений.
а) записи результатов измерений не должны допускать различных толкований;
б) кажущиеся ошибочными записи зачёркивать так, чтобы их при необходимости можно было прочитать;
в) не допускать подтёртостей и замалёвываний записей, не допускать переписывания выполнения работы. Это приводит к возможной потере информации и исключает вероятность подделки результатов.
Результаты измерений и вычислений (без погрешностей) в виде таблиц.
Вывод (должен соответствовать цели работы). В выводе указать о погрешности измерения.
Критерии оценивания лабораторной работы.
Оценка «5» ставится, если учащийся выполняет работу в полном объеме с соблюдение6м необходимой последовательности проведения опытов и измерений, самостоятельно и рационально монтирует необходимое оборудование, все опыты проводит в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов, соблюдает требования правил техники безопасности, правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, правильно выполняет анализ погрешностей.
Оценка «4» ставится, если выполнены все требования к оценке «5», но было допущено два- три недочета, не более одной негрубой ошибки и одного недочета
Оценка «3» ставится, если работа выполнена не полностью, но объем выполненной ее части позволяет получить правильный результат и вывод, или если в ходе проведения опыта и измерения были допущены ошибки
Оценка «2» ставится, если работа выполнена не полностью, или объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов, или если опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно.
Во всех случаях оценка снижается, если ученик не соблюдал правила техники безопасности!
Грубые ошибки:
незнание определений основных понятий, законов, правил, основных положений теории, формул, общепринятых символов обозначения физических величин, единиц их измерения;
неумение выделять в ответе главное;
неумение применять знания для решения задач и объяснения физических явлений, неправильно сформулированные вопросы задачи или неверные объяснения хода ее решения, незнание приемов решения задач, аналогичных ранее решенным в классе, ошибки, показывающие неправильное понимание условия задачи или неправильное истолкования решения;
неумение читать и строить графики и принципиальные схемы;
неумение подготовить к работе установку или лабораторное оборудование, провести опыт, необходимые расчеты, или использовать полученные данные для выводов;
небрежное отношение к лабораторному оборудованию и измерительным приборам;
неумение определять показание измерительного прибора;
нарушение требований правил безопасного труда при выполнении эксперимента.
Негрубые ошибки:
неточность формулировок, определений, понятий, законов, теорий, вызванные неполнотой охвата основных признаков определяемого понятия, ошибки, вызванные несоблюдением условий проведения опыта или измерений;
ошибки в условных обозначениях на принципиальных схемах, неточности чертежа, графиков, схем;
пропуск или неточное написание наименований единиц измерения физических величин;
нерациональный выбор хода решения.
Погрешности измерений.
Выполнение лабораторных и практических работ по физике связано с измерением различных физических величин и последующей обработкой их результатов. Измерением называется операция сравнения величины исследуемого объекта с величиной единичного объекта (или Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью средств). Так, например, за единицу длины принят метр, и в результате измерения длины некоторого отрезка определяется, сколько метров содержится в этом отрезке. В физике и технике не существует абсолютно точных приборов и других средств измерения, следовательно, нет и абсолютно точных результатов измерения. Однако измерять все же приходится. На сколько можно доверять полученным результатам?
Принято различать прямые и косвенные измерения. При прямом измерении производится непосредственное сравнение величины измеряемого объекта с величиной единичного объекта. Другими словами – это такое измерение, в котором результат находится непосредственно в процессе считывания со шкалы (или показаний цифрового прибора). В результате искомая величина находится прямо по показаниям измерительного прибора, например, объем – по уровню жидкости в измерительном цилиндре (мензурке), вес – по растяжению пружины динамометра и т.д. Погрешность прямого измерения (обозначается значком ∆) зависит только от качества измерительного прибора . В учебнике по физике для седьмого класса автором А.В. Перышкиным вводится понятие погрешности измерений (стр. 11 учебника): погрешность измерений ∆а равна половине цены деления измерительного прибора и, что при записи измеряемой величины, с учетом погрешности, следует пользоваться формулой
В 10 классе это понятие формулируется иначе: погрешность прямого измерения складывается из инструментальной погрешности прибора ∆и А и погрешности отсчета ∆о А. Вероятно, автор учебника 7 класса использовал так называемое правило “ничтожных погрешностей”: обе составляющее погрешности прямого измерения следует учитывать лишь в том случае, если они близки друг к другу. Любым из этих слагаемых можно пренебречь, если оно не превосходит 1/3 – 1/4 от другого.
Наверное, следовало бы в 7 классе ввести понятие погрешности измерения иначе: погрешность измерений ∆а равна инструментальной погрешности измерительного прибора. Так как в проводимых измерениях на лабораторных работах в 7 классе используются пусть простые, но все же измерительные приборы (линейка, измерительная лента, измерительный цилиндр, динамометр и т.д.),
Инструментальная погрешность измерительных приборов, например, для линейных размеров обычно указывается на самом приборе в виде абсолютной погрешности или в виде цены деления. Если на приборе этого нет, то она принимается равной половине цены наименьшего деления. Как правило, цена деления шкалы приборов согласована с инструментальной погрешностью. Для приборов с цифровым отсчетом измеряемых величин метод вычисления погрешности приводится в паспортных данных прибора. Если эти данные отсутствуют, то в качестве абсолютной погрешности принимается значение, равное половине последнего цифрового разряда индикатора. Погрешность отсчета ∆оА связана с тем, что указатель прибора не всегда точно совпадает с делениями шкалы (например, стрелка на шкале динамометра, вольтметра). В этом случае погрешность отсчета не превосходит половины цены деления шкалы и погрешность отсчета принимают также за половину цены деления ∆о А = с/2, где с – цена деления шкалы измерительного прибора. Погрешность отсчета надо учитывать только тогда, когда при измерении указатель прибора находится между нанесенными на шкалу прибора делениями. Совсем не имеет смысла говорить и тем более пытаться учитывать погрешности отсчета у цифровых приборов. Обе составляющее погрешности прямого измерения следует учитывать лишь в том случае, если они близки друг к другу. В школьной лабораторной практике методы математической статистики при измерении практически не используются. Поэтому при выполнении лабораторных работ необходимо определять максимальные погрешности измерения физических величин.
Однако гораздо чаще измерения проводят косвенно, например, площадь прямоугольника определяют по измерению длин его сторон, плотность по измерениям массы и объема и т.д. Во всех этих случаях искомое значение измеряемой величины получается путем соответствующих расчетов. Косвенное измерение – определение значения физической величины по формуле, связывающей ее с другими физическими величинами, определяемыми прямыми измерениями.
Результат всякого измерения всегда содержит некоторую погрешность. Поэтому в задачу измерений входит не только нахождение самой величины, но также и оценка допущенной при измерении погрешности. Если оценка погрешности результата физического измерения не сделана, то можно считать, что измеряемая величина вообще неизвестна, поскольку погрешность может, вообще говоря, быть того же порядка, что и сама измеряемая величина или даже больше. В этом состоит отличие физических измерений от бытовых или технических, в которых в результате практического опыта заранее известно, что выбранный измерительный инструмент обеспечивает приемлемую точность, а влияние случайных факторов на результат измерений пренебрежимо мало по сравнению с ценой деления применяемого прибора.
Погрешности физических измерений принято подразделять на систематические, случайные и грубые. Систематические погрешности вызываются факторами, действующими одинаковым образом при многократном повторении одних и тех же измерений. Систематические погрешности скрыты в неточности самого инструмента и неучтенных факторах при разработке метода измерений. Обычно величина систематической погрешности прибора указывается в его техническом паспорте. Что же касается метода измерений, то здесь все зависит от квалификации экспериментатора. Хотя суммарная систематическая погрешность во всех измерениях, проводимых в рамках данного эксперимента, будет приводить всегда либо к увеличению, либо к уменьшению правильного результата, знак этой погрешности неизвестен. Поэтому на эту погрешность нельзя внести поправку, а приходится приписывать эту погрешность окончательному результату измерений.
Случайные погрешности обязаны своим происхождением ряду причин, действие которых неодинаково в каждом опыте и не может быть учтено. Они имеют различные значения даже для измерений, выполненных одинаковым образом, то есть носят случайный характер. Допустим, что сделано n повторных измерений одной и той же величины. Если они выполнены одним и тем же методом, в одинаковых условиях и с одинаковой степенью тщательности, то такие измерения называются равноточными.
Третий тип погрешностей, с которыми приходится иметь дело грубые погрешности или промахи. Под грубой погрешностью измерения понимается погрешность, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях. Она может быть сделана вследствие неправильного применения прибора, неверной записи показаний прибора, ошибочно прочитанного отсчета, не учета множителя шкалы и т.п.
Вычисление погрешностей.
Введем обозначения: A , B , …. – физические величины. A пр – приближенное значение физической величины, т.е. значение, полученное путем прямых или косвенных измерений. Напомним, что абсолютной погрешностью приближенного числа называется разность между этим числом (Аизмеренное) и его точным значением (Аистинное), причем ни точное значение, ни абсолютная погрешность принципиально неизвестны и подлежат оценке по результатам измерений.
Относительной погрешностью (εа) приближенного числа (измерения физической величины) называется отношение абсолютной погрешности приближенного числа к самому этому числу.
Максимальная абсолютная погрешность прямых измерений складывается из абсолютной инструментальной погрешности и абсолютной погрешности отсчета при отсутствии других погрешностей: ∆ A = ∆и A + ∆и A
∆и A – абсолютная инструментальная погрешность, определяемая конструкцией прибора (погрешность средств измерения). Находится по таблицам. ∆и A – абсолютная погрешность отсчета (получающаяся от недостаточно точного отсчета показаний средств измерения), она равна в большинстве случаев половине цены деления; при измерении времени – цене деления секундомера или часов.