Цитата:
Сообщение от Вжик!
Александр! Вы как-то писали о том, что есть "правильный" алгоритм решения задач по физике. Поделитесь пожалуйста, если это не коммерческая тайна  |
Никакой тайны нет.
Прежде всего надо сказать, что плохо делают те, кто под изучением физики понимает в первую очередь решение задач. Задачи очень важны, но физика - это не набор задач, а наука о фундаментальных законах материального мира. Поэтому в перую голову изучение физики - это изучение теории, описывающей явления природы на основе экспериментальных данных и при помощи физических моделей и математического аппарата. Задачи помогают уяснить эту теорию, научиться применять ее к конкретным случаям, проверить усвоение теории. Задачи - частные случаи, если теория изучена хорошо, то и задачи будут решаться. Если задача не решается, то это верный признак того, что есть проблемы с теорией.
Теперь об алгоритме, который помогает решить задачу и избежать ошибок.
1. Работа с условием задачи. Необходимо внимательно прочитать условие, сделать рисунок (механическая система с указанием сил, скоростей и т.п., оптическая система с ходом лучей, ёмкости с газами и поршнями, электрические цепи и т.п.), ввести буквенные обозначения для величин задачи, все численные значения перевести в СИ (это можно отложить на потом, но многие потом забывают). После этого надо еще раз перечесть условие, сверяя со своей картинкой. Рисунок должен отражать все данные, все условия, быть полным и наглядно отображать процесс, о котором идет речь в задаче.
2. Определить, с какими физическими явлениями имеем дело в задаче, вспомнить законы, которым эти явления подчинены. Установить приближения, т.е. определить модельные представления, необходимые для описания этих явлений и поцессов (например, считаем тело материальной точкой, считаем газ идеальным, считаем линзы идеальными, считаем нить невесомой и нерастяжимой, пренебрегаем какими-либо явлениями, например, пренебрегаем силой сопрротивления, или внутренним сопротивлением батарейки, или какой-то нелинейностью, или считаем угол малым и т.п.) Это очень важный этап, выбрал не то приближение - не решил задачу. Выбор приближения обычно обосновывается.
3. Записываем "уравнения движения", т.е. уравнения, которые в соответствии с теорией описывают такую систему, явление, процесс (примеры: уравнения кинематики, второй закон Ньютона, уравнение Клапейрона-Менделеева, формула тонкой линзы, занокы сохранения, выражения для сил и т.п.)
4. Адаптируем общие уравнения к конкретным условиям задачи, отражаем в виде уравнений прочие условия задачи (конкретные события, например встреча двух движущихся тел, условия, налагаемые на связи, геометрические соотношения и т.п.)
5. После этого еще раз смотрим на все выписанные уравнения, проверяем, что мы не вышли за границы применимости соответствующих законов и формул и что наши уравнения точно отражают ВСЕ условия задачи и выбранные приближения.
6. Полученную систему уравнений решаем любым способом и находим искомую величину или зависимость величин друг от друга. Делаем это в общем виде, не подставляя пока конкретные численные значения физических величин (только в некоторых задачах необходимо промежуточные расчеты для анализа явлений и выбора вариантов развития процессов).
7. Результат, полученный в общем виде (т.е. в виде формулы, а не числа), анализируем на разумность (например, по крайним случаями критическим точкам, когда какой-то параметр равен нулю или устремляется в бесконечность) и на размерность. При необходимости строим графики. Это позволяет выявить ошибки, допущенные при составлении уравнений или при их решении.
8. Только теперь подставляем конкретные численные значения величин задачи и вычисляем. Не забываем отбросить лишнюю точность, округлить полученную величину, если возможно, оцениваем погрешность. Результат проверяем из общих соображений (например, плохо, когда получили скорость большую скорости света, или, средняя скорость оказалась больше наибольшей мгновенной скорости и т.п.)
9. Оформляем решение, снабдив его всеми необходимыми пояснениями.
ПРИМЕЧАНИЯ.
1. Т.н. "качественные задачи" желательно решать по этой же схеме.
2. Есть задачи, решение которых аналитическими методами очень затруднено, т.к. получаются нерешаемые уравнения. Такие задачи часто легко решаются графически. Так что если после пункта 5 или раньше мы понимаем, что упремся в дурацкие уравнения, то либо у нас ошибка, либо ищи графическое решение.
3. Еще раз хочу подчеркнуть: сперва разбираемся с физикой (явления, законы, приближения, модели) и только после этого пишем формулы и решаем уравнения.
4. Эта схема - схема решения задачи "в лоб". Ни одна схема не является догмой. Есть много олимпиадных задач, требующих изобретения какого-то оригинального метода, некой логики, избавляющей от решения жутких уравнений и систем (например, с бесконечным числом уравнений и неизвестных), но это уже другая история. Все задачи школьной программы и все задачи ЕГЭ решаются по этому алгоритму.
Ну, и олимпиады, конечно, мои были 
И ведь такой уже опыт был у самих, когда дочь готовилась к поступлению в 239. Но там нам дала учительница свой конспект (т.к. на курсы опоздали на пол года) и мы его отсканировали. А в нашем случае действительно надо договориваться с учениками.
