Методика решения задач по физике
В физике задачи – настоящая головная боль для студентов, тем более на профильном уровне, когда простая подстановка не работает. Методика решения задач по физике помогает придать упорядоченность мыслям и научиться понимать общий вид задач. В чем же она состоит?
Общие соображения
- Задачи по физике предполагают не только знание формул, но и понимание сути явления. Поэтому первой «фишкой» станет создание эскиза. Это поможет понять, что собственно происходит: бежит ли лошадь по кругу, движется ли брусок и так далее.
- На базе эскиза происходит анализ того, что дано и того, что же нужно получить, а затем поиск пути от данного к нужному. В этом могут помочь дополнительные условия и «подсказки», нередко игнорируемые. Например, что какая-то величина оставалась постоянной.
- Мы поняли, как решать. Теперь идею нужно воплотить в жизнь. Вспоминаем полезные формулы (допустим, формулы по физике для егэ), свойства конкретных величин и так далее. Рекомендуется сначала решать в общем виде, а числовые значения подставлять в самом конце. Это дает проверяющему понять, что вы понимаете, что делали, и избегать типичных вычислительных ошибок.
- Получили ответ. Нужно оценить его критически. Совпадают ли единицы измерения с теми, что должны были быть? Допустим, если сила тока получилась в Вольтах, а не Амперах, закрадываются подозрения, причем не безосновательные. И, наконец, реальны ли получившиеся значения? Не может комар весить килограммы, радиус планеты измеряться в миллиметрах, а самолет лететь со скоростью 5 километров в час. Подобная перепроверка помогает натолкнуться на ошибки в переводах из одной величины в другую.
Физика содержит много отраслей и разделов, соответственно задачи в каждом из них могут значительно варьироваться. Существуют различные методики решения задач по физике, ориентированные на тот или иной раздел. Рассмотрим это на примере алгоритма решения задач по электростатике. Подобные задачи обыкновенно базируются на законе Кулона.
- Сначала нужно внимательно прочитать условие задачи; возможно, выписать некоторые ключевые слова. Типичная ошибка в задачах такого рода – ошибочное определение того, с чем имеем дело. Так что обязательно проверить, включает ли задача только точечные заряды или же целые системы. Строим эскиз.
- На эскизе расставляем все действующие силы, заодно размышляем, какие из них будут востребованы в данной задаче.
- Записываем уравнения. Количество уравнений всегда должно равняться количеству неизвестных. Для электростатики типичны уравнения динамики или равновесия, в зависимости от условия задачи. Проверяем, действует ли закон сохранения электрического заряда. Если действует, добавляем и его.
- Выражаем те величины, что нам нужны, из тех, что даны в условии, используя полученную систему уравнений. Проверяем, сокращаются ли какие-нибудь величины. Если вдруг сокращается искомая величина, придется вернуться и поискать ошибку. Ответ «значение любое» для физики совершенно не характерен.
- Рассматриваем свое решение с математической точки зрения. Проверяем детали. Типичная ошибка здесь – при извлечении корня забывать про возможные отрицательные значения результата.
- Полученный ответ еще раз перепроверяем по общим критериям.
Таким образом, хоть каждая задача и имеет свою «изюминку», она подчинена общим правилам. Методика решения задач по физике рассматривает типизированный подход к решению, а при разборе какой-либо конкретной задачи нужно прежде всего ориентироваться на свои знания и восприятие физической модели.