Г.Г. Бажина – учитель физики МБОУ «ГИМНАЗИЯ № 11» г.Красноярск

Методы научного познания

Различают два уровня научного познания: эмпирический и теоретический.. Метод - совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности Методологические умения в заданиях ЕГЭ

Методы научного познания

Методологические умения в заданиях ЕГЭ



Эксперимент и теория в процессе познания природы;

 

Использование результатов экспериментов для построения теории; Моделирование явлений и объектов природы;



Научные гипотезы;



Физические законы и границы их применимости;



Принцип соответствия и причинности;



Измерение физических величин. Погрешности измерения;



Построение графика по результатам эксперимента;



Использование результатов эксперимента для предсказаний значений величин, характеризующих изучаемое явление.

(кодификатор, код раздела 7)

Методы научного познания

На базовом уровне сложности контролируются следующие элементы:

    

снятие показаний приборов при измерении физических величин (амперметр, вольтметр, мензурка, термометр, гигрометр); правильное включение в электрическую цепь электроизмерительных приборов;

выбор физических величин, необходимых для проведения

косвенных измерений; выбор установки для проведения опыта по заданной гипотезе; делать выводы, объяснять результаты опытов на основе известных физических явлений, законов, теорий

Методы научного познания

На повышенном уровне сложности предлагаются задания, проверяющие умения:

    

определять параметр по графику, отражающему экспериментальную зависимость физических величин (с учетом абсолютных погрешностей); определять (на примерах) границы применимости физических законов и теорий; на основе анализа хода опыта выявлять его несоответствие предложенной гипотезе; анализировать результаты опыта, представленного в виде графика; рассчитывать параметры физического процесса по результатам опыта, представленного в виде таблицы

Методы научного познания

o

Различать использование различных методов изучения физических объектов (наблюдение, эксперимент, измерение, описание, моделирование, гипотеза) Пример: Ученица опустила электроды в сосуд с химическим раствором и подсоединила их к источнику тока. В своем отчете она записала: «На одном из электродов выделились пузырьки». Это утверждение является 1) теоретическим выводом 2) экспериментальным фактом 3) гипотезой эксперимента 4) объяснением факта

Методы научного познания

o

Определять цену деления, пределы измерения прибора, записывать показания приборов Пример На рисунке показана часть шкалы комнатного термометра.

Определите абсолютную температуру воздуха в комнате 1) 22°С 2) 18°С 3) 295 К 4) 291 К

Методы научного познания

o

Определять цену деления, пределы измерения прибора, записывать показания приборов Пример Под действием пружины динамометра брусок движется равномерно по поверхности стола. Погрешность измерения силы при помощи данного динамометра F = ± 0,3 Н. По показаниям динамометра разные ученики записали следующие значения действующей силы. Какая запись наиболее правильная?

1) 1,3Н ± 0,15Н 2) 1,58Н ± 0,3Н 3) 1,7Н ± 0,3Н 4) 2,3Н ± 0,3Н

Методы научного познания

o

Правильное включение в электрическую цепь электроизмерительных приборов Пример На каком из рисунков вольтметр правильно включен в цепь для измерения напряжения в лампочке?

1) А 2) Б 3) В 4) Г

Методы научного познания

o

Выбор физических величин, необходимых для проведения косвенных измерений Пример Ученик изучал в школьной лаборатории колебания пружинного маятника. Результаты измерений каких величин дадут ему возможность рассчитать период колебаний маятника?

1) массы маятника m и знание табличного значения ускорения свободного падения g ; 2) амплитуды колебаний маятника А и его массы m; 3) коэффициента упругости пружины к и его массы m; 4) амплитуды колебаний маятника А и коэффициента упругости пружины к

Методы научного познания

o

Выбирать схему эксперимента для проверки указанной гипотезы Пример Пучок белого света, пройдя через призму, разлагается в спектр. Была выдвинута гипотеза, что ширина спектра зависит от преломляющего угла призмы (угла при её вершине). Чтобы экспериментально проверить эту гипотезу, надо сравнить результаты опытов: 1) А и Б 2) А и В 3) А и Г 4) Б и Г

Методы научного познания

o

Выбирать схему эксперимента для проверки указанной гипотезы Пример Пучок белого света, пройдя через призму, разлагается в спектр. Была выдвинута гипотеза, что ширина спектра, получаемого на стоящем за призмой экране, зависит от угла падения пучка на грань призмы. Необходимо экспериментально проверить эту гипотезу. Какие два опыта из тех, схемы которых представлены ниже, нужно провести для такого исследования?

1 ) Б и Г 2) Б и В 3) А и Б 4) В и Г

Методы научного познания

o

Выбирать схему эксперимента для проверки указанной гипотезы Пример Необходимо экспериментально установить, зависит ли период колебаний математического маятника от массы груза. Какую из указанных пар маятников можно использовать для этой цели?

1) А и Г; 2) Б и В; 3) Б и Г; 4) В и Г

Методы научного познания

o

Выбирать схему эксперимента для проверки указанной гипотезы Пример Необходимо экспериментально проверить, зависит ли период колебаний пружинного маятника от массы груза. Какую пару маятников нужно использовать для такой проверки?

1) А или Г; 2) только Б; 3) только В; 4) А, Б или Г.

Методы научного познания

o Выбирать схему эксперимента для проверки указанной гипотезы

Пример Проводники изготовлены из одного и того же материала. Какую пару проводников нужно выбрать, чтобы на опыте обнаружить зависимость сопротивления проволоки от ее диаметра?

1) 1 ; 2) 2; 3) 3; 4) 4

Методы научного познания

o

Выбирать схему эксперимента для проверки указанной гипотезы Пример Необходимо экспериментально проверить, что размер мнимого изображения предмета, создаваемого рассеивающей линзой, зависит от оптической силы линзы. Какие два опыта можно провести для такого исследования?

1) А и Б; 2) А и В; 3) Б и В; 4) В и Г

Методы научного познания

o

Выбирать схему эксперимента для проверки указанной гипотезы Пример Проволочная катушка с током создает магнитное поле. Была выдвинута гипотеза, что магнитный поток через поперечное сечение катушки зависит от ее длины и диаметра. Необходимо экспериментально проверить эту гипотезу. Какие два набора катушек нужно взять для такого исследования?

1) А и Б 2)Б и В 3)Б и Г 4)В и Г

Методы научного познания

o

Выбирать схему эксперимента для проверки указанной гипотезы Пример Ученик изучает закон Архимеда, изменяя в опытах объем погруженного в жидкость тела и плотность жидкости. Какую пару опытов он должен выбрать, чтобы обнаружить зависимость архимедовой силы от объема погруженного тела. ( На рисунках указана плотность жидкости) 1) 1 ; 2) 2; 3) 3; 4) 4

Методы научного познания

o

Определение (на примерах) границ применимости физических законов и теорий Пример Ученик исследовал зависимость силы тока от напряжения в электроплитке. Полученные им данные приведены на рисунке. До какого значения силы тока полученную учеником зависимость I от U можно считать соответствующей закону Ома?

А. Соответствия нет Б. Соответствует до 0,5 А В. Соответствует до 4 А Г. Соответствует до 5 А

Методы научного познания

o Определение (на примерах) границ применимости физических законов и теорий

Пример Исследовалась зависимость силы F взаимодействия двух электрически заряженных протяжённых тел от расстояния R между ними. Погрешности измерения величин F и R соответственно равны 5 мН и 0,5 см. Результаты измерений (без учёта погрешностей) представлены на графике. На основании полученных данных можно утверждать, что

Методы научного познания

А) сила электрического взаимодействия данных тел обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними; Б) сила электрического взаимодействия данных тел прямо пропорциональна расстоянию между ними; В) исследование не выявило зависимости силы электрического взаимодействия данных тел от расстояния между ними; Г) исследование выявило минимальное (при R = 20 см) и максимальное (при R = 60 см) значения силы взаимодействия данных тел.

Методы научного познания

o

Определение (на примерах) границ применимости физических законов и теорий Пример Исследовалась зависимость плотности газа в сосуде от его давления р при постоянной температуре. На рисунке показан график, построенный по результатам измерений этих величин. На основании этого графика можно сделать следующий вывод: А) в данном опыте использовался кислород; Б) в данном опыте использовался гелий; В) газ можно считать идеальным до значения р = 25 •10 5 Па; Г) при p = 25 • 10 5 Па герметичность сосуда нарушилась.

Методы научного познания

o Анализировать порядок проведения наблюдения или опыта, выделять ошибки в ходе постановки исследования

Пример Ученику предложили определить, какая сила F, приложенная к свободному концу изображенного на рисунке рычага, уравновесит груз F массой 0,5 кг. На основании теоретических расчетов ученик пришел к выводу, что F = 2,5 Н. Далее он провел эксперимент: положил на подставку тяжелый металлический стержень длиной 30 см, к короткому его концу подвесил груз массой 0,5 кг, а вдвое более длинный конец стержня стал тянуть вниз с помощью динамометра

Методы научного познания

При равновесии рычага динамометр показал значение силы, равное 0,8 Н. Погрешности измерения длин, массы груза и силы равнялись соответственно 1 мм, 1 г и 0,1 Н. Какой вывод можно сделать из эксперимента? 1) Погрешности измерений силы и длины оказались слишком большими, чтобы проверить верность расчетов. 2) Экспериментальная установка не соответствует теоретической модели, используемой при расчете. 3) При расчете была использована неверная формула для идеального рычага. 4) С учетом погрешностей измерения силы и длины эксперимент подтвердил гипотезу.

Методы научного познания

o

Анализировать порядок проведения наблюдения или опыта, выделять ошибки в ходе постановки исследования Пример Ученик предположил, что масса сплошных тел из одного и того же вещества прямо пропорциональна их объему. Для проверки этой гипотезы он взял бруски разных размеров из разных веществ. Результаты измерения объема брусков и их массы ученик отметил точками на координатной плоскости (V, m), как показано на рисунке. Погрешности измерения объема и массы равны соответственно 1 см 3 и 1 г. Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?

Методы научного познания

1) с учетом погрешности измерений эксперимент подтвердил правильность гипотезы 2) эксперимент не подтвердил гипотезу 3) погрешности измерений столь велики, что не позволили проверить гипотезу 4) условия проведения эксперимента не соответствуют выдвинутой гипотезе

Методы научного познания

o

Анализировать порядок проведения наблюдения или опыта, выделять ошибки в ходе постановки исследования Пример Период малых вертикальных колебаний груза массой m, подвешенного на резиновом жгуте, равен Т 1) Т = Т 0 2) Т = 2Т 0 3) Т>2T 0 4) T<0,5T 0 0 . Зависимость силы упругости резинового жгута F от удлинения х изображена на графике. Период Т малых вертикальных колебаний груза массой 4 m на этом жгуте удовлетворяет соотношению

Методы научного познания

o

Анализировать порядок проведения наблюдения или опыта, выделять ошибки в ходе постановки исследования Пример Приступив к изучению механики, ученик предположил, что модуль силы трения скольжения F бруска о горизонтальную поверхность стола прямо пропорционален модулю силы тяжести F (F, F T T ,бруска. Эту гипотезу он решил проверить экспериментально. Положив на горизонтальную поверхность стола брусок с разными грузами, ученик равномерно тянул его, измеряя силу F при разных значениях силы тяжести бруска с грузами отмечены на координатной плоскости ) c учетом погрешности измерений. Какой вывод следует из результатов эксперимента?

Методы научного познания

1)условия проведения эксперимента не соответствует проверяемой гипотезе 2)с учетом погрешности измерений эксперимент подтвердил правильность гипотезы 3)погрешности измерений настолько велики, что не позволили проверить гипотезу 4)Коэффициент трения скольжения менялся при изменении массы бруска с грузами

Методы научного познания

o

Анализировать порядок проведения наблюдения или опыта, выделять ошибки в ходе постановки исследования .

Пример Ученик предположил, что электрическое сопротивление отрезка металлического провода прямо пропорционально его длине. Для проверки этой гипотезы он взял отрезки проводов из алюминия и меди. Результаты измерения длины отрезков и их сопротивлений ученик отметил точками на графике зависимости сопротивления от длины проводника. Погрешности измерения длины и сопротивления равны соответственно 5 см и 0,1 Ом. Какой вывод следует из результатов эксперимента?

Методы научного познания

1) С учётом погрешности измерений эксперимент подтвердил правильность гипотезы; 2) порядок постановки эксперимента не соответствовал выдвинутой гипотезе: отрезки проводов разной длины изготовлены из двух разных материалов; 3) погрешности измерений настолько велики, что не позволили проверить гипотезу; 4) большинство результатов измерений подтверждает гипотезу, но при измерении сопротивления отрезка провода длиной 5 м допущена грубая ошибка.

Методы научного познания

o

Сопоставлять результаты исследований, приведенные в виде словесного описания, таблицы или графика , делать выводы, объяснять результаты опытов и наблюдений на основе известных физических явлений, законов, теорий Пример На рисунке изображён график зависимости координаты бусинки, свободно скользящей по горизонтальной спице, от времени. На основании графика можно утверждать:

Методы научного познания

1 ) на участке 1 движение является равномерным, а на участке 2 – равноускоренным; 2) проекция ускорения бусинки всюду увеличивается; 3) на участке 2 проекция ускорения бусинки положительна; 4) на участке 1 бусинка покоится, а на участке 2 – движется равномерно

Методы научного познания

o

Сопоставлять результаты исследований, приведенные в виде словесного описания, таблицы или графика , делать выводы, объяснять результаты опытов и наблюдений на основе известных физических явлений, законов, теорий Пример В таблице приведены результаты измерений пути, пройденного телом за некоторые промежутки времени. Эти данным не противоречит утверждение, что движение тела было равномерным в промежутки времени 1) от 2 до 5,6 с 2) только от 2 до 4,4 с 3) только от 2 до 3 с 4) только от 3,6 до 5,6 с

Методы научного познания

o

Сопоставлять результаты исследований, приведенные в виде словесного описания, таблицы или графика , делать выводы, объяснять результаты опытов и наблюдений на основе известных физических явлений, законов, теорий Пример Ученик проводил опыты с двумя разными резисторами, измеряя величину силы тока, проходящего через них при разных напряжениях на резисторах, и результаты заносил в таблицу. Прямая пропорциональная зависимость между силой тока в резисторе и напряжением на концах резистора:

U, В

I

1 ,А

I

2 , А 0 0 0 1 0,4 0,2 2 0,8 0,5 3 1,2 0,9

Методы научного познания

1

) выполняется только для первого резистора; 2) выполняется только для второго резистора; 3) выполняется для обоих резисторов; 4) не выполняется ни для одного из резисторов.

U, В

I

1 ,А

I

2 , А 0 0 0 1 0,4 0,2 2 0,8 0,5 3 1,2 0,9

Методы научного познания

o

Сопоставлять результаты исследований, приведенные в виде словесного описания, таблицы или графика , делать выводы, объяснять результаты опытов и наблюдений на основе известных физических явлений, законов, теорий Пример С некоторой высоты в глубокий сосуд с водой упал пластмассовый шарик. Результаты измерений глубины h погружения шарика в воду в последовательные моменты времени приведены в таблице. На основании этих данных можно утверждать, что:

Методы научного познания

1) шарик плавно опускается ко дну в течение всего времени наблюдения; 2) скорость шарика в первые три секунды возрастает, а затем уменьшается; 3) скорость шарика в течение всего времени наблюдения постоянно уменьшается; 4) шарик погружается не менее чем на 18 см, а затем всплывает

Методы научного познания

Пример Исследовалась зависимость растяжения жгута от приложенной силы. В таблице приведены результаты измерений. Погрешности измерений силы и длины жгута равны соответственно 0,5 Н и 1 мм. На основании этих результатов можно сделать вывод:

Н 0 2 4 6 8 10 l , см 0 0,4 0,8 1,3 1,5 2,1

1) жёсткость жгута равна 200 Н/м; 2) закон Гука выполняется только при силах растяжения, меньших 4 Н; 3) жёсткость жгута сначала уменьшается, а при больших значениях ∆l– увеличивается; 4) с учётом погрешностей измерений закон Гука выполняется при всех значениях силы

Методы научного познания

o

Сопоставлять результаты исследований, приведенные в виде словесного описания, таблицы или графика , делать выводы, объяснять результаты опытов и наблюдений на основе известных физических явлений, законов, теорий Пример Шарик катится по желобу. Изменение координаты х шарика с течением времени t в инерциальной системе отсчета показано на графике. На основании этого графика можно уверенно утверждать, что:

Методы научного познания

1 ) скорость шарика постоянно увеличивалась; 2) первые 2 с скорость шарика возрастала, а затем оставалась постоянной; 3) первые 2 с шарик двигался с уменьшающейся скоростью, а затем покоился; 4) На шарик в интервале от 0 до 4 с действовала все увеличивающаяся сила

Методы научного познания

Пример Экспериментально исследовалась зависимость времени закипания некоторого количества воды от мощности кипятильника. Начальная температура воды неизменна. По результатам измерений построен график, приведённый на рисунке. Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?

1) Время нагревания прямо пропорционально мощности нагревателя; 2) с ростом мощности нагревателя вода нагревается быстрее; 3) мощность нагревателя с течением времени уменьшается; 4) теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг · °С).

Методы научного познания

Пример При проведении эксперимента ученик исследовал зависимость модуля силы упругости пружины от длины пружины, которая выражается формулой F



k длина пружины в недеформированном состоянии. График полученной зависимости приведен на рисунке l



l

0

, где l o Какое(-ие) из утверждений соответствует(-ют) результатам опыта? А). Длина пружины в недеформированном состоянии равна 6 см. Б). Жесткость пружины равна 200 Н/м 1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

Методы научного познания

Пример Исследовалась зависимость растяжения жгута от приложенной силы. В таблице приведены результаты соответствующих измерений. Погрешности измерений силы и длины жгута равны соответственно 0,5 Н и 1 мм. На основании этих результатов можно сделать вывод: 1) жёсткость жгута равна 200 Н/м; 2) закон Гука выполняется только при силах растяжения, меньших 4 Н; 3) жёсткость жгута сначала уменьшается, а при больших значениях увеличивается; 4) с учётом погрешностей измерений закон Гука выполняется при всех значениях силы

F, Н 0 2 4 6 8 10 l, см 0 0,4 0,8 1,3 1,5 2,1

Методы научного познания

Пример При исследовании зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза определяли число колебаний маятника за 60с. Полученные при этом данные приведены ниже в таблице.

На основании этих данных можно сделать вывод, что: 1) период колебаний пропорционален массе груза 2) период колебаний обратно пропорционален массе груза 3) период колебаний пропорционален корню квадратному из массы груза 4) период колебаний уменьшается с увеличением массы груза

Методы научного познания

o

Сопоставлять результаты исследований, приведенные в виде словесного описания, таблицы или графика , делать выводы, объяснять результаты опытов и наблюдений на основе известных физических явлений, законов, теорий Пример Ученик устанавливал зависимость между модулем силы трения скольжения тела, движущегося равномерно по горизонтальной поверхности, и модулем силы его нормального давления. Для этой цели он использовал динамометр и шесть одинаковых брусков массой 100 г каждый, которые поочередно ставил друг на друга, меняя тем самым силу нормального давления. Полученные учеником результаты представлены в таблице. Проанализировав полученные значения, он высказал следующие предположения:

Методы научного познания

А). Прямая пропорциональная зависимость между силой трения скольжения и силой нормального давления наблюдается для первых трех измерений Б). Прямая пропорциональная зависимость между силой трения скольжения и силой нормального давления наблюдается для последних трех измерений.

Какая (-ие) из высказанных учеников гипотез верна (-ы)?

1) Только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

Методы научного познания

o

Рассчитывать параметры физического процесса по результатам опыта, представленного в виде таблицы Пример Исследовалась зависимость напряжения на обкладках воздушного конденсатора от заряда этого конденсатора. Результаты измерений представлены в таблице.

q, мкКл U, кВ 0 0 0,1 0,5 0,2 1,5 0,3 3,0 0,4 3,5 0,5 3,5

Погрешности измерений величин q и U равнялись соответственно 0,05 мкКл и 0,25 кВ. Емкость конденсатора примерно равна

Методы научного познания

q, мкКл U, кВ С, Ф 0 0 0 0,1 0,5 200пФ 0,2 1,5 130пФ 0,3 3,0 100пФ 0,4 3,5 110пФ 0,5 3,5 140пФ

1) 250 пФ 2) 10 нФ 3)100 пФ 4) 750 мкФ

Среднее значение 136пФ

Методы научного познания

o

Рассчитывать параметры физического процесса по результатам опыта, представленного в виде таблицы Пример В схеме, показанной на рисунке, ключ K замыкают в момент времени t = 0. Показания амперметра в последовательные моменты времени приведены в таблице. Определите ЭДС источника, если сопротивление резистора R = 100 Ом. Сопротивлением проводов и амперметра, активным сопротивлением катушки индуктивности и внутренним сопротивлением источника пренебречь.

1) 1,5 В; 2) 3 В; 3) 6 В; 4) 7 В.

t, мс I, мА 0 0 50 23 100 150 200 250 300 400 500 600 700 38 47 52 55 57 59 59 60 60

Методы научного познания

o

Рассчитывать параметры физического процесса по результатам опыта, представленного в виде таблицы Пример Конденсатор подключен к источнику тока последовательно резистором R=10кОм. Результаты измерений напряжения между обкладками конденсатора представлены в таблице. Точность измерения напряжения ∆U = ± 0,1В. Оцените силу тока в цепи в момент времени t =2c. Сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника тока пренебречь 1) 220 мкА 2) 80 мкА 3) 30 мкА 4) 10 мкА U I R

 

U R



R

 

U k

80  6

мкА

 5 , 2  0 , 8

В

Методы научного познания

o

Рассчитывать параметры физического процесса по результатам опыта, представленного в виде таблицы Пример В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора с течением времени в колебательном контуре, подключенном к источнику переменного тока. При какой индуктивности катушки в контуре наступит резонанс на этой частоте, если емкость конденсатора равна 50 пФ?

1) 47,6·10 3 Гн 2) 31 Гн 3) 3,2·10 -2 Гн 4) 8·10 -3 Гн L

 1  2

c



T

4  2 2

c

 0 , 032

Гн

Методы научного познания

o

Рассчитывать параметры физического процесса по результатам опыта, представленного в виде таблицы Пример В процессе экспериментального исследования жесткости трех пружин получены данные, которые приведены в таблице. Жесткость пружин возрастает в такой последовательности 1) 1,2,3 2) 1,3,2 3) 2,3,1 4) 3,1,2

Методы научного познания

o

Рассчитывать параметры физического процесса по результатам опыта, представленного в виде таблицы Пример Подвешенный на нити грузик совершает гармонические колебания. В таблице представлены координаты грузика через одинаковые промежутки времени. Какова примерно максимальная скорость грузика?

1) 1,24 м/с 2) 0,47 м/с 3) 0,62 м/с 4) 0,16 м/с



мак

 2 

Т А

 6 , 28  0 , 06 0 , 8  0 , 47

м с

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) После нанесения точек строиться график, т.е. проводится предсказанная теорией плавная кривая или прямая так, чтобы она пересекала все области погрешностей или, если это не возможно, суммы отклонений экспериментальных точек снизу и сверху кривой должны быть близки

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) Пример Изучалась зависимость температуры тела от времени его нагревания. На рисунке точками указаны результаты измерений.

Погрешность измерения температуры равна 10°С, а времени 30 с. Какой из графиков проведен правильно по этим точкам?

1) А 2) Б 3) В 4) Г

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) Пример На четырех графиках точками отмечены результаты измерений массы жидкости в зависимости от ее объема. Погрешность измерений массы – 2,5 г, объем – 5 мл. Какой из графиков правильно с учетом всех результатов измерений и их погрешностей?

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) Пример При изучении явления фотоэффекта исследовалась зависимость энергии Е фэ вылетающих из освещённой пластины фотоэлектронов от частоты ν падающего света. Погрешности измерения частоты света и энергии фотоэлектронов составляли соответственно 5 · 10 13 Гц и 4 · 10 –19 Дж. Результаты измерений с учётом погрешности представлены на рисунке. Согласно этим измерениям, постоянная Планка приблизительно равна:

Методы научного познания

1) 2 · 10 –34 3) 7 · 10 –34 Дж · с; 2) 5 · 10 –34 Дж · с; 4) 9 · 10 –34 Дж · с; Дж · с.

h

 

E

   4  10  19 4 , 5  10 14  9  10  34

Дж



с

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) Пример Космонавты исследовали зависимость силы тяжести от массы тела на посещённой ими планете. Погрешность измерения силы тяжести равна 4 Н, а массы тела 50 г.

Результаты измерений с учётом их погрешности на рисунке. Согласно этим измерениям, ускорение свободного падения на планете приблизительно равно: 1) 10 м/с 2 ; 2) 7 м/с 2 ; 3) 5 м/с 2 ; 4) 2,5 м/с 2 .

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) g



F m

 15 2 

м

7 , 5

с

2

Методы научного познания

Пример На рисунке показаны результаты измерения давления постоянной массы разреженного газа при повышении его температуры. Погрешность измерения температуры К, давления Δ р =

±

2·10 Чему примерно равно число молей газа? 1) 0,2моль 2) 0,4 моль 3) 1,0 моль 4) 2,0 моль 4 Δ T =

±

10 Па. Газ занимает сосуд объемом 5 л.

 

PV RT

 5  10 5  5  10 8 , 31  800  3  0 , 4

моль

Методы научного познания

Пример На рисунке показаны результаты измерения давления постоянной массы разреженного газа при повышении его температуры. Погрешность измерения температуры Δ T = К, давления Δ р = 1) 12 л 2) 8,3 м 3

±

2·10 4 Па. Число молей газа равно 0,4 моль. Какой объем занимает газ?

3) 5 м 3 4) 5 л

±

10

Методы научного познания

Пример Исследовалась зависимость растяжения жгута от приложенной силы. Погрешности измерения силы и величины растяжения жгута составляли соответственно 0,5 Н и 0,5 см. Результаты измерений с учетом их погрешности представлены на рисунке. Согласно этим измерениям, жесткость жгута приблизительно равна 1) 110 Н/м 2) 200 Н/м 3) 300 Н/м 4) 500 Н/м

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) Пример На графике представлены результаты измерения длины пружины при различных значениях массы грузов, лежащих в чашке пружинных весов. С учетом погрешностей измерений ( Δ m = ±1 г, Δ l = ± 0,2 см) жесткость пружины k приблизительно равна 1) 7 Н/м 2) 10 Н/м 3) 20 Н/м 4) 30 Н/м

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) mg



k



x k



mg



x

 20  10  3 1  10  2  10  20

H м

Методы научного познания

Пример На графике представлены результаты измерения длины пружины при различных значениях массы грузов, лежащих в чашке пружинных весов С учетом погрешностей измерений (Δm = ±1 г, Δl = ± 0,2 см) жесткость пружины k приблизительно равна

1) 7 Н/м 2) 10 Н/м 3) 20 Н/м 4) 30 Н/м

Методы научного познания

mg



k



x k



mg



x

 20  10  3  10 2  10  2  10

H м

Методы научного познания

Пример На графике представлены результаты измерения длины пружины при различных значениях массы грузов, лежащих в чашке пружинных весов. С учетом погрешностей измерений (Δm = ±1 г, Δl = ± 0,2 см) найдите приблизительную длину пружины при пустой чашке весов

1) 1 см ; 2) 2 см; 3) 2,5 см; 4) 4см

Методы научного познания

Пример На графике представлены результаты измерения напряжения на концах участка АВ цепи постоянного тока, состоящей из двух последовательно соединённых резисторов, при различных значениях сопротивления резистора R напряжение на концах участка цепи АВ при R 2 2 и неизменной силе тока I (см. рисунок). С учётом погрешностей измерений (ΔR = ±1 Ом, ΔU =±0,2 В) найдите ожидаемое = 50 Ом. 1 ). 3,5 В; 2). 4 В; 3). 4,5 В 4). 5,5 В

Методы научного познания

U

1  2

В



U

2

I

  0 2 , , 05 5

В A

 

R

1  40

Ом

Методы научного познания

Пример Измеряли, какое количество теплоты отдает 1 кг изучаемого вещества при остывании до той или иной температуры.

Погрешности измерения количества теплоты и температуры составляли соответственно 8 кДж и 0,5°С. Результаты измерений с учетом их погрешности представлены на рисунке. Чему примерно равна удельная теплоемкость данного вещества?

1) 2,7кДж/кг· К 2) 2,0 кДж/кг· К 3) 0,4 кДж/кг· К 4) 1,4 кДж/кг· К с



Q m



t

 20  10 3 1  ( 60  45 )  1 , 3  10 3

Дж кг



К

Методы научного познания

Пример Ученику задали определить удельную теплоту плавления выданного ему вещества. Он измерил, какое количество теплоты необходимо для плавления разной массы исследуемого вещества, уже нагретого до температуры плавления. Результаты измерения указаны на рисунке с учетом погрешности измерений. По результатам эксперимента можно сказать, что:

Методы научного познания

1) образцы разной массы исследуемого вещества имеют разную удельную теплоту плавления 2) удельная теплота плавления увеличивается с увеличением массы образца 3) удельная теплота плавления оказалась равной примерно 15 кДж/кг 4) удельная теплота плавления оказалась равной примерно 20 кДж/кг

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) Пример При исследовании зависимости растяжения жгута от приложенной силы были получены экспериментальные результаты, показанные на графике. Погрешности измерения силы и удлинения равнялись соответственно 0,1 Н и 0,25 см. Чему равна жёсткость жгута?

А) 1 Н/м; Б) 5 Н/м; В) 500 Н/м; Г) 200 Н/м.

k



F



x

 5 0 , 025  200

Н м

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения) Пример В лаборатории исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого конденсатора. Результаты измерений представлены в таблице. Погрешности измерений величин q и U равнялись соответственно 0,05 мкКл и 0,25 кВ. Какой из графиков приведён правильно с учётом всех результатов измерения и погрешностей этих измерений?

q, мкКл U, кВ 0,1 0,5 0,2 1,5 0,3 3,0 0,4 3,5 0,5 3,8

Методы научного познания

o

Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения)

q, мкКл U, кВ 0,1 0,5 0,2 1,5 0,3 3,0 0,4 3,5 0,5 3,8

Методы научного познания

1) Различать методы физического познания (наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение, описание, моделирование и т.п.); 2) Предлагать (выбирать) порядок проведения эксперимента (наблюдения) и выбирать необходимое оборудование и приборы; 3) Определять цену деления прибора, предел измерения, записывать показания приборов; 4) Анализировать порядок проведения наблюдения или опыта и выделять ошибки в ходе постановки исследования; 5) Изображать наблюдаемое явление схематично в виде рисунка; 6) Сопоставлять наблюдаемым физическим процессам законы физики; 7) Строить и анализировать графики с учетом погрешностей, допущенных при измерении; 8) Объяснять результаты исследования согласно физическим законам, делать выводы.