| ПРОГРАММА
КУРСА ФИЗИКИ ДЛЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО ЛИЦЕЯ |
|
Коммунарский лицей
Ленинского района Московской области
Программа углубленного курса физики для классов
физико-математического факультета Коммунарского
лицея 8-11 классы.(редакция 1998 г.)
Автор - преподаватель физики высшей категории Попов
Михаил Вячеславович
Программа получила положительный отзыв на кафедре
физики МГОПУ в 1994 г.
Программа получила положительный отзыв в фонде образовательных
технологий "Байтик" в 1995 г.
Программа получила положительный отзыв в центре
"Перспектива" г. Троицк в 1999 г.
|
|
Программа рассчитана на изучение на физико-
математическом отделении Коммунарского лицея в
8-11-х классах. Изучение физики в Лицее начинается
с 8 класса а не 7, как в обычных школах и 8-й
лицейский класс принимаются дети из разных школ,
все ученики имеют разный уровень знаний за курс
физики 7-го класса. Кроме того, стандартный курс
7-8 страдает непоследовательностью и малой теоретической
нагруженностью. При этом возникает необходимость
в повторном изучении материала. Часы, выделяемые
на физику на физико-математического факультете
(6 часов в неделю), это позволяют. Помимо этого,
возможно заметно расширить круг изучаемых в этом
классе вопросов. Курс 8 класса формируется как
пропедевтический к основному курсу физики 9-10-11
и объединяется вокруг идеи знакомства с феноменологией
физики. В основе курса 8 класса лежит базовый
курс физики 7-8 и, отчасти, 9-го классов и курс
астрономии 11 класса (отдельного курса астрономии
в учебном плане лицея не предусматривается).
|
"Мир физических явлений."
Курс начинается со знакомства со структурой физической
науки, на этом же этапе проводится классификация
физических явлений. К типовой программе добавлены
разделы " Механические явления", который
является повторением материала 7-го класса и "
Начальные сведения о физике микромира и современной
физике". Помимо этого добавлены элементы астрономии,
которые органично вписываются в различные разделы
программы. Разделы "Электрические явления"
и "Магнитные явления" объединены в рамках
раздела "Электромагнитные явления", что
позволяет рассматривать эти проявления электромагнитных
явлений как имеющих общую природу. Добавлен теоретический
материал, связанный с волновыми явлениями и природой
света, учащиеся знакомятся с понятием электромагнитных
волн. Знакомство с трудными вопросами производится
на понятных, наглядных моделях. В курсе предусмотрено
проведение практикума по моделированию явлений геометрической
оптики на компьютере. Кроме того, добавлены к ознакомлению
некоторые явления и технические достижения, традиционно
умалчивающиеся в курсах 7-8-х классов.
"Классические модели механики."
Курс является усовершенствованным и расширенным
базовым курсом физики 9-го класса. Курс включает
три модели механических систем:
простейшую без взаимодействий;
с постоянным по величине и направлению взаимодействием;
с переменным взаимодействием.
В рамках каждой модели формируется формализм, описывающий
каждую из них.
За центральную идею курса взята идея моделей различных
приближений движения материальной точки. Естественно
было бы включение релятивистской модели, но пока
не удается составить удовлетворительное планирование,
в котором этот раздел бы уместился.
Кроме этого курс усилен практикумами по компьютерному
моделированию каждый из которых составлен в соответствии
с ниже перечисленными моделями.
"Абитуриент. 1 ступень."
Отличительной особенностью данной программы является
наличие раздела "Основы теории вероятностей
и статистики", что продиктовано попыткой представить
основы молекулярно-кинетической теории как теорию
статистическую. Раздел способствует развитию у учащихся
вероятностных представлений о мире, готовит теоретическую
почву для знакомства с элементами статистической
физики и квантовой механики.
Помимо того в этом разделе предполагается познакомить
учащихся с основными правилами статистической обработки
экспериментальных данных, что позволит им более
грамотно выполнять лабораторные работы. В разделе
производится знакомство с методом Монте-Карло как
с методом, удобным для расчетов на компьютере. Материал
раздела при своей нетрадиционности для школьного
курса доступен, интересен и может быть ярко проиллюстрирован.
В курс включены граничные явления, свойства твердых
тел, паров, в электродинамике-теорема Гаусса, законы
Кирхгофа, электромагнитная индукция и некоторые
другие, не включаемые в последнее время во многие
традиционные программы, вопросы.
"Абитуриент. 2 ступень."
Курс является заключительным в системе Лицея и специфика
этого образовательного учреждения диктует необходимость
по возможности высвободить значительную часть учебного
времени для повторения и целевого "натаскивания"
для поступления в ВУЗы. Это достигается переносом
геометрической оптики в 8 класс, волновой оптики-
в 8 и 9 классы, части электродинамики, связанной
с электромагнитной индукцией, в 10 класс. Оставшиеся
части - переменный электрический ток, электромагнитные
волны, элементы квантовой и ядерной физики хорошо
умещаются в 1 семестре, а 2-й полностью выделяется
для подготовки в институты.
Проверка знаний, умений и
навыков и критерии оценки.
По каждой изученной теме проводятся контрольно-
диагностические работы, проводимые по системе, принятой
в Лицее. Успевающими считаются только учащиеся,
получившие зачеты по всем работам. Работы делятся
на две части - базовую и часть повышенного уровня.
Выполнение основной (репродуктивной) части оценивается
оценкой "зачет", выполнение дополнительной
части оценивается сверх того оценками "4"
или "5" в зависимости от уровня эвристики.
В конце каждого семестра проводится дифференцированный
зачет по материалу всего семестра и устный, а в
конце 11 класса - письменный экзамен.
|
1. Физика 7. А.В. Перышкин, Н.А. Родина.
2. Физика 8. А.В. Перышкин, Н.А. Родина.
3. Сборник задач по физике. В.И. Лукашик.
4. Сборник задач по физике. А.П. Рымкевич.
5. Астрономия. Б.А. Воронцов-Вельяминов (или любой
другой)
1. Физика 9. А.В. Перышкин, Н.А. Родина.
2. Физика 9. Балашов.
3. Сборник задач по физике. Сост.-Степанова.
4. Сборник задач по физике. Под ред. С.М. Козела.
1. Физика 10. Пинский
2. Сборник задач по физике. Сост.-Степанова.
3. Сборник задач по физике. Под ред. С.М. Козела.
1. Физика 11. Пинский.
2. Сборник задач по физике. Сост.-Степанова.
3. Сборник задач по физике. Под ред. С.М. Козела.
4. Задачи по физике. Под редакцией О.Я. Савченко.
1. Элементарный учебник физики. Под ред. ак. Ладсберга.
2. Как решать задачи по физике. Б.А. Гринченко.
3. Занимательная физика 1,2. Перельман.
|
1. Введение.
Предмет физики. Законы развития естественных наук.
Структура физической теории. Опыт, гипотеза, закон,
теория.
Феноменология физики. Классификация физических явлений.
Исторические физические теории. Микромир, макромир,
их взаимосвязь.
2. Механические явления.
Движение. Виды движения. Инерция. Законы Ньютона.
Тяготение. Движение небесных тел. Солнечная система.
Трение. Механизмы. Работа и мощность. Механическая
энергия, закон её сохранения. Релятивистские явления.
3. Тепловые явления.
Молекулярное строение вещества. Тепловое движение
молекул. Связь макро- и микро- явлений. Теплоемкость.
Теплота сгорания. Уравнение теплового баланса, первый
закон термодинамики. Фазовые переходы (1-го) рода.
Знакомство с фазовыми переходами 2-го рода. Плавление-
отвердевание с молекулярной точки зрения. Понятие
об обратимых и необратимых процессах. Понятие термодинамики
небесных тел и вселенной.
4. Электромагнитные явления.
Электризация тел. Виды зарядов, дискретность электрического
заряда, электрон. Электростатическое взаимодействие,
закон Кулона.
Электромагниты, постоянные магниты. Неразрывная
связь электрических и магнитных явлений. Начальное
понятие об электромагнитном поле.
Электрический ток, источники тока. Сила тока. Напряжение,
ЭДС. Электроизмерительные приборы. Протекание тока
по проводнику, природа проводимости веществ: металлов,
газов, полупроводников, вакуума (качественное описание).
Сопротивление, удельное сопротивление. Закон Ома
для участка цепи. Соединения проводников.
Работа и мощность тока, производство и использование
электроэнергии.
Понятие об электромагнитных волнах.
5. Световые явления.
Свет- как видимые электромагнитные волны. Излучение
света. Распространение света. Модельные представления
о свете.
Принцип Ферма, моделирование на его основе явлений
геометрической оптики. Законы распространения света
для упрощенной модели. Оптические приборы. Распространение
реального света. Понятие о явлениях дифракции и
интерференции света (качественное описание). Явление
дисперсии, использование спектрального анализа для
определения химического состава. Эффект Доплера
(качественное представление на примере звука), определение
с его помощью скоростей звезд.
6. Астрономические явления
и элементы астрофизики.
Развитие представлений о строении Вселенной. Строение
Солнечной системы. Планеты, их свойства.
Звезды. Солнце как звезда. Измерения в астрофизике,
приборы и методы.
7. Начальные понятия о физике
микромира и современной физике.
Атом, строение атома. Модели атома. Ядро, кварковая
структура ядра. Элементарные частицы. Формы материи.
1. Введение.
Механика. Основная задача механики. Механическое
движение. Однородность пространства. Время. Система
отсчета, материальная точка, путь , перемещение.
2. Модель системы тел без взаимодействий.
Исторические модели движения (Аристотель). движение
без взаимодействия. 1-й закон Ньютона. Движение
и покой. Равномерное прямолинейное движение. Инерциальные
системы отсчета. Скорость в простейшем приближении
для модели без взаимодействия.
Уравнение прямолинейного равномерного движения.
Метод Эйлера.
Математические модели прямолинейного движения
(уравнение, через алгоритм на основе метода Эйлера).
3. Универсальная модель
А) (формализм Ньютона) Взаимодействие. Сила. Сложение
сил. Ускорение. Ускоренное движение. 2-й закон
Ньютона. Уравнение прямолинейного равноускоренного
движения. Математические модели равноускоренного
движения. Парность взаимодействий, 3-й закон Ньютона.
Взаимодействия в природе. Проблемы теории взаимодействий.
Гравитационное взаимодействие. Гравитационная
масса. Закон всемирного тяготения. Принцип эквивалентности
гравитационной и инертной масс. Силы упругости,
закон Гука.
Б) Статика. Статические задачи для поступательного
и вращательного случая.
В) Законы сохранения импульса и механической энергии.
Замкнутая система тел. Импульс. Закон сохранения
импульса. Момент силы, момент импульса. Вращательный
закон Ньютона. Момент инерции. Закон сохранения
момента импульса.
Работа как основная энергетическая величина. Кинетическая
энергия. Консервативные силы. потенциальная энергия,
ее относительность. Неконсервативные силы. закон
сохранения механической энергии. границы применимости
ЗСЭ. Понятие о законе сохранения вещества - энергии.
Кинетическая энергия вращения.
Г) Динамика вращательного движения.
Д) Движение жидкости. Гидростатика. Гидродинамика,
уравнение Бернулли.
4. Некоторые характерные задачи классической механики.
а) Движение в однородном гравитационном поле.
Движение по вертикали, горизонтальный бросок6
бросок под углом к горизонту.
б) Круговое движение. Основные определения: периода,
частоты, угловой скорости. Центростремительное
ускорение. Движение спутников. 3-й закон Кеплера.
в) Движение под действием силы, пропорциональной
смещению. Колебания. Гармоническиеколебания. Уравнение
гармонических колебаний. Колебания скорости и
ускорения. Колебания простейших осцилляторов.
Резонанс. Автоколебания. пространственные колебания
- волны. Волновые явления. Условие интерференции
волн.
1. Основы теории вероятностей и статистики.
Вероятность. Суперпозиции вероятностей. Понятие
распределения. Распределение Гаусса. Среднее,
дисперсия, погрешность.
Правила обработки экспериментальных результатов.
Понятие о методе Монте- Карло. Статистический
характер физических макровеличин. статистические
и динамические законы.
2. Основы молекулярно- кинетической теории.
Основные положения МКТ. Микромир и его связь с
макромиром. Статистический характер макровеличин.
Броуновское движение и его моделирование. Массы
и размеры молекул.
Основное уравнение МКТ. Равнораспределение энергии
по степеням свободы.. Температура, ее физический
смысл. Скорости молекул, распределение Максвелла.
Уравнение состояния идеального газа. Процессы
в газах.
Атмосферы планет. Барометрическая формула.
Реальные газы, пары. Фазовые переходы 1-го рода.
Смеси газов. Влажность.
Межмолекулярное взаимодействие. Граничные эффекты
в веществе. Поверхностное натяжение. Капиллярные
явления.
Явления переноса в веществе.
Структура макротел. Кристаллы и аморфные вещества.
Свойства и характеристики материалов.
3. Основы термодинамики.
Температура и внутренняя энергия. 1-й закон термодинамики.
Тепловые машины. Машина Карно. 2-й закон термодинамики.
Понятие об энтропии, ее статистический и термодинамический
смысл.
4. Элементы электродинамики.
1. Электрическое поле
Закон сохранения электрического заряда. ЗАКОН
КУЛОНА. Напряженность электрического поля (Опыт
Иоффе- Милликена). Понятие о теореме Гаусса. Проводники
в электрическом поле. Работа электрического поля
при перемещении заряда. Разность потенциалов.
Напряжение. Связь между напряжением и напряженностью
однородного поля. Электрическая емкость. Конденсатор.
Энергия электрического поля. Электрическая емкость.
Конденсатор. Энергия электрического поля. (Диэлектрики
в электрическом поле.) Диэлектрическая проницаемость.
2 Законы постоянного тока.
Применение закона Ома для участка цепи к последовательному
и параллельному соединениям проводников. Электродвижущая
сила. Закон Ома для полной цепи. Законы Кирхгофа
для электрических цепей постоянного тока.
5. Магнитное поле.
Взаимодействие токов. Магнитная индукция. Магнитный
поток. Сила Ампера. Принцип действия электроизмерительных
приборов. Громкоговоритель. Сила Лоренца. Движение
частиц в магнитном поле. Магнитные свойства вещества.
Ферромагнетики. Магнитная запись и хранение информации.
6. Электромагнитная индукция.
Электромагнитная индукция. Индукционное электрическое
поле. Закон электромагнитной индукции. Правило
Ленца. (электродинамический микрофон). Самоиндукция.
Индуктивность. Энергия магнитного поля.
7. Электрический ток в различных средах.
Основные положения электронной теории проводимости
металлов. Скорость упорядоченного движения электронов.
Зависимость сопротивления от температуры. Cверхпроводимость.
Электрический ток в полупроводниках. Электропроводность
полупроводников и ее зависимость от температуры.
Собственная и примесная проводимость полупроводников.
Терморезистор. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый
диод. Транзистор. Применения полупроводниковых
приборов. Электронная эмиссия. Электрический ток
в вакууме. Двухэлектродная лампа. Электровакуумный
триод и его применение для усиления сигнала. Электроннолучевая
трубка. Электрический ток в растворах и расплавах
электролитов. Закон электролиза. Применения электролиза.
Электрический ток в газах. Несамостоятельный и
самостоятельный разряды. Понятие о плазме. МГД-генератор.Основные
законы электродинамики. Понятие об уравнениях
Максвелла.
.
1. Нестационарная электродинамика.
Свободные электрические колебания. Колебательный
контур. Генератор переменного тока. Производство
и передача электроэнергии. Трансформатор. Конденсаторы
и катушки в цепях пременного тока. Автоколебания
и резонанс в электрических цепях. Л/р "Определение
индуктивности катушки". Излучение электромагнитных
волн, их свойства. Физические основы радио и телевидения.
2. Элементы СТО и ОТО.
Классические опыты по определению скорости света,
увлекаемости "светоносного эфира". Постулаты
Эйнштейна. Теоремы о поперечных размерах тел,
релятивистском времени, продольных размерах тел.
Релятивистское сложение скоростей. Преобразования
Лоренца. СТО и классическая механика, принцип
соответствия. Масса покоя, элементы релятивистской
динамики, связь вещества и энергии.
3. Квантовая физика.
Квантовые эффекты (экспериментальные данные).
Формула Планка. Теория фотоэффекта, фотоны. Корпускулярно-волновой
дуализм. Эффект Комптона. Дифракция частиц. Основные
идеи квантовой механики. Л/р "Интерференция
и дифракция частиц на одной и двух щелях".
Атом водорода. Исторические типы моделей. Квантовая
теория излучения. Квантовый генератор.
4. Ядерная физика.
Строения ядра. Сильное взаимодействие. Кварки,
глюоны. Ядерный распад. Л/р "Исследование
законов ядерного распада" . Энергия связи.
Ядерные реакции, расчет энергетического выхода.Ядерное
оружие, атомная энергетика, экологические проблемы.
5. Методика решения задач для поступающих в
вузы.
|
|
|
|
|
