ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Физиканы оқыту әдістемесі» «5В011000 – Физика» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары

3)денелер өзара әсерлескендегі күштердің тең болуы ол денелердің тыныштықта не қозғалыста екендігіне байланысты емес.

Динамиканың негізгі ұғымдары мен заңдарын оқытудың жалғасымдылығы «Ньютонның қозғалыс заңдары» тақырыбын оқытуды, оқушылардың ғылыми көзқарасын қалыптастыру мақсатында, ол заңдардың қолданылу шекарасын түсіндірумен аяқтаған абзал.

Қорыта келгенде тақырыпты мынадай жүйелілікпен оқытқан дұрыс: Ньютонның бірінші заңы түсідіріледі; масса ұғымы ендіріледі; өзара әсер арқылы күш ұғымы ендіріліп, Ньютонның екінші заңы өтіледі; одн кейін Ньютонның үшінші заңы айтылады; ең соңында Ньютон заңдарының қолданылу шекарасы жөнінде мағұлыматтар беріледі. Бұл жүйеліліктің негізінде масса ұғымын екінші заңға дейін ендіру, ал күшті екінші заңды өтумен байланысты ендіру идеясы жатыр. Айтылған жүйеліліктің өзіне тән қиыншылықтары болғанымен, ол күштің динамикалық сипатын, массаның физикалық мағынасын ашып беруге көмектеседі.

Динамиканың негізгі заңдары мен негізгі ұғымдарын оқыту әдістемесі

Динамиканың бірінші заңы

Ньютонның бірінші заңының мазмұны сырт қарағанда қарапайым болып көрінгенімен, оның оқушылардың өмірден алған тәжірибесіне қайшы келуі заңның физикалық идеясын жете түсінуді қиындатып жібереді. Әрбір оқушының қозғалыс және оның күшпен байланысы жөнінде күнделікті тұрмыстан түйген түсінігі бар. Оқушының өзінің жеке тәжірибелері мен бақылаулары негізінде жасаған қорытындылары динамиканың бірінші заңына сәйкес келе бермейді. Допты теппесе, автомобильдің двигателін қоспаса, арбаға атты жекпесе, поезды тепловоз сүйремесе және т.б. жағдайларда дене өздігінен қозғалмайды деп есептейді, олар қозғалысты күшпен байланыстырады. Сондықтан, бірінші заңды өткенде оқушыларды тек оқытып ғана қоймай, қайта оқытуға тура келеді.

Егер басқа денелер әсер жасамаса, болмаса олардың әсері өзара теңгерілген болса, дененің тыныштық күйін сақтайтындығына оқушылар әдетте күмән келтірмейді. Бірақ, мұндай жағдайда денелердің қозғалыс жылдамдығының тұрақты болатындығы, олардың бір қалыпты және түзу сызықты қозғалыс қалпын сақтап қалатындығын түсінуі едәуір қиындықтар туғызады.

Оқушылардың күнделікті өмірден алған тәжірибелерді олардың «күш әсері тоқтағанда дене өзінен өзі тоқтайды» деген ойға жетелейді: доп, автомобиль, арба, поезд және т.с.с. басқа денелер әсері болмаса түбінде тоқтайды. Сондықтан, олардың зейінін денелердің өздігінен тоқтамайтындығына, тек басқа денелердің әсерінен тоқтайтындығына аудару керек: допқа – ауа, автомобильге, арбаға – жер беті, поезға – рельс беті, т.т.

Инерция заңын оқытудың әдістемелік қиындығы – бұл заң дәл орындалатын идеал жағдай жасаудың мүмкін болмайтындығында. Ондай жағдайларды тек жуықтап жасауға болады немесе ойша жасалатын эксперименттерге жүгінуге тура келеді. Ньютонның бірінші заңын түсіндіруді жеңілдететін дәстүрлі тәжірибе – науамен шарикті домалату тәжірибесі. Демонстарциялық стол үстіне көлбеу қойылған науа бойымен шарикті домалатамыз.

1. алдымен стол бетіне құм төсейміз;

2. кедір-бұдырлы мата (мысалы, шұға) төселеді;

3. өте тегіс бет (мысалы, шыны) алынады.

Шариктің қозғалысына басқа дененің кедергісі қаншалықты аз болса, соншалықты оның қозғалысының ұзаққа созылатындығына оқушылардың назарын аударамыз. Осы тәжірибелердің негізінде мынадай қорытынды жасауға болады: денеге басқа денелердің әсері қаншалықты аз болса, соншалықты оның жылдамдығы баяу өзгереді. Ары қарай тәжірибені ойша жылғастырып, денеге басқа денелер тіпті әсер етпеген жағдайда оның жылдамдық векторының өзгермейтіндігі жөніндегі қорытындыға келеміз.

Кейінгі кезде бұл мақсат үшін дененің құрғақ мұз бетінде немесе ауа жастығы үстінде қозғалуын көрсететін демонстарция қолданыла бастады. Сәл ғана түрткінің әсерінен ауа жастығының үстінде қозғалыстың бір қалыпты болатындығын анық байқауға болады және тәжірибе үлкен әсер қалдырады. Осы тәжірибелерден кейін Ньютонның біріші заңының тұжырымы айтылады.

Физика курсының осы тұсында оқушылар өздерінің өмірден байқаған тәжірибелерін қайтадан ойлануы үшін тарихи мәліметтер келтірген орынды болған болар еді. Механиканы оқығанда олардың ойлау жүйесі көпшілігінде «күш әсер етпесе қозғалыс жоқ» дейтін аристотельдік идеяға жақын. Қозғалыс жөніндегі Аристотельдің көзқарасына Галилей-Ньютон механикасын қарсы қою – инерция заңының ғылыми дүниетанымында бетбұрыс жасаған ұлы жаңалықтардың бірі екендігін түсінуді жеңілдетеді.

1.Поезд вагонының еденінде жатқан доп вагон орнынан үдемелі қозғала бастағанда кері бағытта қозғалады, немесе бір қалыпты қозғалып келе жатқан вагонда тыныштықта болған доп вагон қозғалысы тежелгенде оның алдыңғы жағына қарай қозғала бастайды. Олай болса, үдемелі не кемімелі қозғалысқа түскен вагон инерциялық санақ жүйесі бола алмайды, ондай санақ жүйелерін инерциялық емес санақ жүйелері деп атайды.

2.Тыныштықтағы самолет ішіндегі столда кітап жатқан болсын. Самолет үдемелі жылдамдықпен қозғала бастағанда стол үстіндегі кітап сырғанап кері бағытта қозғала бастайды. Бұл жағдайда кітапқа басқа денелер әсер етіп тұрмаса да ол үдеумен қозғалады. «Үдемелі қозғалыстағы самолет» санақ жүйесінде Ньютонның бірінші заңы орындалмай тұр, ол – инерциялық емес санақ жүйесі.

Масса

Масса ұғымын 9-класта қалыптастыруды шартты түрде мынадай жүйелілікпен жүргізуге болады:

1)оқушылардың 7-8-кластарда масса жөнінде өткен барлық негізгі қағидаларын қайталау;