【Учебник ПЕП】Физика средней школы, обязательный курс, том 1

📚 Краткое содержание

Данный курс основан на учебнике по физике для первого года старшей школы и охватывает описание механического движения, закономерности равноускоренного прямолинейного движения, силы тяжести, упругой силы и трения в взаимодействиях, а также взаимосвязь между движением и силой (законы Ньютона). Цель курса — развитие ключевых физических компетенций и научного мышления у учащихся через экспериментальные исследования и логические рассуждения.

Овладейте закономерностями движения, поймите суть сил, начните исследование физики в старшей школе.

Автор: Институт разработки учебников по физике под редакцией издательства «Народное образование» Министерства образования Китая

Благодарности: Утверждено экспертным комитетом Комитета по учебникам Китая, награждено первым призом на всероссийской выставке учебных пособий

🎯 Цели обучения

1. Понять научный дух физики и её социальное применение, осознать широкие перспективы развития физики в будущем.
2. Различать мгновение времени и интервал времени, путь и перемещение, а также уметь количественно описывать перемещение прямолинейного движения с помощью системы координат.
3. Освоить методы измерения перемещения и скорости с помощью таймера с точками, датчиков и систем спутниковой навигации.
4. Экспериментальные навыки: уметь использовать таймер с точками для сбора данных и анализировать движение тележки с помощью графика v-t.
5. Вывод и применение закономерностей: освоить три основные формулы равноускоренного прямолинейного движения (скорость, перемещение, связь скорости и перемещения), свободно применять их для решения практических задач в контексте транспорта и космической техники.
6. Построение физических моделей: понять, что свободное падение — это идеализированное равноускоренное прямолинейное движение, освоить понятие ускорения свободного падения.
7. Количественный и качественный анализ сил: знать закон Гука F=kx и формулу силы трения скольжения F_f = \mu F_N, а также проводить экспериментальное исследование зависимости упругой силы от деформации и законов сложения сил.
8. Понять суть взаимодействия: глубоко осмыслить третий закон Ньютона, уметь различать «силу действия и силу противодействия» и «силы равновесия».
9. Освоить операции с векторами и условия равновесия: уметь использовать правило параллелограмма для сложения и разложения сил, применять условие равновесия сходящихся сил (F_{\text{рез}}=0) для решения практических задач механики.
10. Понять первый закон Ньютона, уметь объяснять явления инерции и осознать научную логику идеального эксперимента Галилея.

🔹 Урок 1: Описание движения: основы физики и параметры кинематики

Обзор: В этом разделе рассматриваются сущность физики как науки, её научный дух и применение в современном обществе. Особое внимание уделяется базовым физическим величинам, описывающим движение тел: время, перемещение и ускорение. Изучение определений этих параметров, методов измерения и способов графического представления позволит учащимся сформировать физическое мышление, переходящее от качественного наблюдения к количественному описанию движения.

Результаты обучения:

• Понять научный дух физики и её социальное применение, осознать широкие перспективы развития физики в будущем.
• Различать мгновение времени и интервал времени, путь и перемещение, а также уметь количественно описывать перемещение прямолинейного движения с помощью системы координат.
• Освоить методы измерения перемещения и скорости с помощью таймера с точками, датчиков и систем спутниковой навигации.

🔹 Урок 2: Равноускоренное прямолинейное движение: исследование закономерностей и свободное падение

Обзор: Данный учебный блок охватывает полный процесс от экспериментального исследования до теоретического вывода, направленный на то, чтобы помочь учащимся освоить основные закономерности равноускоренного прямолинейного движения. Материал начинается с эксперимента по изучению изменения скорости во времени с помощью таймера с точками, далее строятся математические зависимости между скоростью и временем, перемещением и временем, а также скоростью и перемещением, после чего эти закономерности применяются к специфическому виду движения — свободному падению. Через призму СТС (наука, технология, общество, экология), учащиеся поймут практическое применение этих физических закономерностей в развитии транспорта и космической технике.

Результаты обучения:

• Экспериментальные навыки: уметь использовать таймер с точками для сбора данных и анализировать движение тележки с помощью графика v-t.
• Вывод и применение закономерностей: освоить три основные формулы равноускоренного прямолинейного движения (скорость, перемещение, связь скорости и перемещения), свободно применять их для решения практических задач в контексте транспорта и космической техники.
• Построение физических моделей: понять, что свободное падение — это идеализированное равноускоренное прямолинейное движение, освоить понятие ускорения свободного падения.

🔹 Урок 3: Взаимодействие: силы, действие сил и равновесие сил

Обзор: В этом разделе углубленно рассматривается взаимодействие между телами, включая упругие силы, возникающие при деформации, силы трения, препятствующие движению, а также третий закон Ньютона, раскрывающий суть взаимодействия. Изучение сложения и разложения сил (векторные операции) позволяет учащимся освоить методы анализа состояния равновесия тел под действием сходящихся сил, сформировав системный подход к решению задач механики.

Результаты обучения:

• Количественный и качественный анализ сил: знать закон Гука F=kx и формулу силы трения скольжения F_f = \mu F_N, а также проводить экспериментальное исследование зависимости упругой силы от деформации и законов сложения сил.
• Понять суть взаимодействия: глубоко осмыслить третий закон Ньютона, уметь различать «силу действия и силу противодействия» и «силы равновесия».
• Освоить операции с векторами и условия равновесия: уметь использовать правило параллелограмма для сложения и разложения сил, применять условие равновесия сходящихся сил для решения практических механических задач.

🔹 Урок 4: Связь между движением и силой: применение законов Ньютона

Обзор: Данный учебный проект направлен на то, чтобы помочь ученикам первого года старшей школы перейти от качественного анализа к количественным расчетам, создав мост между движением и силой. Через понимание идеального эксперимента Галилея учащиеся осознают красоту научного рассуждения, применяют метод контроля переменных в экспериментальных исследованиях и в конечном итоге осваивают систему единиц измерения в механике, формируя целостную систему знаний по динамике.

Результаты обучения:

• Понять первый закон Ньютона, уметь объяснять явления инерции и осознать научную логику идеального эксперимента Галилея.
• Освоить метод контроля переменных, проводить экспериментальное исследование количественной зависимости ускорения, силы и массы, а также уметь обрабатывать данные с помощью графиков.
• Свободно применять второй закон Ньютона F=ma для решения задач динамики, понимать определение единицы силы — ньютона.