ЗФТШ Физика

Разделы программы: кинематика, динамика, статика, гидростатика, сохранение импульса и энергии, динамика движения тела по окружности. При 2 ч. в неделю существенно углубляет школьную программу и направлена на обучение решению задач.

Содержание программы

Операции с векторами рассматриваются в программе геометрии только во втором полугодии 9 класса, а изложение курса классической механики попадает на начало учебного года. Оно ведется на основе представлений о сложении векторов (силы, перемещения, скорости) и нахождения проекций векторов (перемещения, скорости и ускорения, сил) на выбранное направление. Поэтому в программу включены введение и работа с такими понятиями как проекция вектора на ось, сумма нескольких векторов, скалярное произведение векторов. Оперирования векторами закрепляется в ходе решения задач по физике на примере сложения скоростей и сил, разложения их на составляющие, проецирования векторов на оси выбранной системы координат.

Изложение тем кинематики опирается на векторный, координатный методы описания движения. Равномерное прямолинейное движение и равноускоренное прямолинейное движение вводятся как модели реальных явлений. Сравниваются вербальный, аналитический и графический методы описания движений в этих моделях. Свободное падение по прямой описывается как частный случай равноускоренного движения. Большое внимание уделено решению задач по рассмотрению движения по параболе тела, брошенного под углом к горизонту (отсутствует в школьной программе). Рассматриваются задачи, в которых удобно применить закон сложения скоростей и ускорений, переход в движущиеся системы отсчета.

Фундаментальные законы Ньютона в связи с недостатком времени в школьной программе 9 класса рассматриваются только в применении к движению по вертикали, горизонтали и равномерному движению по окружности. В данной программе рассмотрение расширено на их применение к движению по наклонной плоскости, движению связанных тел и движению транспортных средств под действие силы трения. Законы Ньютона рассматриваются как средство решения большого числа задач, связанных с равномерным и равноускоренным движением по прямой, направленной под разными углами к горизонту. В ходе изучения повторяются законы Гука, сухого трения, рассматривается закон всемирного тяготения, вводятся понятия инертной и гравитационной массы, равнодействующей силы, веса тела.

Раздел статики введен в программу, так ка объем рассмотрения вопросов равновесия твердого тела в школьной программе физики 7 класса совершенно недостаточен для решения типовых задач статики, предлагаемых на олимпиадах для школьников и сдачи государственных экзаменов. Отдельно рассмотрены и сопровождены решением задач равновесие материальной точки и равновесие твердого тела закреплённой осью вращения в плоском случае, строго определяются и закрепляются в задачах понятия центр масс и центр тяжести. При рассмотрении равновесия жидкостей повторяются понятия давление, закон Паскаля, сообщающиеся сосуды. Решение задач, в основном базируется на использовании закона Архимеда, широко используемого и в заданиях ОГЭ и в олимпиадах.

Фундаментальный закон сохранения импульса системы тел не рассмотрен даже в методичке ЗФТШ, в школе рассматривается крайне слабо и иллюстрируется, в основном, описанием реактивного движения. Фундаментальному закону сохранения механической энергии и понятиям работа и мощность силы, кинетическая и потенциальная энергия в наиболее распространенном в школе учебнике (А.В. Перышкин, Е.М. Гутник) посвящен один параграф и соответствующее количество часов в программе. В то же время они активно используются в решении задач и в ОГЭ, и в заданиях ЗФТШ и в олимпиадах. Это определяет подробное рассмотрение применения этих закона в данной программе. Рассматриваются следующие понятия и законы: работа силы и ее графический смысл на графике F(x), работа силы тяжести и упругости, кинетическая энергия тела и теорема об ее изменении, потенциальная энергия, закон сохранения механической энергии, мощность силы и механизмов. 

Рассмотрение кинематики движения точки по окружности вынесено из раздела кинематики в раздел «Динамика тела п окружности». Это сделано для более плотного перехода от кинематики прямолинейного движения к использованию законов Ньютона при описании именно таких моделей движения. К тому же понятие «центростремительное ускорение», постоянно меняющее свое направление в ходе движения трудно осваивается учениками в начале учебного года, когда ученики только привыкают к оперированию векторами. Помимо введения традиционных школьных понятий: линейная и угловая скорость, период и частота обращения, центростремительное ускорение, в программе вводятся понятия, используемые при рассмотрении неравномерного движения по окружности: угловая скорость и ускорение, нормальное, тангенциальное ускорение. Задачи с таким типом движения встречаются на олимпиадах 8-9 и в выпускном государственном экзамене, хотя в школе он не рассматривается. Решение рассматриваемых в рамках программы задач требует одновременного использования и законов сохранения энергии и второго закона Ньютона, поэтому является весьма сложным.

Цели программы

Программа направлена на формирование углубленных знаний и умений в области физики. Ставится цель – повысить мотивацию к изучению физики у учащихся с потребностью поступить в ведущие инженерно-технические вузы РФ через снятие стресса, связанного с несоответствием уровня преподавания физики в рамках отведенного школьной программой времени и уровня заданий, которые они встречают на олимпиадах школьного и муниципального уровня, в открытом банке ОГЭ, заданиях ЗФТШ, куда они поступили индивидуально.

Результат программы

Повышение успешности при выполнении заданий ЗФТШ для самостоятельной работы в течение года, более активное участие в этапах всероссийской олимпиады по физике, а также олимпиадах технических вузов, входящих во всероссийский перечень олимпиад 2020-2021 г.

Особые условия проведения

Для освоения основных понятий каждой темы и для движения от положений теории к решению сложных задач в методичках ЗФТШ используется сборник заданий для подготовки к ОГЭ автора программы (Ханнанов Н.К., ОГЭ 2020. Физика: Сборник заданий. – Москва: Эксмо,2020), на занятиях доступны электронные версии методичек ЗФТШ и проводится разбор рекомендованных заданий, что является приучением учащихся к самостоятельной работе с обучающими материалами ЗФТШ с консультациями преподавателя после самостоятельного изучения этих материалов. Для закрепления понятий и повышения мотивации при изучении некоторых тем будут предлагаться

интерактивные задания из электронных изданий, разработанных автором программы (ЭИ «1С:Школа. Физика 7 кл.» 1С-Паблишинг, 2016; ЭИ «1С:Школа. Физика 8 кл.», 1С-Паблишинг, 2017: ЭИ «1С:Школа. Физика 9 кл.», 1С-Паблишинг, 2015; «1С:Школа. Физика 10 кл.», 2-е изд, 1С-Паблишинг, 2015 под ред. Ханнанова Н.К.).