Вопрос №7.

Раздел изучается в 10 классе.

В современном курсе физики ведущими понятиями являются «электрический заряд» и «электростатическое поле» но для усвоения этих понятий необходимы закон Кулона и принцип суперпозиции. Обычно в школьном курсе дают лишь энергетическую трактовку потенциального электрического поля. Но одного энергетического анализа потенциального электрического поля недостаточно - его необходимо рассматривать параллельно с анализом структуры поля.

Остановимся на методике формирования представления о потенциальности электростатического поля. Определив потенциальную энергию заряда в однородном поле и установив независимость работы электростатических сил от формы траектории, целесообразно проанализировать аналогичную проблему для поля статического заряда. Последнее, позволит выяснить какие особенности электростатического поля обязан его потенциальный характер, и показать связь потенциального поля с фактом существования источника поля. Анализ потенциального электрического поля точечного заряда очень важен. Например. Если ограничиться расстоянием только однородного электростатического поля, то у ребят может возникнуть нежелательная ассоциация «однородное поле потенциально» такая ассоциация, будет применима к магнитному в полю, нередко приводит к затруднению в понимании того, почему магнитное поле которое тоже может быть однородным, не является потенциальным. При определении работы. Совершаемое полем над зарядом, подводит десятиклассников к пониманию существа свойств электростатических сил, благодаря которым их работа не зависит от формы траектории, установив потенциальный характер электростатического поля вводит понятие потенциала. Если вектор направляющий Е - силовая характеристика поля, то потенциал и является энергетической характеристикой. Последовательность рассуждений при введение понятие потенциала: Установить факт независимости поля от формы траектории при перемещение заряда из одной точки в другую. Зафиксировав одну из точек, определяют работу совершаемую полем при перемещении заряда из данного положения в нулевое. Сообщают, что модуль и знак потенциала определяется выбором нулевого уровня. Устанавливают, что под действие поля свободные положительные заряды движутся в сторону уменьшения потенциала, а отрицательная - в сторону увеличения потенциала. Вводят понятие эквипотенциальной поверхности и устанавливают, что линии напряженности электростатического поля перпендикулярно эквипотенциальным поверхностям и направлены в стороны убывания потенциала. Чтобы проанализировать, что должны знать учащиеся об электростатическом поле формулируют основные свойства. Затем рассматривают закон Кулона, установленный с помощью фундаментального опыта. В самой формулировки закона Кулона указывает на неподвижность взаимодействующих заряженных частиц.

1 формулировка закона Кулона иметься указание на точечность заряда. Учащимся необходимо разъяснить смысл этого ограничения: закон Кулона может быть применяться и тогда, когда заряды нельзя считать точечными.

Возможность суммирования действия отдельных зарядов на какой-либо данный заряд (принцип суперпозиции) опытный факт, как и закон Кулона это обязательно следует разъяснить школьникам.

Вопрос №8.

Данный раздел изучается в 10 классе (Мякишев, Буховцев).

Изучение в школе законов сохранения (ЗС) имеет большое познавательное и мировоззренческое значение. ЗС принадлежат к наиболее общим законам природы. В отличии, например, от закона Паскаля, который справедлив лишь для жидкостей и газов и других законов, имеющих ограниченную область применения. ЗС энергии и импульса выполняется во всех физических процессах.

При изучении темы Законы сохранения в механике вводятся понятия, определяющие область применимости ЗС импульса и энергии.

Замкнутая система. Физическая система считается замкнутой, если внешние силы не действуют на эту систему.

Однако, поскольку действие, например, гравитационных сил простирается до бесконечности, то очевидно понятие замкнутая система является абстракцией. Это можно пояснить следующими примерами: система тел спутник, движется вокруг Земли, электрон движется вокруг протона в атоме. В ряде случаев, когда внешней силой можно пренебречь, систему можно считать замкнутой. В замкнутой системе действуют силы, которые называются внутренними.

Консервативные силы – это силы, работа которых не зависит от длины пути, а зависит только от положения начальной и конечной точек пути. К консервативным силам можно отнести нуклоновские силы, силу тяжести, силу упругости.

Система тел, в которой действует консервативная сила, называется консервативной. Необходимо отметить, что если для применимости закона сохранения импульса достаточно, чтобы система тел была замкнутой, то для применимости закона сохранения энергии, необходимо еще чтобы внутренние силы, действующие в замкнутой системе, были консервативными. В теме изучаются такие понятия как: работа, энергия, импульс.