Помощь по Физике Студентам и Школьникам

У каждого Человека должен быть выбор.
И каждый Человек должен знать, что этот выбор у него есть!

Статьи

Как решать задачи по физике?

Именно так – с вопросом, ибо я сам не прочь узнать на него ответ. Но меня часто об этом спрашивают, и кое-какие мысли по этому поводу у меня всё-таки есть. Посему, хочется ими поделиться (я же рос и воспитывался в стране Советов). Только ни в коем случае не относитесь к моей писанине, как к некоему АЛГОРИТМУ! Это НЕ ДОГМА! Это просто набор советов, некоторые из которых можно принять на вооружение и выполнять практически в любой последовательности. Помните: у вас всегда есть выбор. Выбор между тем, каким способом решать задачу; выбор между тем, решать или не решать; решать правильно или неправильно... И не забывайте, что нет правил без исключений. "Что русскому хорошо, то немцу – смерть". Кому-то какой-нибудь совет подойдет отлично, а кому-то может и навредить.

Да, кстати. Я ведь не профессиональный педагог, не заканчивал пединститут или университет, не изучал никаких методик. Всё, что я здесь написал, основывается на личном 30-ти летнем опыте решения задач, а также на 20-ти летнем опыте обучения этому студентов и школьников.

А вообще-то, я знаю ответ на вопрос. Решать задачи надо ПРАВИЛЬНО и, по возможности, БЫСТРО!

Итак, советы (я позволил себе проиллюстрировать их своими решениями задач, которые можно найти на странице Решение задач ЕГЭ). И ещё, прошу прощения за грамматические ошибки – с русским письменным у меня всегда были проблемы.

• Прочитать задачу! И, причем, правильно прочитать! Не улыбайтесь. Половина (или даже больше) ошибок делается именно на этом этапе. Банальный пропуск какого-нибудь слова в условии приводит к неверному ответу, а чаще к невозможности решить задачу. Предположим в условии сказано, что поверхность по которой движется тело - гладкая, а вы это слово не заметили и нарисовали на тело силу трения. Вряд-ли вы получите ответ в таком случае. Или, наоборот, в условии нет слов, что газ одноатомный, а вы используете формулу для внутренней энергии одноатомного газа – ответ будет, но неправильный (см. решение задачи С1 из варианта 99 за 2004 год).
  Я иногда советую учителям русского языка проводить изложение не с художественными текстами, а со сборниками задач по физике, химии и т.д. – лишь бы приучать школьников понимать условие задачи. К сожалению, чаще наблюдается картина, когда учитель или преподаватель физики сам читает условие задачи, при этом тщательно его разжевывая, и тем самым лишая вас возможности мыслить на этом этапе. Такое решение задачи не принесет большой пользы!
  Кстати, к этому пункту следует возвращаться не один раз при решении задач.


• Попытаться по-возможности понять и представить явления или процессы, происходящие по условию задачи. После чего вспомнить основные законы, описывающие (объясняющие) эти явления. Например, если в условии задачи сказано, что тело движется равноускоренно, то на ум должны приходить следующие законы: кинематические уравнения равноускоренного движения; 2-ой закон Ньютона; закон сохранения энергии (возможно). А если в задаче речь идет об идеальном газе, то вряд-ли надо пользоваться законом Ома – ищите (лучше в своей голове) уравнение Менделеева-Клапейрона или 1-ое начало термодинамики.


• Сделать схематический рисунок. Скорее всего вы уже знаете, что все физические величины являются скалярными или векторными (речь идет о школьной программе). Также и физические законы имеют скалярную форму (например, законы геометрической оптики) или векторную (тот же 2-ой закон Ньютона). Так вот, если вы собираетесь решать задачу с помощью векторного закона, то рисунок НЕОБХОДИМ! Причем, все входящие в уравнения векторные величины должны быть указаны на рисунке. Вам же нужно будет с ними работать – складывать, вычитать или проецировать вектора на оси системы отсчета (С1 из варианта 41 за 2008 год).
  Но и в тех случаях, когда используемые законы скалярные, рисунок порой также надо делать. Трудно решать задачу на закон Ома без схемы электрической цепи или задачу на оптику без показа хода лучей (С4 из варианта 37 за 2005 год). Более того, даже когда рисунок вроде бы и не нужен (например, задача на теплообмен), его наличие может сильно упростить и ускорить решение (см. следующий пункт). Так что, рисуйте, хуже не будет, даже если вы это не умеете делать (С2 из варианта 39 за 2008 год).


• Записать данные по условию величины (в просторечии – "дано")? Или не записать? Чего время тратить, его и так мало! Можно все данные показать на рисунке (С3 из варианта 39 за 2003 год). Впрочем, я сам не знаю как лучше (обычно, когда сам решаю – не пишу, а когда объясняю – пишу "дано"). Многое зависит от вашего характера. Кто-то ужинает вечером, а кто-то ближе к утру...
  И здесь же скажу по переводу величин в систему СИ. Если боитесь ошибиться при расчете – переводите сразу, если же не боитесь, то, иногда, удобнее производить расчет в тех величинах, в которых они и даны в условии. Например, по условию смешивают литр холодной воды с двумя литрами горячей воды. Какая разница, в каких единицах вы будете подставлять объем в уравнение теплового баланса, если все равно они сокращаются? Исключением является лишь температура. В некоторых уравнениях (например, Менделеева-Клапейрона или для внутренней энергии идеального газа) она обязательно должна быть выражена в кельвинах! (См., например, перевод величин в решении задачи С5 из варианта 101 за 2005 год).


• Записать те законы, которые ранее предполагалось использовать, но уже для данной задачи. Распространенная ошибка: зачем я буду писать то или иное уравнение, если я не знаю входящих в него величин? Поймите – ваше знание или незнание не имеют значения! Если явления, происходящие в задаче, могут быть описаны каким-либо уравнением, то его надо записать вне зависимости от вашего желания. Самое худшее, что может при этом произойти, так это то, что вы напишите ненужное уравнение, которым потом не воспользуетесь. Но это гораздо лучше, чем то, что вы не напишете нужное уравнение. При этом, если законы векторные, то скорее всего надо показать оси системы отсчета и спроецировать ваши законы на оси (С6 из варианта 58 за 2005 год). И не забывайте про первый пункт. Из условия задачи почти всегда можно записать какие-то дополнительные уравнения.


• Поесть шоколад. Это успокаивает и придает мозгам (вне зависимости от их количества) дополнительную энергию.


• Всё!!! Теперь надо забыть про физику. Перед вами одно или несколько математических уравнений, которые вы умеете решать (надеюсь, математика у вас в школе есть, и вас научили решать простые линейные уравнения, квадратные уравнения или системы уравнений). Ещё могут понадобиться знания геометрии и тригонометрии. И не надо здесь много думать. Обычно дальнейшее решение оказывается не сложным – всё-таки вы решаете задачи по физике, а не математике, и составители задач учитывают этот факт. К тому же для простоты (и скорости) решения можно подставить числовые значения, если они даны по условию. (Было бы любопытно посмотреть решение задачи С3 из варианта 113 за 2008 год в общем виде!)


• Посмотрите на полученный ответ. Всё же вы решали задачу по физике, поэтому у ответа должен быть физический смысл. Так, например, скорость тела не может быть больше скорости света, а время или масса не могут быть отрицательными. Если у вас получилось что-то подобное – делайте соответствующие выводы (то есть у вас скорее всего где-то ошибка). Ответ, полученный в общем виде, можно проанализировать, поискать "подводные камни" и т.п., правда, это скорее актуально для интересных олимпиадных задач, а не для задач ЕГЭ.
  Кстати, аккуратней с минусами в ответах. Это может означать как то, что полученная вами векторная величина просто направлена не в ту сторону, в которую вы показали на рисунке, но может означать, что вы получили неверный ответ! (См. решение задачи С5 из варианта 97 за 2004 год.)


• Надо ли делать проверку размерностей? Думаю, что не стоит, особенно, когда мало времени. Хотя многие учителя заставляют это делать и более того, требуют иногда, чтобы размерности были написаны при подставлении в формулы численных значений (без слёз на такие формулы не посмотришь – кошмар какой-то!). Тут решайте сами, кто как привык.
  Но размерности величин могут помочь при решении. Если вы встретили неизвестную доселе для вас физическую величину, то посмотрев на её размерность, можно получить уравнение, определяющее её. Например, плотность тока имеет размерность А/мм². Судя по размерности, чтобы получить плотность тока, надо силу тока (А) разделить на площадь (мм²).


• О шпаргалках (людям с неустойчивой психикой читать это не следует). Долго думал, писать про них или не писать. С одной стороны, хочу быть честным до конца, с другой, – не хочу зарабатывать дешевый авторитет. Потому как, я выступаю в защиту шпаргалок. Чтобы вам ни говорили, но НАПИСАТЬ (А НЕ КУПИТЬ) для себя шпаргалку надо! И чем раньше, тем лучше. Во-первых, когда вы пишите шпаргалку, вы еще раз повторяете физику, а во-вторых, подглядывая в шпаргалку при подготовке, вы потихоньку запоминаете основные законы и формулы.
  Наверное, я сейчас навлеку на себя гнев всего законопослушного человечества, но я считаю, что шпаргалками на ЕГЭ (именно на ЕГЭ) пользоваться можно и нужно. ЕГЭ по своему духу уродлив! Достаточно посмотреть на часть А по ФИЗИКЕ, дабы убедиться, что идет проверка не ЗНАНИЙ ученика, а его ПАМЯТИ и способности к АРИФМЕТИЧЕСКИМ действиям. И я уже молчу о том, как осуществляется контроль за экзаменами в посёлках и провинциальных городах (про столичные города не знаю), когда ученики спокойно не только пользуются чем угодно, но и получают консультации по телефону (вообще-то, это тема отдельной статьи). Так почему должен страдать человек, который серьёзно готовился к экзамену, понимает законы физики и должен написать ЕГЭ хорошо (то есть на отлично)?! Но всего не упомнишь, все законы не выведешь, да и время поджимает. Многие ли сейчас в спокойной обстановке могут написать на память формулу для ширины интерференционной полосы в опыте Юнга или формулу давления света? А сколько уравнений в МКТ? Как связана среднеквадратичная скорость с плотностью газа?
  Так что пользуйтесь шпаргалками. Но только на ЕГЭ. Однако, нельзя к ним привыкать – беда будет!


• И совсем простые советы-наблюдения для ЕГЭ. Когда стаёт тоскливо - ешьте шоколад. Если вы не можете решить задачу из части А или В более трёх-пяти минут, то скорее всего, вы не правильно её решаете. Если условие задачи из части С занимает много места, то скорее всего задача решается в одну формулу (обычно это С5 или С6). Ешьте шоколад. Зашли в тупик – читайте заново условие задачи. Непонятна задача – оставьте её на потом. Нет никаких идей по задачи в части А – отбросьте один или два ответа, которые заведомо ложные (во многих задачах такие ответы есть), поешьте шоколад и среди оставшихся бросьте жребий. Обязательно в самом конце экзамена выделите минут пять на то, чтобы успокоится и проверить ваши ответы.
  Чуть не забыл – проведите дома репетицию. Выгоните из квартиры всех, возьмите какой-нибудь вариант ЕГЭ и в течении 3,5 часов решайте его без шпаргалок и перерывов, то есть как и положено на экзамене (естественно, с шоколадом). А потом проверьте себя. Можно проделать это несколько раз.

Возможно, я что-то забыл написать, а что-то написал лишнего. Но это мои советы, и я сам стараюсь их придерживаться. Конечно, при решении задач из определённых разделов физики обязательно присутствуют свои особенности, которые невозможно объяснить в маленькой статье. Я постарался это сделать в с своём задачнике по физике: "Решение задач по физике для школьников" (см. страницу Задачник для школьников). Кроме того, хочу порекомендовать один отличнейший задачник по физике: В.А.Балаш "Задачи по физике и методы их решения" (там же). В своё время я сам много полезного почерпнул из него, хотя не со всеми советами согласен (а какие-то принимаю в штыки). Но я уже говорил, выбирайте сами, что вам подходит.

Желаю всем удачи! И, смотрите, не объештесь шоколадом.

Шабалин Евгений Иванович.

15 апреля 2009 года.

Отредактировано 25 января 2010 года.