Учебный прибор по физике

(21) 4195854/ (22) 17.02.87 (46) 07.08,88. Б (71) Омский госу ситетводящих на экране трьпересечения шайбой лаэкии финиша. На линрации. 3 ил. воспро й узловые точк старта, подс нанесены нум 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ(57) Изобретение относится к приборам, предназначенным для выявленияи устранения у учащихся ошибок в понимании механики кругового движенияЦель изобретения - повышение занимательности обучения, указание путейпреодолевания ошибок, фиксация результатов эксперимента. Прибор поэвляет не только выявлять ошибки у уч щихся в понимании механики круговогодвижения, но и показывает пути преодолевания этих ошибок. Прибор состоит из планшета с нарисованным кольцевьсч сегментом, образованным двумяконцентрическими дугами, и шайбы,которая может пройти по прямой, непересекая дуги, по всей длине зазораобразованного хордой верхней дуги ипараллельной к ней касательной к нижней дуге, Новым в приборе являютсяэлементы, образующие систему фиксации и воспроизведения на экране результатов эксперимента и системуподсказки. Эта система состоит иэ определенным образом расположежимных контактов и световых15 Изобретение с носится к учебным приборам по физике, в частности к приборам, предназначенным для выявления и устранения у учащихся 5 ошибок в понимании механики кругового движения.Цель изобретения - расширение дидактических воэможностей прибора.На фиг. 1 изображен планшет с прижимными контактами, на фиг. 2 расположение световых индикаторов на экране на фиг. 3 - усредненные экспериментальные результаты, полученные при испытании прибора.На планшете и на экране нанесен искривленный "коридор" 1, образованный верхней дугой 2 и концентрической к ней нижней дугой 3. Хорда ч верхней дуги 2, проведенная через ее 20 концы, и параллельная ей касательная 5 к нижней дуге 3 образует зазор, через, который может пройти шайба, Этот зазор определяет максимальный диаметр шайбы. 25На планшете выполнены плоские прижимные контакты 6, расположение которых образует систему фиксации результатов эксперимента и подсказки. На экране расположение световых индикаторов 7 воспроизводит расположение прижимных контактов на планшете,Указанные прижимные контакты фиксируют, а на экране световые индикаторы нослроизводят прохождение шайбой точек на линиях старта 8, лод 35 сказки 9 и финиша 10.Группы прижимных контактов, образующие систему фиксации результатов эксперимента, расположены йа днух40 вертикальных прямых линиях, перпендикулярных к хорде верхней дуги, проведенной через ее концы, справа от сегмента - линия 8 старта шайбы, слева - линия 10 финиша.45Систему подсказки образует группа прижимных контактов, расположенная ца прямой линии 9 подсказки, наклоненная к линии 10 финиша и заканчивающаяся на лини финиша в середине выделенного прижимным контактом отрезка 11, соответствующего по длине ширине зазора, образованного хордой 4 и касательной 5 к дугам 2 и 3.Все прижимные контакты расположены под поверхностью планшета, причем55 прижимная планка контакта находится в одной плоскости с поверхностью планшета. Экран выполнен на отдельном основании и соединяется с планшетом многожильным проводом. На экране воспроизведена разметка планшета и с каждым прижимным контактом соединен световой индикатор 12, расположенный на экране так, как и соответствующий прижимной контакт.Параллельно каждому прижимному контакту подключено самоблокирующее реле. Для раэблокировки реле в общей привод питания, идущий от источника тока к световым индикаторам, поставлен выключатель. Световые индикаторы пронумерованы на вертикальных линиях снизу вверх, а ца линии подсказки - справа налево так, чтобы номера делений н точке пересечения совпали, причем номера цд лицин подсказки, в которую попадает шайба, соответствовали бы тем номерам ца линии старта, откуда оца здпущецд.Линии 13-16 показывают разные стадии н отыскании правильного ответа.Видно, что стадии приближецця к правильному ответу идут пп мере роста номера светового индикатора цалинии старта, с которого начат запуск шайбы, и снижения номера светового индикатора, ца котором финиширует шайба, и при совпадении номеров отнет правильный.Прибор работает следующим образом, На стол кладется планшет. Учащемуся предлагается поместить цд линию 8 старта шайбу и, разгоняя ее рукой по выбранной им траектории, отпустить ее перед "коридором" так, чтобы она прошлд через него, пересекая ца линии финиша отрезок 11, не пересекая при своем движении дуги.Основываясь на ньютоновской механике, учащиеся должны запустить шайбу цо прямой линии 16. Но часть учдщихся, опирающихся н вопросах механики ца свои житейские представления, питается запустить шайбу по дуге окружности. В результате шайбавыходит н ту или иную точку линии подсказки, Повторяя опыт, учащиеся постепенно находят прдвильцый ответ, опровергающий их житейские представления ц подтнер:кдаюшцй правильность ньютоновской механики. Регистрациярезультдтон эксперимента проводитсяпутем записи номера ицдцкдторд цд линии старта, с которого была запущена шайба, и номеров ццдцкзторов цд5228 10 иг 1 з 41 линии подсказки и финиша, которые пересекает шайба при своем движении, Такая запись дает наглядную картину степени понимания учащимся механикиФ кругового движения. В тоже время она содержит элементы облучения.Таким образом, применение данного прибора позволяет не только выявить наличие ошибочных представлений у учащихся, но и проследить за ходом мысли учащихся, когда они ищут правильный ответ, т.е. на основе личного опыта учащихся вырабатывается правильное понимание механики кругового движения, что способствует приобретению глубоких знаний по механике, т.е. расширяются дидактические воэможности прибора.Формула изобретенияУчебный прибор по физике, содержащий планшет с нанесенными на его поверхности концентрическими дугамии шайбу, диаметр которой меньшезазора, образованного хордой, проведенной через концы одной дуги и параллельной ей касательной к другойдуге, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения дидактических возможностей прибора, он имеетсистему световой сигнализации стартового положения шайбы и этапов еедвижения состоящую из светового табло, электрически связанного с тремягруппами прижимных контактов, уста 15 новленных под планшетом, две из которых вертикально расположены по обестороны от коридора, с однойстороны- линия старта шайбыа с другой- линия финиша, а20 третья группа расположена подуглом к линии финиша,1415228 07лгг 7ОзЭ б Фиг.З Составитель М.Коновален Техред М.Ходанич Корре акснмивинец гулич едакт Закаэ 3874 45 Тираж 459 ИИПИ Государственн по делам иэобрете 5, Москва, Ж, Р писное го комитета СССРий и открытий ушская наб., д, 4/5 113 иэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11 роектная