Fizika o’qitish uslubining ahamyati va tuzulish shakllari

1.3 Fizika dasturining ilmiy, nazariy va metodik tahlili
Umumiy o’rta ta’limning davlat ta’lim standarti bo’yicha o’quv dasturida belgilab qo’yilgandik umumiy o’rta ta’lim maktablarida fizika ta’limining VI sinfida o’quvchilarni tevarak atrofidagi fizik hodisalar, harakat va jismlarning o’zaro ta’siri, jismlarning muvozanati, oddiy mexanizmlar, modda tuzilishi, issiqlik hodisalari, issiqlik mashinalari, tovush hodisalari, yorug’lik hodisalari va ularning mohiyati xususida mantiqiy fikrlashda o’rgatish ijtimoiy hayotlari uchun zaruruy fizikaga oid bilim, ko’nikma va malakalar bilan qurollantirishni ko’zda tutadi. Umuman VI sinfda boshlang’ich fizik tushunchalar va hodisalar singdirilishi va ta’limning uzluksizligi ta’minlanadi. Shundagina ta’limda oddiydan-murakkabga qarab ketma-ketlik saqlanadi va o’quvchilarning tushunish faoliyati ravshanlashib boradi.
VII sinf fizika ta’limida “Kinematika asoslari”, “Dinamika asoslari”, “Saqlanish qonunlari”, “Suyuqlik va gazlar mexanikasi asoslari”, “Tebranish va to’lqinlar” bo’limlarini o’rganish ko’zda tutilgan. Mexanik harakatda: harakatning nisbiyligi, sanoq sistemasi, trayektoriya, yo’l ko’chish, oniy tezligi, tezlanish kabi tushgunchalardan kelib chiqib to’g’ri chiziqli tekis va tekis harakatlanuvchi, erkin tushish tezlanishi, fizik kattaliklarini tekis va tekis tezlanivchi harakat vaqtiga grafik bog’liqligi asosida yoritiladi. Tekis tezlanuvchan harakat lanayotgan jism tezlanishini aniqlashda shtativga qiya o’rnatilgan navda harakatlanayotgan metall sharga tekis tezlanuvchan harakatlanayapi deb qaraladi. O’sha metall sharchaning harakat vaqtini sekuntdametr yoki metronom, navning uzunligini esa o’lchov lentasi bilan o’lchab olingan qiymatlar formulaga qo’yib metall parchaning a tezlanishi aniqlanadi.
VII sinf fizika ta’limida dinamika asoslari bo’limiga ko’p vaqt (22 soat) ajratilgan. Bunda mavzularning o’zlashtirib olish bilan birga uni noan’anaviy dars usullaridan foydalanib, testlar va masalalar yechish, hamda qisqa muddatli fizikaviy diktantlar o’tkazish bilan mustahkamlash uchun keng imkoniyat yaratilgan. Jismlarning o’zaro ta’siri mavzusini o’rganishdan maqsad – ma’lum darajada moddaning tuzulishi haqida o’quvchilarning VI sinf fizika ta’limida olgan ma’lumotlari kengaytiriladi: shu bilan birga kuch, massa, modda zichligi, energiya, og’irlik kuchi, taranglik kuchi, ishqalanish kuchi, reaksiya kuchi kabi fizik tushunchalar o’quvchilarga singdiriladi. “Tortishish maydoni”, “Kosmik tezliklar”, “Yerning sun’iy yo’ldoshi” mavzulari bo’yicha o’quvchilarning tasavvuri kehgaytiriladi. Birinchi jism ikkinchi jismga ta’sir etganda uning tezligini o’zgarishini sababi, kuchning ta’rifi, kuchi fizik kattalik, og’irlik kuchi kabi tushunchalar qiziqarli tajribalar bilan o’rganiladi. Kuchni o’lchovchi asbob dinomometr tushuntiriladi. Dinomometrning darajalanish bo’yicha laboratoriya ishi o’tkaziladi. Dinomometrni uyda yasash ucnun o’quvchilarga ko’rsatma beriladi. Prujina bikrligini va sirpanishi ishqalanish koeffitsentini aniqlash bo’yicha laboratoriya ishlari o’tkaziladi. Yuqoridagi mavzularga doir masalalar yechiladi. Kuch impulsi tushunchasi berishda gorizontal oyna ustiga po’lat sharcha qo’yib, uning ustidan kuchli magnit sekinroq o’tkaziladi (1-rasm). Sharcha joyidan qo’zg’aladi va magnit orqasidan harakatlanadi.

S

N

1-rasm
Shuningdek, stol chetida turgan qog’oz varag’i ustiga suv to’ldirilgan stakon qo’yib, qog’ozni keskin tortish natijasida stakan joyida qoladigan tajribalar o’tkazilib jismlarning o’zaro ta’siri natijalari faqat kuch kattaliguiga emas, balki uning ta’siri vaqtiga ham bog'liqligi ko'rsatiladi. Kuch impulsiga ta'rif beriladi va formulasi yoziladi. Kuch impulsining birligi Ft = 1H*c chiqariladi. Kuch impulsi bilan jism impulsi yoki harakat miqdorining farqi tushuntiriladi. Harakat miqdorining formulasi P=m*v va uning birlugi P=^kg*m/s beriladi. Masalalar yechishda o'quchilar kuch impulsi va jism impulsi orasidagi bog'lanishni

a=(V-V_o) F/t ; a=F/m
(V-V_o)/t=F/m yoki Ft=mv – mv_o
o'zlashtirib olishi muhimdir. Impulsning saqlanish qonuni reaktiv harakatning asosini tashkil etishi, kosmosni o'zlashtirishdagi fan – texnika yutuqlar haqida ma'lumotlar berilishi o'quvchilarning dunyoqarashini rivojlantirishda katta ahamiyatga egadir. Elektr energiya”, “Elektr tokining ishi” mavzulari, ish tushunchasini o'quvchilarga tushuntirishda foydalaniladi. O'shanga qiyoslab kuchning bajargan ishi, potensial va kinetik energiya tushunchasi beriladi. Bu yerda kuchning bajargan ishi formulasi qaysi hollarda A=F*S va qaysi hollarda esa A=F*A Cosa ko'rinishda yozilishi izohlab beriladi. Potensial energiya jism massasiga va uning ko'tarish balandligiga bog'liqligi, kinetik energiya esa jism massasi va uning tezligiga bog'liqligi tushuntirilgandan keyin masalalar yechish bilan mavzu mustahkamlanadi. Mexanik energiyaning aylanish va saqlanish qonuni tushuntirishda 2-rasmdan foydalanish yaxshi samara beradi. Bunda jismning eng yuqoriga ko'tarilishi balandligining yarmida potensial energiya bilan kinetik energiya Wp=Wk teng bo'lishini o'quvchilarga o'qtirilishi zarur. Keyin albatta mexanik energiyaning saqlanish qonuni E=Wk+Wp=Const ifodasi berilib uning ta'rifi aytiladi.



Wp (max) = mgH
W_K (max) =



H V₀
h

2-rasm
Suyuqlik va gazlar mexanikasi asoslari mavzusi mohiyatini ochib berish, saqlanish qonunlarining qo'llanishiga tayaniladi. Shuning uchun ham ushbu mavzu saqlanish qonunlaridan keyim berilmoqda. Umuman suyuqlik va gazlar mexanikasi asoslari bo'limini o'quvchilar tushunib olishlari uchun murakkablik qilmaydi, chunki har bir nazariy tushunchalarni sodda tajribalar o'tkazish yo'li bilan tez o'zlashtirib olish imkoniyati mavjud. Quyida beriladigan savol va masalalarni dars va darsdan tashqari vaqtlarda yechish o'quvchilarning fikrlash qobiliyatlarini o'stirishda g'oyat muhim rol o'ynaydi.
1. Suyuqlikning zichligi qanday aniqlanadi? Tajribani o'tkazish rejasini tuzing.
2. Berilgan yog'och taxtacha massasini taxminan qanday aniqlash mumkin?
3. Alyumin folga yaproqchaning qalinligi mikrometrsiz qanday aniqlanadi?
4. Idishga 0,5 m balandlikda kerosin quyilgan. Idish tubidagi kerosin qatlamining bosimi qancha?
5. Agar suv sathidan chuqurligi 8 sm bo’lsa, idish tubidagi suvning bosimi qancha bo'ladi?
6. Shlyzning kengligi 10 m, 5 m chuqurlikgacha suv to'lgan. Shlyz darvozasini suv qancha kuch bilan bosadi? (Izoh: bosimning o'rtacha qiymatini toping).
7. Sisterna neft bilan to'ldirilib 4 m chuqurlikgacha kran qo'yilgan, uni yuzasi 30 sm². Neft kranga qanday kuch bilan bosadi?
Arximed kuchi, ya'ni suyuqlik tomonidan qattiq jismga ta'sir etuvchi, itarib chiqaruvchi kuchni topish talab qilinadigan sodda hisoblash hamda yuqorida keltirilgan sifatga oid masalalar yechiladi. So’ngra o'qituvchilarga jismning og’irligini siqib chiqarilgan suyuqlik yoki gazning og'irligi bilan taqqoslash tavsiya qilinib, masalalar bir muncha murakkablashtirib beriladi, bu esa jismlarning suzishi haqidagi masalalarni yechishni osonlashtiradi. Dastlab masalalar siqib chiqarilgan suyuqlik (gaz)ning massasi va og'irligini mos ravishda
M= p * v;
P = 9,8 H/ kg * m
formulalar bo'yicha ketma–ket aniqlanib savollar bilan yechiladi. O'quvchilar Arximed kuchini aniqlashning bu usulini o'zlashtirib olganlaridan so'ng ularni F=9,8* pv umumiy formula bilan tanishtirish mumkin, bu yerda p-zichlik, v-hajm, (siqib chiqargan suyuqlikning hajmi). Jismlarning suyuqliklarda suzish haqidagi masalalarni yechishda suyuqlik hajm birligining itarib chiqaruvchi kuchi tushunchasini kiritish mumkin. Ushbu tushunchani gazlarga nisbatan qo'llashni osonlashtiradi, gazlarda esa bu tushunchaning kiritilishi majburiydir. Arximed kuchi mavzusini yoritishda quyidagi eksperimental masalalarni yechish ham yaxshi natija beradi.
Masalan: rezinka ipga kartoshka bog'lang va uni suvga tushuring, ipning qancha santimetrga qisqarganini belgilang. Kartoshkaning bir qismini, so'ngra kattaroq hajmdagi kartoshkani suvga botirib, tajribani takrorlang. Itarib chiqaruvchi kuch botirilgan jismning hajmga qanday bog'langan?
Rezinka ipga bog'langan kartoshkani kerosinga, toza va sho’r suvga tushurib, itarib chuqaruvchi kuchning suyuqlik zichligiga bog'liqligi haqida xulosa chiqaring. Dastlab mexanik tebranishlar o'rganiladi, so’ngra uning timsolida asosiy tushunchalar: ampilituda, davr va chastota kiritiladi va tebranma harakatning muhim qonunlariga qarab chiqiladi. Matematik mayatnikning tebranish davri formulasi

amaliy maqsadlar uchun, faqat ipning vertikaldan uncha katta bo'lmagan og'ish burchaklari (≡3⁰) uchun o'rinlidir.
O'quvchi quyidagi formulaning qanday yozilishini esdan chiqardi:

yoki

U yoki bu formulaning to'g'riligini tasdiqlovchi dalillar keltiriladi.
1-usul. Tajribadan ma'lumki, uzun mayatnik kalta mayatnikka nisbatan katta tebranish dabriga ega; demak, 1 kattalik ildiz ostidagi kasrning suratiga tushishi kerak. Tezlanish g qancha katta bo'lsa, tezlik shuncha katta va tebranish davri esa shuncha kichik bo'ladi. Demak, g kattalik kasrning maxrajida turishi izohlanadi.
2-usul. Ushbu ifodalarning halqaro birliklar sistemasidagi o’lchamini aniqlang.

1)

2)
Davr vaqt birligiga ifodalangani uchun ikkinchi formula to’g’ri ekanligiga ishonch hosil qilish kеrak. Prujinaga osilgan yukning tеbranishini umumiy va o’ziga xos tomonlarini aniqlash uchun matеmatik mayatnik tеbranishlari bilan solishtirish foydalidir. Massasi m bo’lgan prujinaga osilgan yukning tеbranishlar davri

Formula bo’yicha aniqlanadi. Agar k ning qiymati ma'lum bo’lsa, bu formuladan turli garmonik tеbranishlar davrini aniqlash mumkin. Elastik tеbranishlar k – birlik koeffitsiyenti matеmatik mayatnik tеranishlari uchun esa

tеbranma harakatda enеrgiyaning bir turdan boshqa turga aylanish haqidagi masalalardan asosan kinеtik enеrgiyaning potеnsial enеrgiyaga aylanishi qaraladi. Biroq so’nuvchi tеbranishlardan esa mеxanik enеrgiyaning ichki enеrgiyaga aylanishi hisobga olinadi. Shundan so’ng majburiy tеbranishlar, rеzons, mеxanik to’lqinlar, to’lqinlarning turlari (ko’ndalang va bo’ylanma), to’lqin uzunligi, uning tarqalish tеzligi va davri (chastotasi)ga bog’liqligi bеriladi. Yuqoridagi mavzularni mustahkamlash uchun masalalar yеchishda quyidagilarga amal qilinadi:
1. S = v*t Formulaga muvofiq to’liq bosib o’tilgan S masofa, t vaqtva u yoki bu muhitda tеbranishning tarqalish tеzligi v ga doir masalalar tuzuladi va yеchiladi. V tеzlik bеrilgan muhit uchun o’zgarmas kattalik bo’lib u fazoviy tеzlik dеb yuritiladi. Garmonik tеbranma harakat tеzligi u esa o’zgaruvchan kattalik bo’lib Cos (t-vaqtidagi nuqta tеbranishning oniy tеzligi) qonuni bo’yicha o’zgarishini bеrilishi davlat tеst markazi tomonidan chop etiladigan axborotnomadagi tеstlarni yеchishda yordam bеradi .
2. formuladan masalalar yеchishda foydalanish maqsadga muvofiq, chunki bu bog’lanish oniy tеzlikni talqin etishga imkon bеradi: l-to’lqin uzunligi, - to’lqin tеzligi – davr.
To’lqin tеnglamasini garmonik tеbranma harakat tеnglamasi bilan chalkashtirmaslik kеrak, chunki garmonik tеbranma harakat tеnglamasi bir Nuqtaning muvozanat holatidan chеtga siljishi haraktеrlansa shu vaqtda to’lqin tеnglamasi turli nuqtalarning to’lqinning tarqalish yo’nalishida.
Muvozanat holatdan chеtlanishini ifodalaydi, to’lqin tеnglamasi ko’p hollarda tabiatda yaqqol ko’rinish mumkin bo’lgan (arqondagi to’lqin, suvdagi to’lqin va hokazo) manzarani chizsa, garmonik tеbranma harakat tеnglamasi esa siljishning vaqtga bog’liqligining matеmatik ifodasini haraktеrlaydi. Tovush to’lqinlari o’rganilganda intеrvallar haqidagi tushunchani kiritish maqsadga muvofiqdir. Ikki xil musiqiy ton tеbranishlarning nisbati ular orasidagi intеrval dеyiladi. Agar bu nisbat 2 tеng bo’lsa, u holda tonlar oktavaga farq qiladi dеyiladi.