Методы научного познания

Методы научного познания — раздел, включенный в экзаменационную работу под номерами 22 и 23 и проверяющий практические знания о постановке, анализе эксперимента о интерпретации полученной информации.

Задание №22

Номер 22 — задание, в котором как раз необходимо интерпретировать полученную в ходе эксперимента информацию. В этом задании необходимо правильно определить и записать показания и погрешность прибора.

Задачи с определением показаний прямых измерений

В такого рода задачах необходимо непосредственно после проведения измерения найти по показаниям прибора значение и погрешность искомой величины. Основная сложность стоит в правильном нахождении значения и погрешности измерения, а после в записи ответа. Существует определенный алгоритм, который позволяет решать основные прототипы задач, встречающихся под номером 22.

В первую очередь необходимо определить цену деления прибора. Цена деления — это значение, которое приходится на одно деление шкалы прибора. Для того чтобы найти цену деления, необходимо найти разность между двумя значениями на шкале прибора и поделить ее на соответствующее количество делений.

Цена деления данной мензурки составляет 0,2 единицы.

Вторым этапом является определение значения прибора. Этот этап не требует каких-то особых вычислений или действий. Главное, быть внимательным.

Значение объема воды, налитой в мензурку, равно 2,4 мл.

Следующим шагом является определение погрешности прибора. Требования, накладываемые на погрешность всегда будут указаны в условии задачи. Чаще всего, будет сказано, что погрешность равна либо половине цены деления, либо цене деления, но существует тип задач, в которых погрешность будет дана в зависимости от показаний прибора.

Последним самым простым, но самым важным этапом является запись показаний в бланк ответов. Сначала записывается значение, а потом погрешность без пробелов и запятых

Задачи с определением показаний косвенных измерений

Задачи такого рода решаются намного проще, ведь в условии уже даны показания прибора. Для того чтобы найти значение искомой величины, необходимо просто разделить прямые показания на количество измеряемых величин.

Чтобы найти погрешность измерений, нужно проделать те же самые действия: разделить погрешность прямых измерений на количество измеряемых величин.

Запись ответа в бланк ответов проводится точно таким же путем, как было разобрано выше, без пробелов и запятых. Но здесь стоит обратить внимание на один очень важный нюанс: значение должно быть записано точно с такой же точностью, как и погрешность. То есть, если погрешность известна с точностью до десятых, то и значение должно быть записано с точностью до десятых.

Задание №23

В задании под номером 23 проверяются знания по постановке и анализе физического эксперимента. В этом задании нужно выбрать два верных варианта из пяти для проведения эксперимента. Существует также два типа заданий, которые могут встретиться на 23 позиции:

• Выбор двух установок для проведения эксперимента
• Выбор двух дополнительных компонентов в схеме для проведения эксперимента

Выбор двух установок для проведения эксперимента

Необходимо экспериментально изучить зависимость ускорения бруска, скользящего по шероховатой наклонной плоскости, от его массы (на всех представленных ниже рисунках \(m\) — масса бруска, \(\alpha\) — угол наклона плоскости к горизонту, \(\mu\) — коэффициент трения между бруском и плоскостью). Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?

Вся суть этого типа задач состоит в том, что нужно выбрать две установки, в которых отличается только один параметр, зависимость которого нужно обнаружить, а все остальные параметры должны быть одинаковы. В данной ситуации должна отличаться масса бруска, а значит, угол наклона и коэффициент трения должны быть одинаковы. Нам подходят установки под номерами 1 и 3. В ответе нужно записать последовательность цифр в любом порядке без пробелов и запятых.

Выбор двух дополнительных компонентов в схеме для проведения эксперимента

Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить коэффициент трения скольжения стали по дереву. Для этого школьник взял стальной брусок с крючком. Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента?

1. деревянная рейка
2. динамометр
3. мензурка
4. пластмассовая рейка
5. линейка

В таком прототипе задач уже недостаточно просто сравнить предложенные установки, нужно использовать физические законы и логику. В первую очередь, нужно внимательно прочитать условие и определить, какой должен быть поставлен эксперимент. Для того чтобы определять коэффициент трения скольжения стали по дереву, очевидно, нужно дерево, поэтому первым дополнительным элементом установки будет деревянная рейка.

Но теперь уже придется использовать физические формулы. Сила трения скольжения определяется по формуле: \(F_{тр} = \mu N\). А значит, за изменением коэффициента трения можно следит через изменение силы трения, ведь сила реакции опоры остается постоянной. Нужен физический прибор, способный измерять приложенную силу. Из предложенных вариантов под номерами 2, 3 и 5, только динамометр способен измерять силу. Ответом к данному задания будет являться все та же последовательность цифр, записанная без пробелов и запятых.