Д.А. Антипин, Н.И. Волокитина, А.Е. Лукин, Т.Н. Михайлусова,

В.В. Однобоков,

О-43 Физика: Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения всех технических направлений. Издание второе исправленное. / Под общей редакцией кандидата технических наук, доцента В.В. Однобокова.- Псков: Псковский государственный университет, 2015.- с.

 

 

Методические указания предназначены для студентов очной и заочной формы обучения всех технических направлений, изучающих общий курс физики.

 

ISBN

© Д.А. Антипин, Н.И. Волокитина, А.Е. Лукин,

Т.Н. Михайлусова, В.В. Однобоков, 2015

© Псковский государственный университет, 2015

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Физика — наука о природе: о строении, свойствах и взаимо­действии составляющих ее материальных тел и полей. Главная цель этой науки — выявить и объяснить законы природы, кото­рые определяют все физические явления. Физика основывается на экспериментально установленных фактах. Занимая центральное место среди других наук в объяснении законов природы, она имеет первостепенное значение в формировании научного мировоззрения.

Основными задачами курса физики являются:

1. Создание основ теоретической подготовки в области физи­ки, позволяющей будущим специалистам ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающей возмож­ность использования новых физических принципов в тех областях техники, в которых они специализируются.

2. Формирование научного мышления, в частности, правиль­ного понимания границ применимости различных физических понятий, законов, теорий и умения оценивать степень достовер­ности результатов, полученных с помощью экспериментальных или математических методов исследования.

3. Усвоение основных физических явлений и законов клас­сической и современной физики, методов физического иссле­дования.

4. Выработка приемов и навыков решения конкретных задач из разных областей физики, помогающих в дальнейшем решать различного рода задачи.

Цель настоящего учебно-методического пособия — оказать помощь студентам-заочникам в изучении курса физики.

В пособии даны общие методические указания, контрольные вопросы, образцы решения задач и некоторые справочные материалы.

 

 

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Основной формой обучения студента-заочника является само­стоятельная работа над учебным материалом. Для облегчения этой работы кафедры физики вузов организуют чтение лекций, практические занятия и лабораторные работы. Поэтому процесс изучения физики состоит из следующих этапов:

1)проработка установочных и обзорных лекций;

2)самостоятельная работа над учебниками и учебными пособиями;

3) выполнение контрольных работ;

4) прохождение лабораторного практикума;

5) сдача зачетов и экзаменов.

При самостоятельной работе над учебным материалом необ­ходимо:

1) составлять конспект, в котором записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения основных физических понятий и сущность физических явлений и методов исследования;

2) изучать курс физики систематически, так как в противном случае материал будет усвоен поверхностно;

3) пользоваться каким-то одним учебником или учебным по­собием (или ограниченным числом пособий), чтобы не утрачива­лась логическая связь между отдельными вопросами, по крайней мере внутри какого-то определенного раздела курса.

Контрольные работы позволяют закрепить теоретический ма­териал курса. В процессе изучения физики студент должен выпол­нить четыре контрольные работы. Решение задач контрольных работ является проверкой степени усвоения студентом теорети­ческого курса, а рецензии на работу помогают ему доработать и правильно освоить различные разделы курса физики. Перед выполнением контрольной работы необходимо внимательно оз­накомиться с примерами решения задач по данной контрольной работе, уравнениями и формулами, а также со справочными материалами, приведенными в конце методических указаний. Прежде чем приступить к решению той или иной задачи, необ­ходимо хорошо понять ее содержание и поставленные вопросы.

Контрольные работы включают следующие разделы физики:

Контрольная работа № 1 — физические основы механики;

Контрольная работа № 2 — электромагнетизм;

Контрольная работа № 3 — оптика и строение атома;

Контрольная работа № 4 — молекулярная физика и термодинамика.

Каждая контрольная работа содержит десять вариантов, в каждом варианте – восемь задач. Выбор своего варианта производится студентом по последней цифре номера его зачётной книжки. Например, если последняя цифра 5, то он должен выполнить вариант № 5, т.е. решить задачи 5,15,25,35,45,55,65,75. В таблице приводятся варианты с номерами задач, входящих в них.

Таблица вариантов

Контрольная работа №1,2,3,4
Вариант	Номер задач
	1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63, 73 4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75 6, 16, 26, 36, 46, 56, 66, 76 7, 17, 27, 37, 47, 57, 67, 77 8, 18, 28, 38, 48, 58, 68, 78 9, 19, 29, 39, 49, 59, 69, 79 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80

При выполнении контрольных работ необходимо соблюдать следующие правила:

1) указывать на титульном листе номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, факультет, номер группы, номер варианта и ФИО преподавателя;

2) контрольную работу следует выполнять аккуратно, оста­вляя поля для замечаний рецензента;

3) задачу своего варианта переписывать полностью, а задан­ные физические величины выписать отдельно, при этом все чис­ловые величины должны быть переведены в одну систему единиц;

4) для пояснения решения задачи там, где это нужно, аккурат­но сделать чертеж;

5) решение задачи и используемые формулы должны сопро­вождаться пояснениями;

6) в пояснениях к задаче необходимо указывать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи;

7) при получении расчетной формулы для решения конкрет­ной задачи приводить ее вывод;

8) задачу рекомендуется решить сначала в общем виде, т. е. только в буквенных обозначениях, поясняя применяемые при написании формул буквенные обозначения;

9) вычисления следует проводить с помощью подстановки заданных числовых величин в расчетную формулу. Все необ­ходимые числовые значения величин должны быть выражены в СИ (см. справочные материалы);

10) проверить единицы полученных величин по расчетной формуле и тем самым подтвердить ее правильность;

11) константы физических величин и другие справочные дан­ные выбирать из таблиц;

12) при вычислениях по возможности использовать микрока­лькулятор, в ответе оставлять три значащие цифры.

13) в контрольной работе следует указывать учебники и учеб­ные пособия, которые использовались при решении задач.

Контрольные работы, оформленные без соблюдения указан­ных правил, а также работы, выполненные не по своему вариан­ту, не засчитываются.

При отсылке работы на повторное рецензирование обязатель­но представлять работу с первой рецензией.

На экзаменах и зачетах в первую очередь выясняется усвоение основных теоретических положений программы и умение твор­чески применять полученные знания к решению практических задач. Физическая сущность явлений, законов, процессов должна излагаться четко и достаточно подробно.

 

 

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПО РАЗДЕЛАМ КУРСА ФИЗИКИ

Физические основы механики

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ

 

Кинематика

● Средняя и мгновенная скорости материальной точки

, ,

, ,

где - элементарное перемещение точки за промежуток времени ; - радиус-вектор точки; - приращение радиус-вектора за время ; - путь, пройденный материальной точкой за промежуток времени .

● Среднее и мгновенное ускорения материальной точки

, .

●Полное ускорение при криволинейном движении

, ,

где - тангенциальная составляющая ускорения; - нормальная составляющая ускорения (R – радиус кривизны траектории в данной точке).

● При равнопеременном движении вдоль оси х координата и скорость тела определяются выражениями

, ,

где – начальная скорость.

● Угловая скорость

или (если ω=const)

● Угловое ускорение

 

или (если ε=const).

● Период и частота вращения

; ,

где - циклическая частота вращения, равная угловой скорости.

● Зависимость угла поворота и угловой скорости для равнопеременного вращательного движения от скорости

; ,

где - начальная угловая скорость, - угол, определяющий начальное положение материальной точки.

● Связь между линейными и угловыми величинами:

,

где R – расстояние до оси вращения (радиус кривизны траектории).