Файл: Методические указания и контрольные задания для студентовзаочников инженернотехнических и технологических специальностей вузов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 248
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
55
ФИЗИКА
Программа, методические указания
и контрольные задания
для студентов-заочников
инженерно-технических
и технологических специальностей вузов
Под редакцией В. Л. Прокофьева
Издание второе, исправленное
Москва «Высшая школа»
2001
ФИЗИКА
Программа, методические указания
и контрольные задания
для студентов-заочников
инженерно-технических
и технологических специальностей вузов
Под редакцией В. Л. Прокофьева
Издание второе, исправленное
Москва
«Высшая школа»
2001
ББК 22.3
Ф50
Авторы:
В. Л. Прокофьев, В. Ф. Дмитриева, В. А. Рябов,
П. И. Самойленко, В. М. Гладской
К^РГАНСК я
ГОСУДАРСТВЕННЫ УНИВЕРСМТЖ»
библиотека
Физика: Программа, методические указания и конт- Ф 50 рольные задания для студентов-заочников технологических специальностей высших учебных заведений/ В. Л. Прокофьев, В. Ф. Дмитриева, В. А. Рябов, П. И. Самойленко, В. М. Гладской; под ред. В. Л. Прокофьева. — 2-е изд., испр. — М.: Высш, шк., 2001. — 143 с., ил.
© ГУП «Издательство «Высшая школа», 2001
Оригинал-макет данного издания является собственностью издательства «Высшая школа», и его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия издательства запрещается.
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 играет первостепенное значение в формирований научного материалистического мировоззрения.
Основными задачами курса физики в вузах являются:
-
Создание основ теоретической подготовки в области физики, позволяющей будущим инженерам ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающей возможность использования новых физических принципов в тех областях техники, в которых они специализируются. -
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. -
Усвоение основных физических явлений и законов классической и современной физики, методов физического исследования. -
Выработка приемов и навыков решения конкретных задач из разных областей физики, помогающих в дальнейшем решать инженерные задачи. -
Ознакомление с современной научной аппаратурой и электронно-вычислительной техникой, выработки у студентов начальных навыков проведения экспериментальных исследований различных физических явлений с применением ЭВМ и оценки погрешности измерений.
Цель настоящего учебно-методического пособия — оказать помощь студентам-заочникам технологических специальностей высших учебных заведений в изучении курса физики.
Материал курса физики разделен на четыре контрольные
работы. Перед каждым контрольным заданием даются пояснения к рабочей программе, приводятся основные законы и формулы, примеры решения задач. Кроме того, в пособии даны общие методические указания, рабочая программа, примерная схема решения задач, применения ЭВМ (микрокалькулятора) при решении задач, и некоторые справочные материалы.
Сведения, связанные со спецификой изучения курса физики в данном вузе, сообщаются студентам кафедрами физики дополнительно.
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:
-
проработка установочных и обзорных лекций; -
самостоятельная работа над учебниками и учебными пособиями; -
выполнение контрольных работ; -
прохождение лабораторного практикума; -
сдача зачетов и экзаменов.
При самостоятельной работе над учебным материалом необходимо:
-
составлять конспект, в котором записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения основных физических понятий и сущность физических явлений и методов исследования; -
изучать курс физики систематически, так как в противном случае материал будет усвоен поверхностно; -
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 для инженерно-технических специальностей, учебными планами которых предусмотрено по курсу общей физики четыре контрольные работы, распределены следующим образом:
1 — физические основы механики, молекулярной физики и термодинамики; 2 — физические основы электродинамики; 3 — волновая оптика, квантовая природа излучения; 4 — элементы атомной, ядерной физики и физики твердого тела.
В данное пособие включены контрольные работы 1 — 4 для инженерно-технических специальностей.
Контрольные работы содержат восемь задач. Вариант задания контрольной работы определяется в соответствии с последней цифрой шифра по таблице для контрольных работ. Если, например, последняя цифра 5, то в контрольных работах студент решает задачи 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75.
Таблица вариантов
Контрольная работа № 1 и № 2 | Контрольная работа № 3 и № 4 | ||
Вариант | Номера задач | Вариант | Номера задач |
1 | 1 11 21 31 41 51 61 71 | 1 | 1 11 21 31 41 51 61 71 |
2 | 2 12 22 32 42 52 62 72 | 2 | 2 12 22 32 42 52 62 72 |
3 | 3 13 23 33 43 53 63 73 | 3 | 3 13 23 33 43 53 63 73 |
4 | 4 14 24 34 44 54 64 74 | 4 | 4 14 24 34 44 -54 64 74 |
5 | 5 15 25 35 45 55 65 75 | 5 | У15 25 35 45к55 65 >5 |
6 | 6 16 26 36 46 56 66 76 | 6 | 6 16 26 36 46 56 66 76 |
7 | 7 17 27 37 47 57 67 77 | 7 | 7 17 27 37 47 57 67 77 |
8 | 8 18 28 38 48 58 68 78 | 8 | 8 18 28 38 48 58 68 78 |
9 | 9 19 29 39 49 59 69 79 | 9 | 9 19 29 39 49 59 69 79 |
10 | 10 20 30 40 50 60 70 80 | 10 | 10 20 30 40 50 60 70 80 |
При выполнении контрольных работ необходимо соблюдать следующие правила:
-
указывать на титульном листе номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, шифр и домашний адрес; -
контрольную работу следует выполнять аккуратно, оставляя поля для замечаний рецензента; -
задачу своего варианта переписывать полностью, а заданные физические величины выписать отдельно, при этом все числовые величины должны быть переведены в одну систему единиц; -
для пояснения решения задачи там, где это нужно, аккуратно сделать чертеж; -
решение задачи и используемые формулы должны сопровождаться пояснениями; -
в пояснениях к задаче необходимо указывать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи; -
при получении расчетной формулы для решения конкретной задачи приводить ее вывод; -
задачу рекомендуется решить сначала в общем виде, т. е. только в буквенных обозначениях, поясняя применяемые при написании формул буквенные обозначения; -
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); -
проверить единицы полученных величин по расчетной формуле и тем самым подтвердить ее правильность; -
константы физических величин и другие справочные данные выбирать из таблиц; -
при вычислениях по возможности использовать микрокалькулятор, точность расчета определять числом значащих цифр исходных данных; -
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 зачитывают.
При отсылке работы на повторное рецензирование обязательно представлять работу с первой рецензией.
Во время экзаменационно-лабораторных сессий проводятся лабораторные работы. Цель лабораторного практикума ■— не только изучить те или иные физические явления, убедиться в правильности теоретических выводов, приобрести соответствующие навыки в обращении с физическими приборами, но и более глубоко овладеть теоретическим материалом.
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; решать задачи необходимо без ошибок и уверенно. Любая графическая работа должна быть выполнена аккуратно и четко. Только при выполнении этих условий знания по курсу физики могут быть признаны удовлетворительными.
ПОНЯТИЕ О ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЕ МИРА
Закончить изучение курса общей физики целесообразно рассмотрением физической картины мира, которая позволяет проследить логику развития физики, эволюцию ее идей, а также представить основные периоды и этапы ее становления.
Познание мира человеком есть диалектически сложный и противоречивый процесс, творческий по своему характеру.
По мере накопления экспериментальных данных постепенно создавалась величественная и сложная картина окружающего нас мира и Вселенной в целом.
Научные поиски и исследования, проведенные на протяжении многих веков, позволили И. Ньютону открыть и сформулировать фундаментальные законы механики — науки о механическом движении материальных тел и происходящих при этом взаимодействиях между ними. Во времена Ньютона эти законы казались настолько всеобъемлющими, что были положены в основу построения механической картйны мира, согласно которой все тела должны состоять из абсолютно твердых частиц, находящихся в непрерывном движении. Взаимодействие между телами осуществляется с помощью сил тяготения (гравитационных сил). Все многообразие окружающего мира, по Ньютону, заключалось в различии движения частиц.
Механическая картина мира господствовала до тех пор, пока в 1873 г. Дж. Максвеллом не были сформулированы уравнения, описывающие основные закономерности электромагнитных явлений. Эти закономерности не могли быть объяснены с точки зрения механики Ньютона В отличие от классической механики, где предполагается, что взаимодействие между телами осуществляется мгновенно (теория дальнодействия), теория Максвелла утверждала, что взаимодействие осуществляется с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме, посредством электромагнитного поля (теория близкодействия). Создание специальной теории относительности — нового учения о пространстве и времени — дало возможность полностью обосновать электромагнитную теорию.
В состав всех без исключения атомов входят электрически заряженные частицы. С помощью электромагнитной теории можно объяснить природу сил, действующих внутри атомов, молекул и макроскопических тел. Это положение и легло в основу создания электромагнитной картины мира, согласно которой все происходящие в окружающем нас мире явления пытались объяснить с помощью законов электродинамики. Однако объяснить строение и движение материи только электромагнитными взаимодействиями не удалось.
Первым шагом на пути построения новой физической картины мира явилась гипотеза М. Планка, сформулированная в 1900 г.: атомы излучают свет дискретными порциями, квантами.
А. Эйнштейном было высказано предположение, что свет не только излучается, но и распространяется, а также поглощается веществом дискретными порциями, квантами.
Следующим шагом явилась модель атома водорода, пред-