Файл: механики-полн(часть1).pdf

Министерство образования республики Беларусь

МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ

методические указания для студентов-заочников специальностей Т.05.04 - Машины и аппараты пищевых производств (МАПП),

Т.11.03 - Автоматизация технологических процессов и производств (АТПП), Т.05.07 - Низкотемпературная техника и энергетика (ХМУ)

Часть 1

Могилев 2001

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

2

УДК 53

Рассмотрено и рекомендовано к изданию на заседании кафедры физики Протокол № ___от __ г.

Составители: доцент каф.физики к.ф.-м.н. СКАПЦОВ А.С. ст.преп.каф.физики ЗАБИРАН Т.В. ассистент кафедры физики СВЕТЛОВА Т.В.

СМогилевский государственный технологический институт

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Физика - наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Основная цель науки - выявить и объяснить законы природы, которыми определяются все физические явления.

Основными задачами курса физики в институте являются:

1)Создание основ базовой теоретической подготовки, позволяющей

будущим специалистам хорошо ориентироваться в потоке современной научной

итехнической информации.

2)Формирование у студентов способностей к логическому мышлению и естественнонаучного мировоззрения об окружающих нас явлениях.

3)Создание ясного представления о физических явлениях и усвоение основных законов классической и современной физики.

4)Изучение студентами приемов и выработка навыков решения задач по различным разделам физики.

Целью настоящего методического указания является оказание помощи студентам-заочникам специальностей МАПП, АТПП и ХМУ при изучении курса физики.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Основной формой обучения студента-заочника является самостоятельная работа над учебным материалом. Помимо этого, согласно действующим учебным планам, в институте организуется чтение лекций, проведение лабораторных работ, рецензирование контрольных работ и консультации.

Поэтому процесс изучения курса общей физики студентами заочной формы обучения можно условно разделить на следующие основные этапы:

-проработка установочных и обзорных лекций;

-самостоятельная работа над учебниками и учебными пособиями;

-решение задач контрольных работ;

-выполнение лабораторного практикума;

-сдача зачетов и экзаменов.

При самостоятельной работе над учебным материалом необходимо:

1)Прослушать курс лекций по физике, организуемый для студентов заочной формы обучения.

2)Систематически в течение всего учебного года разбираться и изучать вопросы, изложенные в программе курса физики.

3)Выбрав какое-либо учебное пособие в качестве основного по определенной части курса, придерживаться данного пособия при изучении всего курса физики, чтобы не утрачивалась логическая связь между отдельными вопросами. Если основное пособие не дает полного или ясного ответа на

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

4

некоторые вопросы программы, необходимо обращаться к другим учебным пособиям. При чтении учебного пособия следует составлять конспект, в котором необходимо записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения физических величин и их единиц, делать чертежи и решать типовые задачи. При этом необходимо использовать рабочую программу курса физики.

4) В случае возникновения вопросов, касающихся решения задач или теоретического курса, пользоваться очными консультациями, проводимыми преподавателями кафедры физики.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Систематическое решение задач является необходимым условием успешного изучения курса физики. Решение задач помогает более детально разобраться и понять физический смысл явлений, закрепляет в памяти формулы, прививает навыки практического применения теоретических знаний.

При решении задач необходимо выполнять следующее:

1)Указать основные законы и формулы, на которых базируется решение, и дать словесную формулировку этих законов, разъяснить буквенные обозначения формул. Если при решении задачи применяется формула, полученная для частного случая, не выражающая какой-нибудь физический закон, или не являющаяся определением какой-нибудь физический величины, то ее следует вывести.

2)Дать чертеж, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это необходимо). Выполнять чертеж следует аккуратно, при помощи чертежных принадлежностей.

3)Решение задачи необходимо сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями.

4)Решить задачу в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи и взятых из таблиц. При этом способе не производятся вычисления промежуточных величин; числовые значения подставляются только в окончательную (рабочую) формулу, выражающую искомую величину.

5)Произвести анализ размерности искомой величины: подставить в

рабочую формулу размерность или обозначения единиц и убедиться в правильности размерности искомой величины или ее единицы.

6)Выразить все величины, входящие в рабочую формулу, в единицах СИ.

7)Подставить в окончательную формулу числовые значения, выраженные

вединицах одной системы, и произвести вычисление величин, пользуясь правилами приближенных вычислений.

8)Если в задаче требуется построить график изменения какой-то физической величины, то делать это необходимо с помощью чертежных

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

5

принадлежностей на листке миллиметровой бумаги, который вклеивается в тетрадь для контрольной работы.

9)Записать в ответе числовое значение и сокращенное наименование единицы измерения искомой величины.

10)При подстановке в рабочую формулу, а также при записи ответа

желательно числовые значения величины записать как произведение десятичной дроби с однозначащей цифрой перед запятой на соответствующую

степень десяти. Например, вместо 3520 надо записать 3.52×103, вместо 0.00129 записать 1.29×10-3 и т.д.

Умение решать задачи приобретается длительными и систематическими упражнениями. Чтобы научиться решать задачи и подготовиться к выполнению контрольных работ, следует после изучения очередного раздела учебника

внимательно разобрать помещенные в настоящем учебном пособии примеры решения типовых задач.

ВЫПОЛНЕНИЕ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Контрольные работы призваны закрепить усвоение теоретической части каждого раздела курса (программы). Рецензирование контрольных работ преподавателями преследует две цели: осуществление институтом контроля за работой студента и оказание ему помощи в вопросах программы курса физики.

В процессе изучения физики студенты специальностей "Машины и аппараты пищевых производств", "Автоматизация технологических процессов и производств" и "Низкотемпературная техника и энергетика" должны выполнить пять контрольных работ, которые по содержанию разделов курса распределяются следующим образом:

1 - физические основы механики, колебания и волны; 2 - молекулярная физика и термодинамика;

3- электростатика, постоянный ток;

4- электромагнетизм;

5- оптика, квантово-оптические явления, элементы атомной и ядерной физики.

Контрольная работа №1 состоит из 8 задач, контрольная работа №2 - из 6, контрольная работа №3 - из 9 задач, контрольная работа №4 включает в себя 10 задач, а контрольная работа №5 -9 задач .

Определение варианта задания проводится по таблицам вариантов к контрольным работам в соответствии с последней цифрой номера зачетной книжки (студенческого билета). Например, если последняя цифра номера зачетной книжки (шифра) студента 7, то в контрольных работах 1, 2, 3, 4, 5 студент решает соответственно задачи: 7, 17, 27, 37, 47, 57 и т.д.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

6

При выполнении контрольных работ необходимо соблюдать следующие правила:

1)Контрольные работы выполняются только по условиям задач данного пособия.

2)Каждая контрольная работа выполняется в обычной школьной тетради. На титульном листе следует указать номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, шифр, группу и домашний адрес.

3)Контрольные работы следует выполнять аккуратно. Для замечаний преподавателя на страницах тетради следует оставлять поля.

4)Каждая следующая задача должна начинаться с новой страницы.

5)Условия задач переписываются полностью, без сокращений, а данные следует выписать отдельно, при этом числовые значения должны быть переведены в систему СИ.

6)Решения задач должны сопровождаться исчерпывающими, но краткими пояснениями, раскрывающими физический смысл употребляемых формул, и выполняться в соответствии с правилами, изложенными в параграфе “Решение задач”.

7)В конце контрольной работы необходимо указать, каким учебником или учебным пособием студент пользовался при изучении физики (название учебника, автор, издательство, год издания).

8)Во избежание одних и тех же ошибок очередную работу следует высылать в институт по получении рецензии на предыдущую работу.

9)После получения из института прорецензированной работы студент обязан выполнить указания рецензента.

10)В случае, если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторная работа представляется вместе с незачтенной работой.

11)Контрольные работы, представленные без соблюдения указанных выше правил оформления, а также работы, выполненные не по своему варианту, не зачитываются.

12)Зачтенные контрольные работы предъявляются экзаменатору. Студент

должен быть готов дать во время экзамена пояснения по существу решения задач, входящих в его контрольные работы.

На экзаменах и зачетах студент должен излагать четко и достаточно подробно физическую сущность явлений, законов, процессов, творчески применять полученные знания к решению физических задач.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

7

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА ФИЗИКИ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

Введение

Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Связь физики с марксистско-ленинской философией и другими науками.

Физические основы классической механики

Механическое движение как простейшая форма движения материи. Представление о свойствах пространства и времени, лежащие в основе классической (ньютоновской) механики. Элементы кинематики материальной точки. Скорость и ускорение точки как производные радиуса-вектора по времени. Нормальное и тангенциальное ускорения. Радиус кривизны траектории. Поступательное движение твердого тела.

Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела. Закон инерции и инерциальные системы отсчета. Законы динамики материальной точки и системы материальных точек. Внешние и внутренние силы. Центр масс (центр инерции) механической системы и закон его движения. Закон сохранения импульса.

Энергия как универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Работа переменной силы. Кинетическая энергия механической системы и ее связь с работой внешних и внутренних сил, приложенных к системе.

Поле как форма материи, осуществляющая силовое взаимодействие между частицами вещества. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Понятие о градиенте скалярной функции координат. Поле центральных сил. Потенциальная энергия системы. Закон сохранения механической энергии. Диссипация энергии. Закон сохранения и превращения энергии как проявление неуничтожимости материи и ее движения. Применение законов сохранения к столкновению упругих и неупругих тел.

Элементы кинематики вращательного движения. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными скоростями и ускорениями точек вращающегося тела. Момент силы и момент импульса механической системы. Момент силы относительно оси. Момент импульса тела относительно неподвижной оси вращения. Момент инерции тела относительно оси.

Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения момента импульса и его связь с изотропностью пространства.

Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com