Требования к контрольным работам и методическая последовательность оформления решения задачи
Ф И З И К А
Программа курса общей физики, варианты
Контрольных работ и методические указания
Их выполнения
Рыбинск 2012
УДК 53
Физика: Программа курса общей физики, варианты контрольных работ и методические указания их выполнения/Сост. Н. А. Каляева ; РГАТУ. – Рыбинск, 2012. – с. (Заочная форма обучения/ РГАТА).
Методические указания предназначены для использования в процессе выполнения контрольных работ студентами заочной формы обучения.
СОСТАВИТЕЛИ
Н. А. Каляева
ОБСУЖДЕНО
На заседании кафедры Общая и техническая физика
РЕКОМЕНДОВАНО
Методическим Советом РГАТУ
РГАТУ, 2012
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.........................................................................................
1. Требования к контрольным работам и методическая
последовательность оформления решения задачи.....................
2. Рабочая программа курса общей физики....................................
3. Примеры оформления контрольных работ.................................
4. Краткие теоретические сведения
5. Варианты контрольных работ.......................................................
5.1. Физические основы механики.................................................
5.2. Основы молекулярной физики и термодинамики.................
5.3. Электричество и магнетизм.....................................................
5.4. Колебания и волны..................................................................
5.5. Оптика.......................................................................................
5.6. Квантовая физика. Физика атома, атомного ядра
и элементарных частиц............................................................
6. Рекомендуемая литература...........................................................
7. Приложения....................................................................................
ВВЕДЕНИЕ
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.
Основными задачами курса физики в вузах являются:
1. 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.
2. Формирование научного мышления, в частности, правильного понимания границ применимости различных физических понятий, законов, теорий и умения оценивать достоверность 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 инженерные задачи.
Методические указания подготовлены в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки специалиста по курсу общей физики в государственном образовательном стандарте для различных специальностей и направлений, утвержденного Министерством образования и науки Российской Федерации.
Материал курса физики разделен на шесть основных разделов:
1. Физические основы механики.
2. Основы молекулярной физики и термодинамики.
3. Электричество и магнетизм.
4. Колебания и волны.
5. Оптика.
6. Квантовая физика. Физика атома, атомного ядра и элементарных частиц.
Приступая к выполнению контрольной работы необходимо определиться с набором предстоящих к решению шести задач в соответствии с выданным преподавателем вариантом. Для студентов заочников, которым в соответствии с учебным планом необходимо выполнить в процессе освоения курса одну контрольную работу номера шести задач соответствуют номеру варианта. Допустим студенту задан вариант № 2, тогда ему необходимо решить задачи под номером 2 в каждом из шести разделов 1 – 6.
Для тех потоков, у которых в соответствии с учебным планом необходимо выполнить две контрольные работы, задачи для первой контрольной работы выбираются по две из первых трех разделов, а для второй контрольной тоже по две, но уже из разделов 4, 5 и 6. Пример выбора вариантов задач для студентов с двумя контрольными работами по плану. Допустим, что задан вариант № 11. Тогда студент решает задачи под № 11 и под номером 11 + 40 = 51 из трех первых разделов (механика, молекулярная физика, электричество и магнетизм). Для второй контрольной выбор задач производится по тем же правилам: три задачи под № 11 из разделов 4, 5 и 6 и три задачи под № 51 из тех же разделов.
Для тех потоков, у которых в соответствии с учебным планом необходимо выполнить три контрольные работы, задачи для первой контрольной работы выбираются по три из первых двух разделов, для второй контрольной по три из разделов 3 и 4, для третьей контрольной по две из разделов 5 и 6. Пример выбора номеров задач для студентов с тремя контрольными работами по плану. Допустим, что задан вариант № 27. Тогда студент решает задачи под № 27, под номером 27 + 40 = 67 и под номером 27 + 80 = 107 из двух первых разделов (механика, основы молекулярной физики и термодинамики). Для второй контрольной решаются задачи под номерами: 27, 67 и 107 из следующих двух разделов (электричество и магнетизм.; колебания и волны). Для третьей контрольной решаются задачи под номерами: 27, 67 и 107 из последних двух разделов (оптика; квантовая физика. Физика атома, атомного ядра и элементарных частиц).
Таким образом, каждая контрольная работа содержит шесть задач.
ТРЕБОВАНИЯ К КОНТРОЛЬНЫМ РАБОТАМ И МЕТОДИЧЕСКАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОФОРМЛЕНИЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
При решении задач обязательным является выполнение следующих пунктов в перечисленной ниже последовательности.
1. Условие задачи полностью переписывается студентом в соответствии с полученным вариантом. После этого слева под словом “Дано” приводится краткая запись в виде столбца данных в буквенной форме символов физических величин и их численных значений. Вторым столбцом справа от первого, если в этом есть необходимость, приводится запись значений физических величин – данных условия в системе СИ.
2. Под заголовком “анализ” необходимо выполнить логическое осмысление текста задачи с определением раздела или разделов курса общей физики, на которые задано условие решаемой задачи. В этом пункте необходимо наметить логический путь поиска ответа на заданные в условии вопросы, перечислить основные законы и зависимости, предполагаемые к использованию в процессе решения.
3. Когда это возможно и необходимо по условию задачи выполнить графическую интерпретацию – рисунок, который должен отражать логическую сущность решаемой задачи с использованием всех известных из условия данных.
4. Затем под заголовком “Решение” на основе известных законов и данных условия непосредственно излагается суть процесса поиска неизвестных величин. Смысловое решение задачи осуществляется в общем виде с необходимыми подробными пояснениями используемых зависимостей, хода решения и буквенных символов, используемых в формулах. Общий вид решения задачи представляет собой функциональную зависимость (формулу) искомой величины от всех известных данных, приведенных в условии.
5. Общий вид решения задачи, записанный через символы обозначений известных данных, необходимо проверить на условие выполнения размерности в полученной расчетной зависимости.
6. Убедившись в равенстве размерностей правой и левой частей полученного в общем виде решения, необходимо приступить к численному расчету искомой величины, подставляя численные значения данных из условия задачи. Полученный результат – число следует проверить на логическую целесообразность – правдоподобность. В качестве примера приведем возможные варианты таких алогизмов: полтора землекопа, sina > 1, температура в абсолютной шкале Т< 0 К или в эмпирической стоградусной шкале t < – 273°С, емкость конденсатора в несколько фарад и т.д.
7. Проверить все ли данные, из приведенных в условии использованы при решении задачи. Если нет, то могут быть два варианта: задача решена неверно; задача поставлена недостаточно корректно. В этом случае необходимо еще раз тщательно проверить ход решения. Если ошибка в решении не обнаружилась, то, следовательно, имеет место некорректность постановки задачи. Убедившись в правильности решения и в достоверности полученного численного результата следует записать ответ. На этом решение задачи окончено.
При численных расчетах следует руководствоваться правилами выполнения приближенных вычислений.