Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)
В.В. Горлач, Н.А. Иванов, М.В. Пластинина
ФИЗИКА: СРС
Учебное пособие
Под редакцией В.В. Горлача
Допущено Научно-методическим Советом по физике Министерства образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим направлениям и специальностям
Омск
СибАДИ
2009
1
УДК 53 (075.8) ББК 22.3
Г 69
Рецензенты:
В.И. Суриков – доктор технических наук, профессор (ОГТУ); П.П. Бобров – доктор физико-математических наук, профессор (ОГПИ); В.В. Пластинин – заслуженный работник высшей школы РФ, академик ПАНИ, доктор физико-математических наук, профессор (ОмГИС)
Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия для студентов технических специальностей
Горлач В.В., Иванов Н.А., Пластинина М.В.
Г69 ФИЗИКА: СРС: учебное пособие; Под ред. В.В.Горлача. – Омск: СибАДИ, 2009. – 167 с.
ISBN 978-5-93204-443-8
Вкниге раскрывается содержание и методика самостоятельной работы студента (СРС). Детально расписана информация о том, чтó и как нужно делать во внеаудиторное время, чтобы успешно освоить вузовский курс физики. В книгу вошли: тематика индивидуальных заданий и учебно-исследовательской работы; задания для СРС и рекомендации по их выполнению; вопросы для подготовки к практическим занятиям и к экзаменам; аннотированный указатель рекомендуемой учебной литературы.
Вприложение включены справочные таблицы и некоторые сведения из математики, используемые при решении физических задач.
Для самоконтроля большинство задач снабжены ответами. Несколько вариантов заданий составлены из задач повышенной трудности.
Теоретический уровень заданий, рекомендованная последовательность их выполнения отражают содержание и структуру действующих программ по физике для технических специальностей вузов.
Пособие адресовано студентам высших учебных заведений, обучающихся по техническим направлениям и специальностям.
Рекомендовано учебно-методическим советом при Омском совете ректоров.
Табл. 12. Ил. 37. Библиогр.: 12 назв.
ISBN 978-5-93204-443-8 |
© ГОУ “СибАДИ” |
2
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................................................ |
4 |
1. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ .................................. |
6 |
2. ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО РЕЙТИНГОВОЙ |
|
СИСТЕМЕ .................................................................................................................. |
14 |
3. СРС ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА ФИЗИКИ ................................. |
17 |
3.1. Методические указания ..................................................................................... |
17 |
3.2. Примерный перечень вопросов, рекомендуемых для самостоятельного |
|
изучения .................................................................................................................... |
17 |
4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ..................................................................... |
19 |
4.1. Тематика индивидуальных заданий................................................................. |
19 |
4.2. Общие методические указания .......................................................................... |
20 |
4.3. Обработка результатов измерений .................................................................. |
22 |
4.4. Применение закона Ома ................................................................................... |
26 |
4.5. Масса, импульс, энергия в теории относительности, квантовой теории и |
|
физике атомного ядра ............................................................................................... |
30 |
4.6. Термодинамический цикл. Определение КПД теплового двигателя ......... |
32 |
4.7. Варианты индивидуальных заданий ................................................................ |
37 |
4.8. Диаграммы термодинамических циклов ....................................................... |
133 |
Аннотированный указатель литературы, рекомендуемой в помощь |
|
к решению задач .................................................................................................... |
138 |
5. УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА .............................................. |
141 |
5.1. Тематика рефератов ......................................................................................... |
141 |
5.2. Начало научного поиска. Источники информации ....................................... |
145 |
5.3. Оформление результатов исследования ....................................................... |
147 |
5.3.1. Библиографические ссылки .......................................................................... |
148 |
5.3.2. Правила составления таблиц ....................................................................... |
150 |
5.3.3. Правила построения диаграмм .................................................................... |
150 |
5.4. Презентация учебной научной работы ........................................................... |
154 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................................. |
155 |
ПРИЛОЖЕНИЯ ...................................................................................................... |
156 |
1. Правила приближённых вычислений ..... ......................................................... |
156 |
2. Основные интегралы ......................................................................................... |
158 |
3. Производные некоторых функций ................................................................... |
159 |
4. Международная система единиц (СИ) ............................................................. |
160 |
5.Внесистемные единицы, допускаемые к применению в России наравне с единицами СИ …................................................................................ 162
6. Множители и приставки для образования кратных и дольных единиц ...... |
163 |
|
7. |
Коэффициенты Стьюдента ................................................................................ |
163 |
8. |
Физические постоянные ................................................................................... |
164 |
9. |
Свойства некоторых элементарных частиц и лёгких ядер ............................. |
165 |
10. |
Атомные массы некоторых изотопов ............................................................. |
165 |
11. |
Периоды полураспада и вид распада некоторых изотопов .......................... |
166 |
12. |
Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева ............. |
167 |
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Для того чтобы изучение было наиболее эффективным, учащийся должен самостоятельно открыть настолько большую часть изучаемого материала, на-
сколько это в данных обстоятельствах возможно.
Д. Пойа1
Самостоятельная работа студента (СРС) занимает около половины времени, выделенного на изучение предмета. Задания для СРС и методика организации этой работы составляют значительную часть учебно-методического комплекса дисциплины.
Настоящее пособие включает тематику СРС, индивидуальные задания (30 вариантов по 26 задач в каждом) с указаниями по их выполнению, основное содержание рабочей программы для технических специальностей и другие методические вопросы организации СРС.
Подробные методические указания даны только к отдельным заданиям (1, 7, 17, 19, 20, 23□). Это те случаи, когда либо недостаточно сведений в доступных учебных пособиях, либо методические указания в разных пособиях противоречивы. В остальных случаях читатель может найти необходимые формулы и примеры решения в рекомендуемой литературе (с. 138).
Предлагаемый набор индивидуальных заданий на весь курс обучения не исключает, а скорее предполагает решение других более простых, «тренировочных» задач. Без опыта их решения трудность некоторых заданий может показаться завышенной.
Поскольку задачи на одну и ту же тему в разных вариантах несколько различаются по физическому содержанию, они могут быть неодинаковы по трудности. Учитывая это обстоятельство, авторы стремились выровнять средние (по 25 заданиям) трудности отдельных вариантов.
При составлении задач широко использовался табличный и графический способы предъявления данных. В каждом из вариантов присутствуют задачи, решение которых сопряжено с применением элементов высшей математики, таких как дифференцирование и интегрирование.
Большинство задач снабжены числовыми ответами, однако есть и такие, где отсутствующий ответ требуется сформулировать самостоятельно на основе анализа физической ситуации или общего вида решения.
1 Д. Пойа (Polya George). Математическое открытие. – М.: Наука, 1976. – С. 290.
4
Формулировка задания «Определение КПД теплового двигателя», в отличие от других, одинакова для всех вариантов и приведена вместе с методическими указаниями по его выполнению. Диаграммы термодинамических циклов к этому заданию по всем тридцати вариантам собраны вместе (с. 133 – 137).
Варианты 26−30 включают задачи повышенной трудности. Они предназначены как для решения на практических занятиях совместно с преподавателем, так и в качестве СРС для желающих.
Тематика рефератов, приведённая в настоящем пособии, охватывает около 100 тем, сгруппированных по разделам физики. Реферат на соответствующую тему может быть предложен студентам, проявляющим склонность к научно-исследовательской работе, в качестве альтернативы тому или иному индивидуальному заданию.
Тематика СРС, и в частности индивидуальных заданий, разработана в соответствии с Программой2 по физике для технических специальностей вузов и с действующими государственными образовательными стандартами.
Пособие по СРС рекомендуется использовать в комплексе с учебниками Б.В. Бондарева, Н.П. Калашникова, Г.Г. Спирина [2], А.Д. Ивлиева [6] и задачником А.Г. Чертова [12].
Надеюсь, данная книга будет полезной преподавателям вуза в качестве руководства по организации СРС; студенты же получат помощь в выполнении разнообразных видов внеаудиторной работы при изучении не только физики, но и смежных дисциплин: подготовки рефератов и докладов, обработки результатов измерений, составления таблиц, построения диаграмм.
Задания 2−4, 13−16, 21−23 составлены Н.А. Ивановым, задания 8−12 и 17−20 – М.В. Пластининой.
В.В. Горлач
2Примерная программа дисциплины “Физика” для направлений: 550000 — технические науки, 540500 — технологическое образование. – М.: Министерство образования РФ, 2000. – 34 с.
5