Министерство образования и науки Украины

Государственное высшее учебное заведение

«Приазовский государственный технический университет»

Кафедра физики

Цветкова Е.В.

Курс физики

Опорные конспекты с заданиями

для учебно-исследовательской работы студентов

технических специальностей

всех форм обучения

Мариуполь, 2013

УДК 53.02/06

Цветкова Е.В. Курс физики. Опорные конспекты с заданиями для учебно-исследовательской работы студентов (для студентов технических специальностей всех форм обучения)./ Е.В. Цветкова - Мариуполь : ПГТУ, 2013. -124 с.

Данное пособие является руководством по самостоятельной индивидуальной учебно-исследовательской работе студентов технических специальностей по курсу физики, рассчитанному на 6 и более кредитов. Содержит краткие теоретические положения, алгоритмы и примеры решения ситуативных задач по физике. А также задания с вариантами для учебно-исследовательской работы студентов.

Составитель Е.В.Цветкова, к.ф.-м.н., доц.

Рецензент В.И.Жук, к.т.н., доц.

Утверждено на заседании

кафедры физики

Протокол № 4 от 19 ноября 2013г.

Утверждено методической комиссией

факультета информационных технологий

Протокол № 3 от 4 декабря 2013г.

© ГВУЗ «ПГТУ», 2013

© Цветкова Е. В., 2013

Содержание

Стр.

Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4
Тема 1 Кинематика поступательного движения материальной точки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	6
Тема 2 Динамика поступательного движения. . . . . . . . . .	12
Тема 3 Кинематика и динамика вращательного движения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	17
Тема 4 Законы сохранения энергии, импульса, момента импульса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	23
Тема 5 Колебательное движение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	32
Тема 6 Упругие волны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	38
Тема 7 Молекулярная физика и термодинамика. . . . . . . .	41
Тема 8 Основы статистической физики. . . . . . . . . . . . . . .	48
Тема 9 Явления переноса в газах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	50
Тема 10 Электростатика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	52
Тема 11 Проводники в электростатическом поле . . . . . . .	60
Тема 12 Законы постоянного тока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	63
Тема 13 Электромагнетизм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70
Тема 14 Волновая оптика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	80
Тема 15 Квантовая оптика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	87
Тема 16 Квантовая механика. Простейшие случаи движения микрочастиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	91
Тема 17 Квантовая механика. Строение атома. Спектры .	95
Тема 18 Квантовые статистики. Элементы физики твердого тела. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	100
Тема 19 Ядерная физика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	108
Приложение. Таблицы вариантов заданий. . . . . . . . . . . . . .	114
Перечень рекомендованных источников . . . . . . . . . . . . . . .	124

Введение

Курс физики в системе вузовской подготовки инженеров занимает особое место. Физика, как никакая другая наука, способствует организации и развитию творческого мышления, является базой большинства технических наук, дает основу экологическому образованию, расширяет научно-технический и мировоззренческий кругозор.

Чтобы усвоить курс общей физики необходимо сочетать знание теории и умение решать конкретные задачи. Однако если теорию можно выучить, то, чтобы научиться решать задачи недостаточно решить 3-4 задачи по теме, предусмотренные учебной нагрузкой по курсу.

Классические задачи по физике достаточно разнообразны и по условиям и по вопросам. В традиционных задачниках по курсу общей физики это разнообразие достигается простой перестановкой параметров, относящихся к условиям, и параметров, зависящих от условия и отнесенных к так называемым вопросам. На самом деле задачи имеют единый алгоритм решения (в рамках темы), который обучающийся без опыта не видит. Цель данного руководства продемонстрировать такие алгоритмы.

Предлагается сборник заданий для общего курса физики (для технических специальностей), который содержит опорный конспект (теоретический минимум), примеры решения задач и задания 2-х типов: задачи на определения и ситуативные задания со множеством вопросов, отвечая на которые обучающийся изучает всю теорию по теме. В некоторых темах алгоритмом решения являются последовательно заданные вопросы, которые помогают в ситуативном задании прийти к полному решению.

Рекомендации по работе с пособием

Изучите теорию по рекомендуемой основной литературе, конспектам лекций. Обратите внимание: данные опорные конспекты не заменяют учебники – они только конспективно указывают тот минимум определений, понятий и законов, которые Вы должны усвоить по теме.

Подтема «задачи на определения» обязательна для решения. Она имеет разные варианты функциональных зависимостей, варианты начальных условий, которые на методику решения не влияют. Поэтому совершенно безразлично, какие параметры условия Вы выбираете.

В разделе «задания по теме», сформулированы физические ситуации, к которым задано несколько вопросов, отвечая на которые последовательно Вы сможете усвоить курс в достаточном объёме. Приступая к решению, проработайте указания в разделе «алгоритм решения задач». В некоторых, наиболее сложных темах приведены «примеры решения» – воспользуйтесь ими.

В случае если Ваша самостоятельная работа должна быть оценена преподавателем, выберите задание по вариантам, предложенным в Приложении; оформите отчет.

При оформлении отчета запишите условие вариантного задания полностью; переведите числовые данные в СИ. Отчет должен быть выполнен аккуратно; для пояснения решения, где это нужно, должен быть представлен чертеж. Решение каждой задачи должно сопровождаться кратким объяснением, которое в строгой логической последовательности раскрывает ход рассуждений, ведущий к искомой величине. В пояснениях к задаче необходимо указывать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи. При получении расчетной формулы, которая нужна для решения задачи, должен присутствовать её вывод. Решение задачи рекомендуется сначала сделать в общем виде, т.е. только в буквенных обозначениях, поясняя применяемые при написании формул буквенные обозначения. Вычисления следует проводить путем подстановки заданных числовых величин в расчетную формулу, Задача должна заканчиваться ответом, в котором точность числового результата определяется числом значащих цифр исходных данных. Константы физических величин и другие справочные данные выбираются из доступных таблиц.