Раздел 2. Структура мира и теория мира в классическом естествознании

I. Самостоятельная работа студентов (6 часов)

Задание 1 по работе с учебником

Изучить тему «3.1. Макромир: концепции классического естествознания» по основному учебнику [1], по материалам темы составить конспект, в который необходимо выписать всех физиков, внесших вклад в становление классической картины мира и кратко охарактеризовать его.

Задание 2 по работе с учебником и конспектом лекций

В словарь «Терминов и понятий» выписать все термины изучаемой темы и их определения: пространство, время, абсолютность пространства, абсолютность времени, координата, скорость, ускорение, импульс, сила, взаимодействие, кинетическая энергия, потенциальная энергия, законы Ньютона, закон Всемирного тяготения, закон сохранения импульса, закон сохранения полной механической энергии.

Задание 3 по работе с учебником и конспектом лекций

Заполните схему-конспект, вписав свойства пространства и времени в классической картине мире:

Задание 4 по работе с учебником и конспектом лекций

Заполните таблицу, вписав картину мира и физическую теорию для каждого приведенного утверждения:

Задание 5 по работе с учебником и конспектом лекций

Заполните таблицу, вписав тип симметрии пространства-времени, соответствующий закону сохранения:

Тесты (контрольные задания для самопроверки)

1. Тесты с одним вариантом ответа

(Выберите один правильный ответ)

1.1.

Состояние системы в классической механике определяется:

1. давлением

2. координатами и скоростями всех элементов системы

3. температурой.

4. функцией вероятности.

1.2.

Кинетическая энергия зависит:

1. от положения тела.

2. от химического состава тела.

3. от массы и скорости тела.

4. только от массы тела.

5. только от скорости тела.

1.3.

Потенциальная энергия зависит от:

1. кинетической энергии.

2. скорости тела.

3. положения тела по отношению к другим телам.

4. массы тела.

1.4.

Закон сохранения импульса следует из:

1. изотропности времени

2. изотропности и однородности времени

3. изотропности пространства

4. однородности времени

5. однородности пространства

1.5.

Закон сохранения энергии вытекает из:

1. изотропности пространства

2. однородности времени

3. изотропности времени

4. изотропности и однородности времени

1.6.

Пространство и время в механической картине мира существуют:

1. независимо друг от друга и абсолютны

2. как единая структура и абсолютны

3. независимо друг от друга и относительны

4. как единая структура и относительны

1.7.

Согласно механической картине мира пространственные размеры тел:

1. изменяются в зависимости от скорости движения, а время течет одинаково во всех системах отсчета

2. не зависят от скорости движения, а темп времени изменяется

3. и временные интервалы изменяются в зависимости от скорости движения

4. и временные интервалы неизменны во всех системах отсчета

1.8.

Согласно теореме Э.Нетер, трансляционная симметрия пространства соответствует закону сохранения:

1. импульса.

2. энергии.

3. момента импульса.

4. электрического заряда.

1.9.

Неизменность свойств объекта по отношению к выполненным над ним преобразованием – это:

1. симметрия.

2. асимметрия.

3. хиральность.

4. ассимиляция.

1.10.

Инерциальными называются системы отсчета, относительно которых материальная точка без внешних воздействий движется:

1. равноускоренно или покоится

2. равномерно по окружности

3. равномерно, прямолинейно или покоится

4. равномерно или равноускоренно

2. Тесты множественного выбора

(Выберите несколько правильных ответов)

2.1.

Масса тела является мерой:

1. силы тяжести.

2. инертности.

3. тяготения.

4. устойчивости.

5. веса тела.

2.2.

Тело сохраняет свое состояние движения, если на тело:

1. не действуют силы.

2. действует только сила трения.

3. действует постоянная сила.

4. действуют силы, кроме силы трения.

2.3.

Действие силы на тело вызывает:

1. изменение состояния движения.

2. ускорение.

3. деформацию.

4. скорость движения.

2.4.

Потенциальная энергия изменяется при:

1. изменении взаимного расположения тел в пространстве.

2. растяжении пружины.

3. ускорении движущегося тела.

4. действии сил трения.

2.5.

Кинетическая энергия тел изменяется:

1. при движении в поле силы тяжести.

2. в состоянии статического равновесия.

3. при равномерном движении по окружности.

4. при ускоренном движении.

5. при упругом столкновении тел.

2.6.

Потенциальная и кинетическая энергии переходят друг в друга:

1. в колебательном движении тел.

2. в состоянии покоя.

3. при движении под действием силы трения.

4. при движении тел в поле силы тяжести.

2.7.

Закон сохранения импульса проявляется в:

1. явлении отдачи при выстреле.

2. движении по инерции.

3. движении планет по замкнутой траектории.

4. реактивном движении ракет.

5. вращательном движении планет вокруг оси.

2.8.

Закон сохранения механической энергии проявляется при:

1. свободном колебательном движении тел.

2. движении тел в поле силы тяжести.

3. движении под действием силы трения.

4. неупругом соударении тел.

5. упругом соударении тел.

2.9.

При колебаниях маятника без учета трения:

1. кинетическая энергия превращается в потенциальную.

3. кинетическая энергия превращается в тепловую.

4. потенциальная энергия превращается в тепловую.

5. тепловая энергия превращается в потенциальную.

2. потенциальная энергия превращается в кинетическую.

2.10.

Согласно механической картине мира:

1. во всех системах отсчета время течёт одинаково.

2. с возрастанием скорости движения тела его масса увеличивается.

3. в инерциальных системах отсчета, движущихся с большими скоростями, темп времени замедляется.

4. пространственные размеры тел в покоящихся и движущихся системах отсчета остаются одинаковыми.

3. Тесты на соответствие

3.1.

Для каждого из приведенных понятий подберите соответствующее определение:

1. Кинетическая энергия

2. Потенциальная энергия

3. Импульс

4. Сила

1. Величина, характеризующая действие одного тела на другое.

2. Часть полной механической энергии, которой обладает тело вследствие своего движения.

3. Часть полной механической энергии, которой обладает тело вследствие взаимодействия с другими телами, или с частями самого тела.

4. Произведение массы тела на его скорость.

3.2.

Для каждого из приведенных понятий найдите соответствующую формулу:

1. Кинетическая энергия

2. Импульс

3. Второй закон Ньютона

4. Закон Всемирного тяготения

1. 3.

2. 4.

3.3.

Соответствие свойств симметрии закону сохранения:

1. Однородность пространства.

2. Однородность времени.

3. Изотропность пространства.

4. Изотропность времени.

1. Закон сохранения механической энергии.

2. Закон сохранения импульса.

3. Закон сохранения момента импульса.

4. Бинарные тесты

(Оцените правомерность предлагаемых утверждений словами «верно/неверно»)

4.1.

При увеличении скорости кинетическая энергия увеличивается.

4.2.

Для двух тел одинаковой массы импульс зависит от скорости.

4.3.

Потенциальная энергия может иметь любой знак.

4.4.

Кинетическая энергия может быть отрицательной.

4.5.

В замкнутой системе тел полная механическая энергия не изменяется.

6. Тесты дополнения

(Впишите на месте прочерка пропущенные слова)

6.1.

Размерность физического пространства равна ___.

6.2.

Размерность времени равна ___.

6.3

В классической картине мира пространство и время считаются ___.

6.4.

Ход идеальных часов в классической картине мира ____ от их скорости.

6.5.

Ход идеальных часов в классической картине мира ___ от силы гравитационного поля.

II. Практическое занятие (2 часа)

1.

Заслушивание докладов.

2.

Разбор определений основных понятий.

3.

Опрос студентов по заданиям практикума.

Темы докладов

1.

Развитие взглядов на пространство и время в истории науки.

2.

Конечность и бесконечность пространства и времени.

3.

Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия.

4.

Законы сохранения и их связь со свойствами пространство и времени.