2955
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
ФИЗИКА
Методические указания для самостоятельной работы обучающихся
по специальности 23.02.07 – Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей
Воронеж 2017
2
УДК 530.1
Физика: Методические указания для самостоятельной работы
обучающихся по специальности 23.02.07 – Техническое обслуживание и
ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей / Н.С. Камалова, Н.Ю.
Евсикова, В.В. Саушкин; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».
– Воронеж, 2017. – 7 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ
Рецензент: рецензия кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры высшей математики и теоретической механики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» Гриднева И.В.
3
Содержание
Рекомендации по распределению времени в процессе работы над заданиями
(трудоемкость заданий) ........................................................................................... |
4 |
Методические указания по выполнению самостоятельной работы ................... |
4 |
Задания для самостоятельной работы .................................................................... |
4 |
Критерии оценки выполненного задания ............................................................ |
21 |
Библиографический список................................................................................... |
22 |
4
Рекомендации по распределению времени в процессе работы над заданиями (трудоемкость заданий)
Методические указания предназначены для упорядочивания самостоятельной работы студентов в процессе изучения дисциплины «Физика» (Раздел 1. Механика. Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика. Раздел 3. Электродинамика. Раздел 4. Строение атома и квантовая физика. Раздел.5 Эволюция Вселенной.) и охватывают четыре темы.
Методические указания по выполнению самостоятельной работы
Методические указания содержат основные требования федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования, предъявляемые к знаниям студента, задания в форме тестов для самопроверки и задания, предназначенные для формирования соответствующих практических умений и навыков.
Поскольку основная цель самостоятельной работы по данному разделу - закрепление теоретических знаний, предлагается следующая последовательность действий:
1.Работа с учебником (по каждой теме указаны необходимые для изучения страницы) и конспектом лекции, в результате чего у студента должны сформироваться соответствующие знания и умения (их перечень приводится по каждой теме).
2.Работа в тетради для самостоятельной работы. Для закрепления теоретических знаний студент должен записать в тетрадь определения, которые перечислены в пункте: должен знать.
3.Для самопроверки степени усвоения теоретических положений и выявления пробелов в подготовке студент выполняет предложенное задание.
Задания для самостоятельной работы
Тема 1. Основы кинематики.
Студент должен:
– знать смысл понятий: физическое явление, гипотеза, законы кинематики, смысл физических величин: скорость, ускорение, масса, смысл физических законов кинематики
– уметь описывать движение физических объектов, применять полученные знания по физике для решения задач по определению средней скорости, времени движения, ускорения, пройденного пути.
Рекомендуемая литература – 1о, с.
|
|
5 |
|
|
|
|
|
Задание для самопроверки |
|
|
|
В тетради для самостоятельной работы решите задачу согласно своему |
|||||
варианту: |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
Задача |
|
|
|
1 |
Точка движется по окружности радиусом R с частотой |
||||
|
обращения ν. Как нужно изменить частоту обращения, чтобы |
||||
|
при |
увеличении радиуса окружности |
в |
4 |
раза |
|
центростремительное ускорение точки осталось прежним? |
|
|||
2 |
|
Точка движется по окружности радиусом R с частотой |
|
||
|
обращения ν. Как нужно изменить частоту обращения, чтобы |
||||
|
|
при уменьшении радиуса окружности в 4 раза |
|
||
|
центростремительное ускорение точки осталось прежним? |
||||
3 |
|
Точка движется по окружности радиусом R с частотой |
|
||
|
обращения ν. Как нужно изменить скорость движения точки, |
||||
|
|
чтобы при увеличении радиуса окружности в 4 раза |
|
||
|
центростремительное ускорение точки осталось прежним? |
||||
4 |
|
Точка движется по окружности радиусом R с частотой |
|
||
|
обращения ν. Как нужно изменить скорость движения точки, |
||||
|
|
чтобы при уменьшении радиуса окружности в 4 раза |
|
||
|
центростремительное ускорение точки осталось прежним? |
||||
5 |
|
Стартуя из точки А (см. рисунок), спортсмен |
|||
|
|
движется равноускоренно до точки В, после |
|||
|
|
которой модуль скорости спортсмена остаѐтся |
|||
|
|
постоянным вплоть до точки С. Во сколько раз |
|||
|
|
время, затраченное спортсменом на участок ВС, |
|||
|
больше, чем на участок АВ, если модуль ускорения на обоих |
||||
|
участках одинаков? |
|
|
|
|
6 |
|
Две шестерни, сцепленные друг с другом, |
|||
|
|
вращаются вокруг неподвижных осей (см. |
|||
|
|
рисунок). Бóльшая шестерня радиусом 10 см |
|||
|
|
делает 20 оборотов за 10 с, а частота |
|||
|
|
обращения меньшей шестерни равна 5 с–1. |
|||
|
Каков радиус меньшей шестерни? |
|
|
|
|
7 |
Материальная точка движется по окружности радиусом R со |
||||
|
скоростью υ. Как нужно изменить скорость еѐ движения, чтобы |
||||
|
при |
увеличении радиуса окружности |
в |
2 |
раза |
|
центростремительное ускорение точки осталось прежним? |
|
|||
6
Тема 2. Основы динамики.
Студент должен:
–знать смысл понятий: взаимодействие физических объектов, действие
ипротиводействие, силы в механике; смысл физических величин: сила, импульс, смысл физических законов Ньютона, закона сохранения импульса
–уметь проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели движения физических объектов, применять полученные знания по физике для решения задач по определению ускорения из основных законов механики.
Рекомендуемая литература – 1о, с
Задание для самопроверки
Втетради для выполнения лабораторного практикума подготовьте
конспект теоретического материала и описания установки, начертите таблицу для результатов испытаний. Рекомендуемая литература: 2о, с
Втетради для самостоятельной работы приведите ответы на контрольные вопросы:
1. В рамках какого приближения геоцентрическая система является инерциальной?
2. Сравните силы действующие на автомобиль и грузовик при их столкновении на дороге.
3. При ударе о бетонную стену скорость автомобиля упала с 60км/час до нуля за 10мс. Оцените силу при ударе, которую испытывает автомобиль.
Втетради для самостоятельной работы решите задачу согласно своему варианту:
Система грузов (см. номер варианта) соединенных невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через гладкий невесомый блок движется из состояния покоя. Массы брусков и коэффициент трения приведены в таблице вариантов. Определите ускорения брусков и силу натяжения нити.
Вариант |
Вариант системы грузов |
1 |
Массы грузов M= 0,7кг и m=0,3кг,коэффициент |
|
трения между столом и бруском (массой М) |
|
μ=0,2 |
|
|
2 |
Массы грузов: M= 0,8кг и m=0,4кг, |
|
коэффициент трения между плоскостью и |
|
бруском μ=0,2 |
|
|
3 |
Массы грузов: M= 2m и m=0,4кг, коэффициент |
|
трения между столом и бруском (массой М) |
|
μ=0,2 1 |
|
|
|
7 |
|
|
4 |
Массы грузов: M= 2m; и m=0,2кг, |
|
коэффициент трения между плоскостью |
|
и бруском μ=0,18 |
|
|
5 |
Массы грузов M= 0,7кг и m=0,2кг |
6 |
Массы грузов M= 2m и m=0,5кг,коэффициент трения |
|
между столом и бруском (массой М) μ=0,2 |
7 |
Поверхность стола – горизонтальная гладкая. |
|
Массы грузов M = 1,2 кг, m1 = m2 = М/3: |
|
Коэффициент трения между |
|
грузами M и m1 равен μ = 0,2. |
Тема 3. Законы сохранения в механике.
Студент должен:
– знать смысл понятий: превращение механической энергии, потенциальные поля, коэффициент полезного действия механизма; смысл физических величин: работа, кинетическая и потенциальная энергия, смысл физических законов гравитации и сохранения энергии;
– уметь проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели движения физических объектов, применять полученные знания по физике для решения задач по оценке энергетических затрат на работу и КПД простейших механизмов, оценке предельной скорости объектов из закона сохранения энергии.
Рекомендуемая литература – 1о, с..
Задание для самопроверки
Втетради для выполнения лабораторного практикума подготовьте
конспект теоретического материала и описания установки, начертите таблицу для результатов испытаний. Рекомендуемая литература: 2о, с
Втетради для самостоятельной работы приведите ответы на контрольные вопросы:
1. Машина массой m догоняет со скоростью 3v движущуюся со скоростью v в том же направлении другую машину массой 3m. После
8
столкновения они движутся с одинаковой скоростью. Приведите формульное выражения для оценки скорости первого автомобиля после столкновения.
2.Приведите формульное выражение для оценки потерь энергии второй машины в предыдущем вопросе в результате столкновения.
3.Товарный вагон, движущийся по горизонтальному пути с небольшой скоростью, сталкивается с другим вагоном и останавливается. При этом пружина буфера сжимается. Какое преобразование энергии происходит в этом процессе?
Подготовьте реферат на тему «Реактивное движение. Работы К.Э. Циолковского и С.П. Королѐва» (дополнительное задание). Рекомендуемая литература: интернет источники.
В тетради для самостоятельной работы решите задачу согласно своему варианту:
Вариант |
|
|
|
Задача |
|
1 |
Угол наклона плоскости к горизонту равен 30°. |
||||
|
Вверх по этой плоскости тащат ящик массой 90 |
||||
|
кг, прикладывая к нему силу, направленную |
||||
|
параллельно плоскости и равную 600 Н. |
||||
|
Коэффициент полезного действия наклонной плоскости равен |
||||
|
.. |
|
|
|
|
2 |
Как |
изменится |
коэффициент |
полезного |
|
|
действия наклонной |
плоскости если угол |
|||
|
наклона увеличить с 30°в полтора раза при |
||||
|
неизменной массе груза и силе F. |
|
|||
3 |
Как изменится коэффициент полезного |
||||
|
действия наклонной плоскости если угол |
||||
|
наклона увеличить с 30°в два раза при |
|
|||
|
неизменной массе груза и силе F. |
|
|||
4 |
Как изменится коэффициент полезного |
||||
|
действия наклонной плоскости если сила F |
||||
|
возрастет на 10% при неизменном угле наклона |
||||
|
и массе груза |
|
|
|
|
5 |
Как изменится коэффициент полезного |
||||
|
действия наклонной плоскости если угол |
||||
|
наклона уменьшить с 45°в полтора раза при |
||||
|
неизменной массе груза и силе F. |
|
|||
6 |
Как изменится коэффициент полезного |
||||
|
действия наклонной плоскости если угол |
||||
|
наклона уменьшить с 60°в два раза при |
||||
|
неизменной массе груза и силе F. |
|
|||
|
9 |
|
|
7 |
Как изменится коэффициент полезного |
|
действия наклонной плоскости если сила F |
|
упадет на 10% при неизменном угле наклона и |
|
массе груза . |
Тема 4. Механические колебания и волны.
Студент должен:
– знать смысл понятий: колебательное движение, распространение механической волны, интенсивность звуковой волны; смысл физических величин: период, частота, амплитуда и фаза колебаний, длина волны, смысл физических законов закона колебательного движения;
– уметь проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели периодического движения физических объектов, применять полученные знания по физике для решения задач по оценке характеристик периодических процессов в механике.
Рекомендуемая литература – 1о, с..
Задание для самопроверки
Втетради для выполнения лабораторного практикума подготовьте
конспект теоретического материала и описания установки, начертите таблицу для результатов испытаний. Рекомендуемая литература: 2о, с
Втетради для самостоятельной работы приведите ответы на контрольные вопросы:
1. Как преобразуется механическая энергия в идеальном пружинном маятнике?
2. Как преобразуется механическая энергия в идеальном математическом маятнике?
3. Как изменится частота колебаний, если период увеличился? Ответ объясните.
Подготовьте доклад на тему «Использование звука и ультразвука в быту
итехнике» (дополнительное задание). Рекомендуемая литература: интернет источники.
Втетради для самостоятельной работы решите задачу согласно своему варианту:
Вариант |
Задача |
1 |
Груз массой m, подвешенный к пружине, совершает колебания |
|
с периодом T и амплитудой x0. Что произойдет с периодом, |
|
максимальной потенциальной энергией пружины и частотой, |
|
если при неизменной амплитуде уменьшить массу в 3 раза? |
2 |
Груз массой m, подвешенный на невесомой и нерастяжимой |
|
нити, совершает колебания с периодом T и амплитудой α0. Что |
|
10 |
|
|
|
произойдет с периодом, максимальной кинетической энергией |
|
груза и частотой, если при неизменной амплитуде уменьшить |
|
длину нити в 2 раза? |
3 |
Груз массой m, подвешенный к пружине, совершает колебания |
|
с периодом T и амплитудой x0. Что произойдет с периодом, |
|
максимальной потенциальной энергией пружины и частотой, |
|
если при неизменной амплитуде увеличить массу в 2 раза? |
4 |
Груз массой m, подвешенный на невесомой и нерастяжимой |
|
нити, совершает колебания с периодом T и амплитудой α0. Что |
|
произойдет с периодом, максимальной кинетической энергией |
|
груза и частотой, если при неизменной амплитуде увеличить |
|
длину нити в 2 раза? |
5 |
Груз массой m, подвешенный к пружине, совершает колебания |
|
с периодом T и амплитудой x0. Что произойдет с периодом, |
|
максимальной потенциальной энергией пружины и частотой, |
|
если при неизменной амплитуде и массе груза увеличить |
|
жесткость пружины? |
6 |
Груз массой m, подвешенный на невесомой и нерастяжимой |
|
нити, совершает колебания с периодом T и амплитудой α0. Что |
|
произойдет с периодом, максимальной кинетической энергией |
|
груза и частотой, если при неизменной амплитуде уменьшить |
|
длину нити в 2 раза, а массу увеличить в 2 раза? |
7 |
Груз массой m, подвешенный к пружине, совершает колебания |
|
с периодом T и амплитудой x0. Что произойдет с периодом, |
|
максимальной потенциальной энергией пружины и частотой, |
|
если при неизменной амплитуде и массе груза уменьшить |
|
жесткость пружины? |
Тема 5. Основы молекулярно-кинетической теории.
Студент должен:
– знать смысл понятий: молекула, тепловое движение; идеальный газ, основные положения молекулярно-кинетической теории вещества, смысл физических величин: давление, плотность вещества, абсолютная температура, средняя кинетическая энергия молекулы, концентрация молекул газа, молярная масса и количество вещества, смысл основного закона МКТ и уравнения состояния идеального газа;
– уметь применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ; оценивать достоверность естественнонаучной информации;
Рекомендуемая литература – 1о, с
Задание для самопроверки