3162
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ
Методические указания для самостоятельной работы
студентов, обучающихся по специальности
40.02.01 Право и организация социального обеспечения
Воронеж 2020
2
УДК 530.1
Естествознание: методические указания для самостоятельной работы студентов, обучающихся по специальности 40.02.01 Право и организация социального обеспечения / Н. С. Камалова, Л. А. Новикова, С. И. Дегтярева;
М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2020. – 32с. –
Текст: электронный ресурс.
Печатается по рекомендации кафедры общей и прикладной физики ВГЛТУ
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 ............................................................ |
28 |
Библиографический список................................................................................... |
30 |
4
Рекомендации по распределению времени в процессе работы над заданиями (трудоемкость заданий)
Методические указания предназначены для упорядочивания самостоятельной работы студентов в процессе изучения дисциплины «Естествознание» охватывающей 23 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 1.1 Моделирование, как метод систематизации научных знаний и проведения мысленных экспериментов..
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, 2д,3д. Контрольные вопросы по теме
1.Что называют физической величиной в науке?
2.Основные характеристики пространственно-временного континуума.
5
3.Дайте определение системе отчета.
4.Определите основную концепцию модели материальной точки и приведите примеры применимости этой модели к реальным объектам наблюдения.
5.Дайте определение основным характеристикам движения в рамках модели материальной точки. Докажите, что это физические величины.
6.Дайте определение поступательному движению. Приведите примеры такого движения.
7.Продемонстрируйте как закон равномерного движения записывается в символьном виде и является достоверным при определенных условиях.
8.Как изменяется перемещение и скорость при равноускоренном движении?
9.Примените закон равноускоренного движения к мячу, брошенному горизонтально и вертикально.
10.Примените закон равноускоренного движения к объекту наблюдения, брошенному под углом к горизонту.
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 остаётся |
||
|
|
постоянным вплоть до точки С. Во сколько раз |
||
|
|
время, затраченное спортсменом на участок ВС, |
||
|
6 |
|
|
|
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 её движения, чтобы |
|
при увеличении радиуса окружности в 2 раза |
|
центростремительное ускорение точки осталось прежним? |
Тема 1.2. Научные методы познания окружающего мира и их отличие от других методов познания. Понятие достоверности научного знания.
Студент должен:
– знать смысл понятий: достоверности научного знания, взаимодействие физических объектов, действие и противодействие, силы в механике; смысл физических величин: сила, импульс, смысл физических законов Ньютона, закона сохранения импульса, отличия опыта от эксперимента.
– 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, 2д,3д.
Задание для самопроверки
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
7
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 |
|
|
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. |
|
|
8
Тема 1.3. Особенности синтеза теории и практики в рамках механической парадигмы.
Студент должен:
– знать смысл понятий: научные теория и гипотеза, особенности фундаментальных законов природы, превращение механической энергии, потенциальные поля, коэффициент полезного действия механизма колебательное движение; смысл физических величин: работа, кинетическая и потенциальная энергия, период, частота, амплитуда и фаза колебаний смысл физических законов гравитации и сохранения энергии; закона колебательного движения
– 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, 2д,3д.
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 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?
4. Как преобразуется механическая энергия в идеальном пружинном маятнике?
5. Как преобразуется механическая энергия в идеальном математическом маятнике?
6. Как изменится частота колебаний, если период увеличился? Ответ объясните.
7. Как изменится максимальная скорость груза на пружине, если частота колебаний увеличится?
9
8. Как изменится максимальное ускорение груза на пружине, если частота колебаний уменьшится?
Подготовьте реферат на тему «Реактивное движение. Работы К.Э. Циолковского и С.П. Королёва» (дополнительное задание). Рекомендуемая
литература: интернет источники. |
|
|
|
||
В тетради для самостоятельной работы решите |
задачи 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 |
||||
|
… |
|
|
|
|
|
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 |
Как |
изменится |
коэффициент |
полезного |
|
|
действия наклонной |
плоскости если угол |
|||
|
наклона увеличить с 30°в полтора раза при |
||||
|
неизменной массе груза и силе F. |
|
|||
|
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? |
||||
3 |
Как изменится коэффициент полезного |
||||
|
действия наклонной плоскости если угол |
||||
|
наклона увеличить с 30°в два раза при |
|
|||
|
неизменной массе груза и силе F. |
|
|||
|
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 |
Как изменится коэффициент полезного |
||||
|
действия наклонной плоскости если сила F |
||||
|
возрастет на 10% при неизменном угле наклона |
||||
|
и массе груза |
|
|
|
|
|
Груз массой m, подвешенный на невесомой и нерастяжимой |
||||
|
нити, совершает колебания с периодом T и амплитудой α0. Что |
||||
|
произойдет с периодом, максимальной кинетической энергией |
||||
|
10 |
|
|
|
груза и частотой, если при неизменной амплитуде увеличить |
|
длину нити в 2 раза? |
5 |
Как изменится коэффициент полезного |
|
действия наклонной плоскости если угол |
|
наклона уменьшить с 45°в полтора раза при |
|
неизменной массе груза и силе F. |
|
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 |
Как изменится коэффициент полезного |
|
действия наклонной плоскости если угол |
|
наклона уменьшить с 60°в два раза при |
|
неизменной массе груза и силе F. |
|
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 |
Как изменится коэффициент полезного |
|
действия наклонной плоскости если сила F |
|
упадет на 10% при неизменном угле наклона и |
|
массе груза . |
|
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 1.4. Принцип соответствия объекта и модели.
Студент должен:
– знать смысл понятий: принцип соответствия модели и объекта, сплошная среда, давление, плотность, объем, сила Архимеда, фазовые переходы и их характеристики, распространение механической волны, интенсивность звуковой волны нагревание, охлаждение, плавление, парообразование, насыщенный пар количество теплоты, удельная теплоемкость, удельная теплота плавления и парообразования, относительная и абсолютная влажность смысл основных законов теплофизики; смысл физических величин:, длина волны, смысл физических законов;