Контрольные задания по физике для студентов заочной формы обучения. Сборник задач

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Общая и прикладная физика и химия»

Н.С. БУХМАН

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Сборник задач

Самара Самарский государственный технический университет

2019

Печатается по решению ученого совета СамГТУ (протокол № 9 от 27.04.2018 г.).

УДК 53(076.1) ББК 22.3Я73 Б 94

Бухман Н.С.

Б94 Контрольные задания по физике для студентов заочной формы обучения: сборник задач / Н.С.Бухман. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2019. – 65 с.

Приведены контрольные работы по дисциплине «Физика» для студентов первого и второго курса заочной формы обучения направления 08.03.01 «Строительство». Кроме задач для решения, книга содержит правила оформления контрольных работ и справочный материал, необходимый для решения задач.

Для студентов высших технических учебных заведений.

УДК 53 (076.1) ББК22.3Я73 Б94

Рецензент – кандидат физ.-мат. наук, доцент А.М. Гурьянов.

ÓН.С. Бухман, 2019

ÓСамарский государственный технический университет, 2019

3

4

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данная книга предназначена для студентов-заочников, изучающих курс физики в Архитектурно-строительной академии СамГТУ и в Белебеевском филиале СамГТУ. Она предназначена для замены ранее изданного пособия [1]. Необходимость такой замены связана со следующими обстоятельствами:

1.В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция

кдинамичному снижению уровня подготовки студентов по физике, и поэтому пособие [1], изданное более 10 лет назад (в 2006 году), представляется чрезмерно усложненным (говоря попросту – непосильным) для современных студентов направления «Строительство». Если говорить конкретно, то пособие [1] соответствовало программам подготовки специалистов по специальностям 290500

«Городское строительство и хозяйство», 060800 «Экономика

иуправление на предприятии (в строительстве)», 290300 «Промышленное и гражданское строительство», 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 330400 «Пожарная безопасность» СГАСУ. Данное же пособие ориентировано на студентов первого

ивторого курса заочной формы обучения направления 08.03.01 «Строительство» (бакалавриат).

Существенно, что уже достаточно давно (при переходе от специалитета к бакалавриату) произошло примерно двухкратное сокращение количества «звонковых» часов, отводимых на изучение курса физики и неизбежно – соответствующее снижение уровня физического образования инженеров-строителей. Ясно, что попытка учить новых студентов по старым учебникам заранее обречена на провал и нобходима подготовка новых учебных пособий, посильных для студентов бакалавриата и соответствующих реально сложившейся ситуации.

2.В настоящее время с каждым появлением очередного Государственного образовательного стандарта наблюдается тенденция дальнейшего резкого сокращения количества «звонковых» часов, отводимых на изучение курса физики студен- тами-заочниками, и количества контрольных работ по физике, выполняемыхстудентами-заочниками.Так,например,впособии[1]

5

предлагалиськонтрольныеработыдлястудентов,укоторыхучебным планом предусмотрено 5, 4 и 3 контрольные работы на курс физики – в то время такие студенты еще были. Теперь таких студентов больше нет – имеющимися учебными планами предлагается одна или две контрольные работы на курс физики. Ясно, что учить студентов по явно «избыточному» пособию [1] в настоящее время неразумно.

3. Опыт практического использования пособия [1] показал, что представление набора предлагаемых задач в виде общего (для всех студентов) списка (состоящего из нескольких разделов типа «Механика», «Молекулярная физика» и т.д.) и дополнительного указания (в форме таблиц) информации о том, какие именно задачи следует решать студентам в зависимости от того, сколько всего контрольных работ предусмотрено их учебным планом, слишком сложно для студентов. Зачастую это приводило к тому, что студенты решали совсем не те задачи, которые должны были решать. Поэтому в данном пособии имеется отдельный список задач для «одноконтрольников» (то есть для студентов, у которых учебными планами предусмотрено выполнение одной контрольной работы на курс физики) и «двухконтрольников» (то есть для студентов, у которых учебными планами предусмотрено выполнение двух контрольных работ на курс физики). Можно надеяться, что при таком подходе студенты наконец перестанут решать задачи из чужих контрольных.

Тематика и уровень предлагаемых задач полностью соответствуют современным рабочим программам курса физики для студентов направления 08.03.01 «Строительство», обучающихся в АСА СамГТУ и БФ СамГТУ. Разумеется, в десяти или двадцати задачах невозможно отразить все многообразие физики, поэтому мы ограничились только наиболее простыми задачами и наиболее важными в теоретическом или прикладном отношении понятиями.

6

ВВЕДЕНИЕ

Данная книга состоит из предисловия, введения (его вы сейчас читаете), раздела «Контрольные работы для специальностей, у которых учебным планом предусмотрено 2 контрольные работы на курс физики», раздела «Контрольные работы для специальностей, у которых учебным планом предусмотрена 1 контрольная работа на курс физики», библиографического списка, раздела «Справочныематериалы»ираздела«Некоторыеполезныеформулы».

Вразделе «Контрольные работы для специальностей, у которыхучебнымпланомпредусмотрено2контрольныеработынакурс физики» приведено десять вариантов, каждый из которых состоит из двух контрольных работ (контрольная работа № 1 – по механике

имолекулярной физике, контрольная работа № 2 – по электричеству, оптике и атомной физике). Каждый студент должен выполнить две контрольные работы в соответствии с номером своего варианта (номер варианта совпадает с последней цифрой номера студенческого билета студента; если номер студенческого билета заканчивается на 0 – решается вариант 10).

Вразделе «Контрольные работы для специальностей, у которых учебным планом предусмотрена 1 контрольная работа на курс физики» приведено десять вариантов, каждый из которых состит из одной контрольной работы (контрольная работа № 1 – по механике, молекулярной физике, электричеству, оптике и атомной физике). Каждый студент должен выполнить одну контрольную работу в соответствии с номером своего варианта (номер варианта совпадает с последней цифрой номера студенческого билета студента; если номер студенческого билета заканчивается на 0 – решается вариант 10).

В разделе «Справочные материалы» приведены данные о некоторых все еще широко распространенных внесистемных единицах измерения, значения основных физических констант и некоторые экспериментальные данные, которые могут потребоваться студентам при решении задач.

В разделе «Некоторые полезные формулы» кратко приведены некоторые наиболее употребительные формулы, которые могут потребоваться студентам при решении задач. Разумеется, самосто-

7

ятельное изучение курса физики ни в коем случае не должно ограничиваться запоминанием этих формул – студент должен в процесе подготовки к экзамену или зачету изучить один из курсов физики, список которых приведен в библиографическом списке.

Контрольные работы должны быть выполнены в отдельной тетради и оформлены в соответствии с требованиями деканата. В частности студент обязан указать на титульном листе не только свои фамилию и номер группы, но и свой шифр (иначе невозможно проверить, те ли задачи он решил1).

Контрольная работа должна быть написана четко, разборчиво, достаточно ярким стержнем синего или фиолетового цвета2. Несколько контрольных работ могут быть выполнены в одной тетради, но при этом на титульном листе обязательно

следует перечислить номера всех выполненных контрольных работ (например, «Контрольные работы № 1, 2»3).

Каждая контрольная работа должна быть озаглавлена (например, «Контрольная работа № 2») и начинаться с нового листа (между разными контрольными следует оставлять один чистый лист).

Задачи в контрольной работе должны быть пронумерованы (от 1 до 10) и располагаться по порядку (от первой задачи контрольной до последней, а не в произвольном порядке). Каждая новая задача должна начинаться с новой страницы. В случае, ecли та или иная задача не решена, не следует пытаться замаскировать это обстоятельство путем перемешивания решенных задач; в этом случае надо написать номер задачи и указать, что задачу решить не удалось.

1 Последствия бывают плачевны: контрольная либо остается в деканате (без проверки) ждать хозяина, либо отсылается назад автору (тоже без проверки). В любом случае к сессии контрольная работа оказывается не проверена и не зачтена, а ее автор – не допущен к экзамену (или зачету) по физике. Успеют ли проверить контрольную во время сессии (и допустят ли злополучного раззяву к экзамену) – большой вопрос.

2 Если контрольную невозможно прочитать без лупы и криминалиста – преподаватель просто вернет ее в деканат и будет терпеливо ждать, когда ее перепишут. Не перепишут – и не надо.

3 Если студент озаглавит тетрадь с контрольными № 1 и № 2 как «контрольная № 1», то контрольную № 2 могут ведь и не заметить, а соответственно и не

зачесть. Очень обидно будет (студенту).

8

Во избежание путаницы условия задач следует переписать. Кроме того, непременно следует привести исходные данные («дано»), причем в этих данных должна быть указана не только та информация, которая сообщена вaм непосредственно в усло-

виях конкретной задачи, но и та, которую вы позаимствовали

впредыдущих задачах и в справочных таблицах, приведенных

вконце указаний4.

Решениезадачиследуетсопровождатьнеобходимыми(итолько необходимыми) пояснениями. Решение задачи следует доводить до итоговой формулы («в буквах»). Только после этого5 можно подставлять в зту формулу численные значения величин с указанием единицизмерения(предварительнопереведяихвсистемуСИ,если это необходимо). Затем необходимо провести необходимые вычисления и получить окончательный числовой ответ.

Полученный ответ следует записать отдельно, четко и ясно, отступив одну строку от решения вниз и подчеркнув одной линией (например: «Ответ: m=252 кг»).

Ответ обязательно должен содержать размерность полу-

ченной физической величины, а если величина является безразмерной – то указание на это обстоятельство. Если в задаче не указано, в каких единицах следует привести ответ, то он должен быть указан в системе СИ; если указано – то он должен быть приведен в тех самых единицах, которые требуются. Ответ без указания размерности величины (или не в тех единицах измерения, которые требуются) считается грубой ошибкой.

4 Дело в том, что некоторые задачи в данном пособии являются продолжением предыдущих и вполне можно (иногда – даже нужно) при решении последующих задач использовать данные (а иногда – и результаты) предыдущих. В общем, все как в жизни, ведь инженеру дается не задача с «дано-найти», а здание или задание, и он сам должен решить, какая ему требуется информация для решения поставленной задачи и откуда ее взять.

5 В принципе из этого правила бывают исключения. В частности при решении задач с трением иногда итоговые формулы будут разными при разных числовых значениях коэффициента трения: например, тело может скользить (максимальная сила трения меньше скатывающей) или не скользить (сила трения больше скатывающей). В этом случае решение «в буквах» невозможно в принципе. Но гораздо чаще бывает по-другому: решение «в буквах» позволяет получить итоговую формулу, в которой некоторые величины (именно те, которые вам неизвестны) «сократились».

9

Перед решением задач студенту следует внимательно ознакомиться с приведенными в конце книги справочными данными: многие задачи без этих данных решить просто невозможно6.

6 То есть в принципе возможно, но не студенту-заочнику, а группе профессиональных физиков-теоретиков с хорошими компьютерами (и при наличии хорошего финансирования этого исследования).