Министерство науки и образования РФ

Псковский государственный политехнический институт

В.В. Однобоков, Т.Н. Михайлусова, Н.И. Волокитина

ФИЗИКА

Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы образования всех специальностей вузов

Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом Псковского государственного политехнического института

Псков

Издательство ППИ

2011

УДК 53

ББК 22.3

Ф 50

Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом

Псковского государственного политехнического института

Рецензенты:

- Ю. М. Смирнов, доктор технических наук, профессор Санкт- Петербургского государственного политехнического университета;

- А. Н. Верхозин, доктор физико-математических наук, профессор Псковского государственного политехнического института.

Однобоков В. В., Михайлусова Т.Н., Волокитина Н.И.

Ф 50 Физика: Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы образования всех специальностей вузов. Под общ. ред. к.т.н., доцента В.В. Однобокова, — Псков, Издательство ППИ, 2011.—151с.

Предназначено для преподавателей ведущих курс общей физики и студентов заочной формы высшего профессионального образования всех специальностей.

ISBN

© В. В. Однобоков, 2011

© Псковский государственный политехнический институт, 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие……………………………………………………………………….3

Общие методические указания………………………………………………... 4

Понятие о физической картине мира… ……………………………………..7

Контрольные вопросы ч1………………………………………………………12

Контрольные вопросы ч2………………………………………………………14

Методические рекомендации при изучения курса физики………………..16

Учебные материалы по разделам курса физики……………………………30

1. Физические основы механики, молекулярной физики и

термодинамики...................................................................................................30

Основные формулы……………………………………………………….30

Примеры решения задач………………………………………………….47

Контрольная работа №1………………………………………………….55

1. Основы электродинамики………………………………………………….64

Основные формулы……………………………………………………….64

Примеры решения задач………………………………………………….77

Контрольная работа №2…………………………………………………..88

3. Колебания. Волны. Оптика………………………………………………...99

Основные формулы……………………………………………………….99

Примеры решения задач………………………………………………...114

Контрольная работа №3…………………………………………………120

4. Элементы атомной и ядерной физики и физики твёрдого тела……...130

Основные формулы……………………………………………………...130

Контрольная работа №4………………………………………………....135

Приложения……………………………………………………………………141

Литература…………………………………………………………………..…151

Предисловие

Физика — наука о природе: о строении, свойствах и взаимо­действии составляющих ее материальных тел и полей. Главная цель этой науки — выявить и объяснить законы природы, кото­рые определяют все физические явления. Физика основывается на экспериментально установленных фактах. Занимая центральное место среди других естественных наук, она играет первостепенное значение в формирований научного мате­риалистического мировоззрения.

Основными задачами курса физики в вузах являются:

1. Создание основ теоретической подготовки в области физи­ки, позволяющей будущим специалистам ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающей возмож­ность использования новых физических принципов в тех областях техники, в которых они специализируются.

2. Формирование научного мышления, в частности, правиль­ного понимания границ применимости различных физических понятий, законов, теорий и умения оценивать степень достовер­ности результатов, полученных с помощью экспериментальных или математических методов исследования.

3. Усвоение основных физических явлений и законов клас­сической и современной физики, методов физического иссле­дования.

4. Выработка приемов и навыков решения конкретных задач из разных областей физики.

Цель настоящего учебно-методического пособия — оказать помощь студентам-заочникам в изучении курса физики.

В пособии даны общие методические указания, экзаменационные вопросы, образцы решения задач и некоторые справочные материалы.

Сведения, связанные со спецификой изучения курса физики в ППИ, сообщаются студентам кафедрой физики допол­нительно.

Общие методические указания

Основной формой обучения студента-заочника является само­стоятельная работа над учебным материалом. Для облегчения этой работы кафедра физики организует чтение лекций, практические занятия и лабораторные работы. Процесс изучения физики состоит из следующих этапов:

1) проработка установочных и обзорных лекций;

2) самостоятельная работа над учебниками и учебными пособиями;

3. выполнение контрольных работ;

4. прохождение лабораторного практикума;

5. сдача зачетов и экзаменов.

При самостоятельной работе над учебным материалом необ­ходимо:

1. составлять конспект, в котором записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения основных физических понятий и сущность физических явлений и методов исследования;

2. изучать курс физики систематически, так как в противном случае материал будет усвоен поверхностно;

3. пользоваться каким-то одним учебником или учебным по­собием (или ограниченным числом пособий), чтобы не утрачива­лась логическая связь между отдельными вопросами, по крайней мере внутри какого-то определенного раздела курса.

Контрольные работы позволяют закрепить теоретический ма­териал курса. В процессе изучения физики студент должен выпол­нить четыре контрольные работы. Решение задач контрольных работ является проверкой степени усвоения студентом теорети­ческого курса, а рецензии на работу помогают ему доработать и правильно освоить различные разделы курса физики. Перед выполнением контрольной работы необходимо внимательно оз­накомиться с примерами решения задач по данной контрольной работе, уравнениями и формулами, а также со справочными материалами, приведенными в конце методических указаний. Прежде чем приступить к решению той или иной задачи, необ­ходимо хорошо понять ее содержание и поставленные вопросы.

Контрольные работы распределены следу­ющим образом:

1 — физические основы механики, молекулярной физики и те­рмодинамики;

2 — физические основы электродинамики; 3 — волновая оптика, квантовая природа излучения; 4 — элемен­ты атомной, ядерной физики и физики твердого тела.

Первые три контрольные работы содержат по восемь задач. Вариант задания контрольной работы определяется в соответствии с по­следней цифрой шифра по таблице для контрольных работ. Если, например, последняя цифра 5, то студент решает задачи 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75.

Таблица вариантов

Контрольная работа №1,2,3,4
Вариант	Номер задач
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63, 73 4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75 6, 16, 26, 36, 46, 56, 66, 76 7, 17, 27, 37, 47, 57, 67, 77 8, 18, 28, 38, 48, 58, 68, 78 9, 19, 29, 39, 49, 59, 69, 79 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80

Четвёртая контрольная работа выполняется в виде реферата объёмом не менее 20-ти страниц четвёртого формата. Вариант выбирается аналогично. Если, например, последняя цифра 5, то студент пишет реферат по теме № 5.

При выполнении контрольных работ необходимо соблюдать следующие правила:

1. указывать на титульном листе номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, шифр и домашний адрес;

2. контрольную работу следует выполнять аккуратно, оста­вляя поля для замечаний рецензента;

3. задачу своего варианта переписывать полностью, а задан­ные физические величины выписать отдельно, при этом все чис­ловые величины должны быть переведены в одну систему единиц;

4. для пояснения решения задачи там, где это нужно, аккурат­но сделать чертеж;

5. решение задачи и используемые формулы должны сопро­вождаться пояснениями;

6. в пояснениях к задаче необходимо указывать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи;

1. при получении расчетной формулы для решения конкрет­ной задачи приводить ее вывод;

7. задачу рекомендуется решить сначала в общем виде, т. е. только в буквенных обозначениях, поясняя применяемые при написании формул буквенные обозначения;

8. вычисления следует проводить с помощью подстановки заданных числовых величин в расчетную формулу. Все необ­ходимые числовые значения величин должны быть выражены в СИ (см. справочные материалы);

10) проверить единицы полученных величин по расчетной формуле и тем самым подтвердить ее правильность;

11. константы физических величин и другие справочные дан­ные выбирать из таблиц;

12. при вычислениях по возможности использовать микрока­лькулятор, точность расчета определять числом значащих цифр исходных данных (обычно в результате следует оставлять три значащих цифры);

13. в контрольной работе следует указывать учебники и учеб­ные пособия, которые использовались при решении задач.

Контрольные работы, оформленные без соблюдения указан­ных правил, а также работы, выполненные не по своему вариан­ту, не зачитываются.

При отсылке работы на повторное рецензирование обязатель­но представлять работу с первой рецензией.

На экзаменах и зачетах в первую очередь выясняется усвоение основных теоретических положений программы и умение твор­чески применять полученные знания к решению практических задач. Физическая сущность явлений, законов, процессов должна излагаться четко и достаточно подробно; решать задачи необ­ходимо без ошибок и уверенно. Любая графическая работа долж­на быть выполнена аккуратно и четко. Только при выполнении этих условий знания по курсу физики могут быть признаны удовлетворительными.