WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
Министерство образования Российской Федерации Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра физики Физика Задания на контрольные работы Методические указания к выполнению контрольных работ Направление и специальность подготовки дипломированных специалистов:

653400 - организация перевозок и управление на транспорте;

240100 - организация перевозок и управление на транспорте Специальность 060800 - экономика и управление на предприятии (по отраслям) Направления подготовки бакалавров:

521500 - менеджмент;

551400 - наземные транспортные системы Санкт-Петербург 2001 2 Утверждено редакционно-издательским советом университета.

УДК 53 (07) Физика: задания на контрольные работы, методические указания к выполнению контрольных работ.-СПб. СЗТУ, 2001,93 с.

Методический сборник включает задания на контрольные работы №1…3 по следующим разделам дисциплины «Физика»: физические основы механики, молекулярная физика, основы термодинамики, электричество и магнетизм, колебательные и волновые процессы, элементы атомной физики и квантовой механики, физика атомного ядра. В сборнике содержатся рекомендации к решению задач и оформлению контрольных работ, основные законы и формулы, примеры решения задач и некоторые справочные материалы.

Задания на контрольные работы по дисциплине «Физика» разработаны в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлениям и специальностям подготовки дипломированных специалистов: направление и специальность 653400 - Организация перевозок и управление на транспорте; 240100 - Организация перевозок и управление на транспорте, специальность 060800 ( Экономика и управление на предприятии, по отраслям ); и по направлениям подготовки бакалавров: 521500 ( Менеджмент ); 551400 ( Наземные транспортные системы ).

Рассмотрено на заседании кафедры физики 5 марта 2001 года; одобрено методической комиссией факультета радиоэлектроники 12 марта 2001 года.

Рецензенты: кафедра физики СЗТУ (И.А. Линийчук, проф. кафедры физики;

д. техн. наук); А.Г. Арешкин, канд. физ.-мат. наук, доц. кафедры физики БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова.

Составители: В.М. Бородин, канд. физ.-мат. наук, доц.; А.С. Иванов, канд.техн. наук, доц.; Д.Г. Летенко, канд. физ.-мат. наук, доц., Е.А. Лиходаева, канд. техн. наук, доц.; И А. Обухова, канд.

техн. наук, доц.; И.Г. Орехова, канд. техн. наук, доц.;

И.А.Торчинский,. физ.-мат. наук, проф.; А.Б. Федорцов, д.

физ.-мат. наук, проф.; В.Б. Харламова, доц.; В.М. Цаплев, канд.

физ.-мат. наук, доц.; А.И. Шерстюк, д. физ.-мат. наук.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, Введение В процессе изучения дисциплины «Физика» студенты выпольняют три контрольные работы: контрольные работы №1 и №2 - в третьем семестре и №- в четвертом семестре обучения. Решение физических задач является необходимой практической основой изучения дисциплины «Физика».

Основной целью выполнения контрольных работ является выработка у студентов приемов и навыков решения контрольных задач из разных областей физики, помогающих студентам решать в дальнейшем инженерные задачи.

Контрольные работы несут в себе функцию закрепления, развития и углубленного освоения основных положений теории. Решение задач способствует приобщению студентов к самостоятельной творческой работе. При решении задач студент должен самостоятельно осуществить ряд мыслительных операций, опираясь на имеющиеся у него знания и умения. Контрольные работы позволяют проверить степень усвоения студентами основных разделов теоретического курса.

1.Общие требования к оформлению контрольных работ При оформлении контрольных работ условия задач в контрольных работах переписываются полностью, без сокращений. Решения задач должны сопровождаться краткими, но исчерпывающими пояснениями с обязательным использованием рисунков, выполненных чертежными инструментами. Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставляются поля и интервалы между задачами (не менее 5 см). В конце каждой контрольной работы необходимо указать, каким учебным пособием пользовался студент (название учебного пособия, автор, год издания).

Решение задач рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. Ввести буквенные обозначения всех используемых физических величин.

2. Под рубрикой "Дано" кратко записать условие задачи с переводом значений всех величин в одну систему единиц - СИ.

3. Сделать (если это необходимо) чертеж, поясняющий содержание задачи и ход решения.

4. Сформулировать физические законы, на которых базируется решение задачи, и обосновать возможность их использования.

5. На основе сформулированных законов составить уравнение или систему уравнений, решая которую можно найти искомые величины.

6. Решить уравнение и получить в общем виде расчетную формулу, в левой части которой стоит искомая величина, а в правой - величины, данные в условии задачи.

7. Проверить единицы измерения полученных величин по расчетной формуле и тем самым подтвердить ее правильность.

8. Произвести вычисления. Для этого необходимо все значения величин в единицах СИ подставить в расчетную формулу и выполнить вычисления (с точностью не более 2-3 значащих цифр).

9. При подстановке в расчетную формулу, а также при записи ответа числовые значения величин следует записывать как произведение десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на соответствующую степень десяти. Например, вместо 6340 надо записать 6,34.103.



Выполненные контрольные работы сдаются на рецензию преподавателю по крайней мере за одну неделю до экзамена по физике. После рецензирования вносятся исправления в решение задач в соответствии с замечаниями преподавателя. Исправленные решения помещаются в конце тетради с контрольными работами, которые сдаются на повторную рецензию.

Зачет по каждой контрольной работе принимается преподавателем в процессе собеседования по правильно решенной и прорецензированной контрольной работе.

В каждой контрольной работе следует решить восемь задач. Номера задач определяются по табл. 1…3 в соответствии с номером своего варианта. Номер варианта соответствует последней цифре шифра студента.

Контрольные работы выполняются в школьной тетради, на обложке которой приводятся сведения о студенте (фамилия, имя, отчество, факультет, шифр, номер специальности), а также номер контрольной работы, номер варианта и номера всех задач контрольной работы.

Литература Основная 1. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высш. шк., 1985 и др. издания.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высш.шк., 1989.

3.Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1989 и др.издания.

Дополнительная 4.Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике.- М.: Интеграл-Пресс, 1997.

5. Изергина Е.Н., Петров Н.И. Все решения к «Сборнику задач по общему курсу физики» В.С. Волькенштейн. В 2 кн. - М.,1999.

6. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями. - М.,Высш. шк., 1999 и др.издания.

7. Трофимова Т.И. Физика. 500 основных законов и формул: справочник. - М., Высш. шк., 2000.

8. Физика. Основные законы и формулы: руководство к решению задач /Ю.А.Карташов, И.В.Попов. - СПб.: СЗПИ, 1998.

9. Физика. Ч. 1. Физические основы механики: Текст лекций/ В.М. Цаплев, И.Г. Орехова, Е.А. Лиходаева, К.А. Стабровский. - СПб.:

СЗПИ, 1999.

10. Цаплев В.М., Орехова И.Г., Лиходаева Е.А. Физика. Ч. 3. Молекулярная физика. Термодинамика: Текст лекций. –СПб. : СЗПИ, 1999.

11. Физика. Ч. 1. Электростатика. Постоянный ток: Текст лекций/ В.М.

Цаплев, И.Г. Орехова, Е.А. Лиходаева, К.А. Стабровский. - СПб.:

СЗПИ,1999.

12. Электростатика. Постоянный ток: Текст лекций/ К.Ф. Комаровских, Н.А. Гладущак, Е.А. Лиходаева, И.Г. Орехова. - Л.: СЗПИ, 1990.

13.Цаплев В.М., Орехова И.Г., Лиходаева Е.А. Физика. Часть 1. Магнитостатика. Электромагнетизм: Текст лекций.-СПб.:СЗПИ,1999.

14.Комаровских К.Ф., Лиходаева Е.А., Орехова И.Г. Электромагнетизм.

Текст лекций.- Л.: СЗПИ, 1990.

15.Федорцов А.Б., Чуркин Ю.В. Волновая оптика. Текст лекций.- СПб.:

СЗПИ, 1993.

16.Климчицкая Г.Л., Шабаев В.М. Элементы квантовой механики и атомной физики: Текст лекций.- СПб.: СЗПИ, 1992.

17. Физика твердого тела: Текст лекций/ К.Ф. Комаровских, А.Г. Арешкин, Ю.А. Карташов, Ю.Л. Яхно, Г.В.Парантаев. - СПб.: СЗПИ, 1993.

18.Иванов В.Г., Федорцов А.Б. Основные единицы измерения оптического излучения: Текст лекций.-СПб.: СЗПИ, 1992.

19.Иванов В.Г., Торчинский И.А., Харламова В.Б. Основы квантовой оптики: Текст лекций. - СПб.: СЗПИ, 1993.

20.Федорцов А.Б. Радиационная безопасность. Учеб. пособие.- СПб.:

СЗПИ, 1996.

2. Методические указания к выполнению контрольной работы №2.1. Общие указания В контрольную работу №1 включены задачи по разделам: "Физические основы механики", "Молекулярная физика", "Основы термодинамики".

Задачи 101…150 относятся к разделу "Физические основы механики" на следующие темы: "Кинематика поступательного и вращательного движения'' (101…110); "Динамика поступательного движения'' (111…120); "Законы сохранения импульса и механической энергии'' (121…140); "Динамика вращательного движения твердого тела'' (141…150). На разделы "Молекулярная физика" и "Основы термодинамики" даны задачи 151…180. Для решения задач на эти темы необходимо усвоить основные понятия, процессы с идеальным газом, уравнение состояния идеального газа (задачи 151…159), понятие внутренней энергии, основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов (160164), I начало термодинамики, теплоемкость идеального газа, применение I начала к различным процессам (165…173); II начало термодинамики, принцип действия тепловой и холодильной машин (177…180).

Таблица № Номера задач варианта 0 101 111 121 131 141 151 161 1 102 112 122 132 142 152 162 2 103 113 123 133 143 153 163 3 104 114 124 134 144 154 164 4 105 115 125 135 145 155 165 5 106 116 126 136 146 156 166 6 107 117 127 137 147 157 167 7 108 118 128 138 148 158 168 8 109 119 129 139 149 159 169 9 110 120 130 140 150 160 170 Для решения этих задач необходимо ознакомиться с конкретными физическими понятиями, законами и формулами данной темы по следующим учебным пособиям (см. список литературы) - По теме "Кинематика и динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела": [1], с. 7…11, 14…19 или [3], с. 11…14, 21…39, 43…54; "Законы сохранения в механике'': [1], с.19…21, 23…33, 46…51 или [2], с.56…92, 187…195. По теме "Динамика вращательного движения твердого тела”: [1], с. 12…14, 34…40 или [3], с. 94…112. По теме "Физические основы молекулярно-кинетической теории": [1], с. 81…95 или [3], с. 207…211; 214…226, 252…274. По теме "Основы термодинамики": [1], с.90…118 или [3], с.

227…249, 289…295, 298…307.

2.2. Основные законы, формулы, примеры решения задач Физические основы механики.

Кинематика поступательного и вращательного движения 1.Кинематическое уравнение движения материальной точки вдоль оси X:





x = (t), где (t) - некоторая функция времени.

2. Средняя скорость за промежуток времени t x =, t где x = x2 – x1; x1 - положение точки в момент времени t1; x2 - положение точки в момент t2 ; t = t2 - t1.

3.Мгновенная скорость dx vx =.

dt 4. Среднее ускорение vx < ax > =.

t 5. Мгновенное ускорение dv x a =.

x dt 6.Уравнение равнопеременного движения at x = v t +, где v0 - скорость точки в момент времени t= 0.

7. Скорость равнопеременного движения v = v t + at.

8. Уравнение движения точки по окружности = f(t), где - угловое положение точки в момент времени t.

9. Угловая скорость точки, движущейся по окружности:

d =.

dt 10. Угловая скорость при равномерном движении по окружности = 2n, где n - число оборотов в секунду.

11. Угловое ускорение d d = =.

dt dt 12. Связь между линейными и угловыми величинами, характеризующими движение точки по окружности:

v = R, a = R, an = 2R, где v - линейная скорость точки (направлена по касательной к окружности); a - тангенциальное ускорение (направлено по касательной); an - нормальное ускорение (направлено к центру окружности); R - радиус окружности.

13. Полное ускорение 2 a = a + an,или a = R +.

14. Уравнение равнопеременного движения по окружности t = t +, где 0 - скорость точки в момент времени t= 0.

15. Угловая скорость равнопеременного движения по окружности = + t.

Динамика материальной точки и тела, движущихся поступательно 16. Импульс (количество движения) движущейся материальной точки массой m со скоростью v p =m v.

17. Второй закон Ньютона dp = F, dt где F - сила, действующая на материальную точку.

18. Второй закон Ньютона для средних значений силы p = F, t где F - среднее значение силы за время t.

19. Силы, рассматриваемые в механике:

a) сила упругости Fх = - kx, где k - коэффициент жесткости пружины; x – ее абсолютная деформация;

б) сила гравитационного взаимодействия m1mF = G, r где G - гравитационная постоянная; m1 и m2 - массы взаимодействующих материальных точек; r - расстояние между материальными точ- ками (или телами).

в) сила трения скольжения F = N, где - коэффициент трения скольжения; N - сила нормального давления.

20. Закон сохранения импульса для замкнутой системы из двух тел m + = +, u m u 1 2 m v m v 1 1 2 2 где v и v - скорости тел в начальный момент времени; u и u - 1 2 1 скорости тех же тел в конечный момент времени.

21. Кинетическая энергия тела, движущегося поступательно:

p mv = или =.

EK EK 2 2m 22. Потенциальная энергия:

а) упруго деформированной пружины = E kx2, П где k - коэффициент жесткости пружины; x - абсолютная деформация;

б) тела, находящегося в однородном поле силы тяжести:

= mgh, Е П где g – ускорение свободного падения тела; h – высота тела над уровнем, принятым за нулевой (формула справедлива при условии h<

23. Работа постоянной силы при прямолинейном движении, A = F x x где Fx - проекция силы на направление перемещения.

24. Полная механическая энергии системы E = EK + EП.

25. Закон сохранения энергии в замкнутой системе тел, в которой действуют только консервативные силы ( t ) = ( t ) + ( t ) = const, E EK EП где t - произвольный момент времени.

26. Работа А, совершаемая внешними силами, определяется как мера изменения энергии системы:

A = E = E2 - E1, где E = E E - изменение полной энергии системы.

2 Динамика вращательного движения абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси 27. Основное уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной оси M =J, где M – результирующий момент внешних сил относительно оси вращения; - угловое ускорение; J – момент инерции тела относительно оси вращения.

28. Моменты инерции некоторых тел массой m относительно оси вращения, проходящей через центр симметрии:

а) стержня длиной l относительно оси, перпендикулярной стержню:

J = ml2 ;

б) обруча (тонкостенного цилиндра) радиуса R относительно оси, перпендикулярной плоскости обруча (совпадающей с осью цилиндра):

J = mR2;

в) диска радиусом R относительно оси, перпендикулярной плоскости диска:

J = mR2.

29. Момент импульса тела относительно оси вращения L = J, где - угловая скорость тела.

30. Закон сохранения момента импульса системы двух тел относительно общей неподвижной оси вращения L ( t ) + L ( t ) = const, 1 где L1(t) и L2(t) - моменты импульсов первого и второго тел относительно общей оси вращения.

31. Кинетическая энергия абсолютно твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси:

L= =.

E J2 ; или E k k 2 2J 32. Элементарная работа при повороте абсолютно твердого тела на малый угол A = M.

Примеры решения задач Пример Две материальные точки движутся по прямой согласно уравнениям:

x1 = A1 + B1 t + C1 t2 и x2 = A2 + B2 t + C2 t2, где A1 = 10 м; В1 = 4 м/с;

С1 = - 2 м/с2; A2 = 3 м; В2 = 2 м/с; С2 = 0,2 м/с2. В какой момент времени скорости этих точек будут одинаковы Найти ускорения этих точек в момент времени 3с.

Дано:

x1 = A1 + B1 t + C1 tx2 = A2 + B2 t + C2 tA1 = 10 м; В1 = 4 м/с; С1 = - 2 м/сA2 = 3 м; В2 = 2 м/с; С2 = 0,2 м/с_ t = (при v1 = v2) a1 = a2 = Решение. Так как требуется найти скорость и ускорение в определенный момент времени (t = 2 c), то это значит, что нужно определить мгновенные значения скоростей и ускорений.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.