Иваново 2014

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ,

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

ФГБОУ ВПО Ивановский институт ГПС

Кафедра физики и теплотехники

Т.В. Фролова, Е.С. Титова

ФИЗИКА. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ

К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

(для слушателей факультета заочного обучения)

Иваново 2014

УДК 531

Фролова Т.В., Титова Е.С. Физика. Методические указания и задания к контрольной работе: методические указания. – Иваново: ООНИ ЭКО ФГБОУ ВПО ИвИ ГПС МЧС России, 2014. – 122 с.

Методические указания составлены в соответствии с Федеральным Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования.

Основной материал программы курса в пособии распределен на семь разделов: механика, основы молекулярной физики и термодинамики, электродинамика, механические колебания и волны, оптика, элементы физики атома, молекул и твердых тел, строение атомного ядра. В каждом из них даны основные формулы, примеры решения задач и контрольные задания. Кроме того, в пособии даны общие методические указания, сведения о приближенных вычислениях и некоторые справочные таблицы.

Пособие предназначено для слушателей факультета заочного обучения специальности 280705.65 «Пожарная безопасность», выполняющих контрольные работы по дисциплине «Физика».

Рецензенты:

Доцент кафедры физики и нанотехнологий Ивановского государственного политехнического университета канд. хим. наук доцент А.Ю. Ильина

Старший преподаватель кафедры химии, теории горения и взрыва Ивановского института ГПС МЧС России канд. хим. наук Л.Н. Чеснокова

Методическое пособие рассмотрено

и рекомендовано к публикации

кафедрой физики и теплотехники

Протокол № 18 от «27» марта 2014 г.

Печатается по решению Редакционно-издательского совета института

Протокол № 3 от «19» июня 2014 г.

© ФГБОУ ВПО ИвИ ГПС МЧС России, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

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

1) проработка установочных и основных лекций;

2) самостоятельная работа над учебниками и учебными пособиями;

3) выполнение контрольных работ;

4) прохождение лабораторного практикума;

5) сдача зачетов и экзаменов.

Контрольные работы позволяют закрепить теоретический материал курса. Решение задач контрольных работ является проверкой степени усвоения обучающимся 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.

Решение конкретных физических задач является необходимой практической основой при изучении курса физики. Оно способствует приобщению обучающегося к самостоятельной творческой работе, учит анализировать изучаемые явления, выделять главные факторы, обуславливающие то или иное явления, отвлекаясь от случайных и несущественных деталей. Благодаря этому решение задач приближается к модели научного физического исследования.

Цель данного пособия – на примере решенных задач показать, как последовательно подходить к конкретной задаче и как выбирать метод ее решения.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Основные требования заключаются в достижении общекультурных и профессиональных компетенций, позволяющих ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающих возможность использования новых физических принципов в области пожарной и техносферной безопасности. Для достижения этих целей обучающиеся должны быть ознакомлены основными фундаментальными понятиями, моделями, законами и теориями классической и современной физики; природой физических явлений; механизмами воздействия физических факторов на человека и биосферу; методами исследования физических явлений.

По окончании изучения курса физики слушатель-заочник должен

знать:

– основные понятия, законы и модели механики, электричества и магнетизма, колебаний и волн, квантовой физики, статистической физики и термодинамики;

уметь:

– использовать основные приемы обработки экспериментальных данных;

– решать типовые задачи по основным разделам физики, используя методы математического анализа, использовать физические законы при анализе и решении проблем;

обладать навыками:

– владения методами экспериментального исследования в физике.

ТРЕБОВАНИЯ НА ЭКЗАМЕНЕ

Одной из основных задач профессиональной подготовки для выпускника Ивановского института ГПС МЧС России является осуществление систематизации и синтеза знаний, полученных в процессе всего обучения, и построение на этой основе целостного представления о физическом единстве и многообразии мира. Эта работа начинается при подготовке к экзамену по дисциплине «Физика».

При проведении испытаний (экзаменов) по физике основное внимание должно быть обращено на понимание слушателем-заочником сущности физических явлений и физических законов, на умение истолковывать физический смысл величин и понятий, а также на умение решать физические задачи и выполнять простейший лабораторные работы по основным разделам программы.

Экзаменующийся должен уметь пользоваться СИ при расчетах и знать единицы основных физических величин.

Слушатель-заочник должен владеть важнейшими категориями научного знания, логикой генезиса научного познания: от явлений и фактов к моделям и гипотезам, далее к выводам, законам, теориям их проверке и применениям, понимать взаимосвязь теории и эксперимента, уметь планировать проведение эксперимента по проверке гипотез, делать выводы по экспериментальным данным, уметь определять показания физических приборов и рассчитывать погрешности измерений, строить графики по таблицам результатов экспериментов с учетом погрешностей измерений.

Экзаменующийся должен проявить осведомленность в вопросах, связанных с историей важнейших открытий в физике и ролью отечественных и зарубежных ученых в развитии физики.

Ответ слушателя-заочника на итоговом экзамене определяется оценками «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно».

Оценка «отлично» ставится за полный правильный ответ, если слушатель строит ответ логично, обнаруживает высокую степень сформированности целостного осмысления физического единства и многообразия мира, понимание места и значения рассматриваемых закономерностей в общей системе законов физики, глубокие знания основных понятий, представляет качественные соотношения между физическими величинами, указывает прикладное использование обсуждаемых закономерностей.

Оценка «хорошо» ставится за правильный ответ в котором представлены значительная степень сформированности целостного осмысления физического единства и многообразия мира, понимание места и значения рассматриваемых закономерностей в общей системе законов физики, знание и понимание обсуждаемого раздела физики, представлены качественные соотношения между физическими величинами, раскрыт их физический смысл. Однако в содержании ответа были отмечены небольшие пробелы в знаниях при ответе на некоторые вопросы.

На «удовлетворительно» оценивается неполный ответ, который дает слушатель с опорой на наводящие вопросы экзаменатора. Содержание ответа свидетельствует о недостаточных знаниях экзаменующегося.

«Неудовлетворительно» оценивается слабый ответ слушателя, который даже при наводящих вопросах не выказывает понимание и не в состоянии предложить объяснение соответствующих явлений.

ОФОРМЛЕНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

За время изучения курса физики слушатель-заочник должен представить в учебное заведение две контрольные работы. На первом курсе обучения слушатель-заочник выполняет контрольную работу по темам: «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика», на втором – «Электростатика. Законы постоянного тока», «Оптика», «Атомная и ядерная физика». При выполнении контрольных работ необходимо придерживаться указанных правил. Работы, выполненные без соблюдения данных правил не зачитываются и возвращаются слушателю на переработку. Общие правила оформления письменных работ слушателями факультета заочного обучения подчиняются требованиям ГОСТ 7.1-2003 и ГОСТ 2.105-95.

o Каждую контрольную работу следует выполнять в отдельной тетради синими чернилами, оставляя поля на страницах тетради для замечаний рецензента.

o На титульном листе необходимо указать номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы слушателя, шифр зачетной книжки и домашний адрес (см. приложение 1).

o Номера задач, которые слушатель должен включить в свою контрольную работу, определяются по таблице вариантов.

o Условия задач в контрольной работе необходимо переписать полностью без сокращений.

o Решения задач располагают в порядке номеров, указанных в задании, сохраняя при этом номер задачи. Каждое задание контрольной работы выполняется с нового листа.

o В конце контрольной работы указываются учебники или учебные пособия, которыми слушатель пользовался при изучении курса физики и выполнении контрольных заданий. Это делается для того, чтобы рецензент в случае необходимости мог указать, что следует слушателю изучить для завершения контрольной работы.

o Если контрольная работа не зачтена, слушателю необходимо исправить все ошибки и недочеты, отмеченные рецензентом. Для внесения исправлений рекомендуется оставлять в конце тетради несколько чистых листов. Вносить исправления в текст работы после рецензирования строго запрещается.

o Слушатель обязан представить переработанную контрольную работу на повторное рецензирование вместе с незачтенной работой.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Систематическое самостоятельное решение задач является необходимым условием успешного изучения физики, так как помогает уяснить физический

смысл явлений, закрепляет в памяти формулы, прививает навыки практического применения теоретических знаний. Физические задачи весьма разнообразны и дать единый «рецепт» их решения невозможно. Однако, как правило, наиболее целесообразный порядок решения задач следующий.

1. Внимательно прочитать условие, установить, какие физические явления определяют содержание задачи, каким законам они подчиняются и какими математическими соотношениями могут быть описаны.

2. Записать все данные и искомые величины в стандартной форме.

3. Выразить все данные в единой системе единиц (предпочтительна система СИ).

4. При необходимости, сделать чертёж, схему или рисунок с обозначениями данных задачи. Это обязательно, например, при решении задач с векторными величинами, задач с электрическими цепями и т. п.

5. Поняв условие и уяснив, что надо найти, необходимо построить цепочку логических рассуждений, идя от неизвестного к известному.

6. При решении необходимо обратить внимание на то, чтобы одни и те же физические величины в условии задачи, данных и решении были обозначены одинаково, а различные отличались друг от друга (по крайней мере, индексами). Все нестандартные обозначения, в том числе обозначения буквами с индексами, должны быть расшифрованы.

7. Решить задачу в общем виде – получить «рабочую формулу», то есть выразить искомую величину через данные в формуле (без промежуточных вычислений). Это позволяет получить дополнительную информацию об особенностях изучаемого явления, а также проверить правильность проведенных действий на основе анализа размерностей.

8. Произвести вычисления. Решив задачу, подумайте над полученным результатом: реален ли он? Иногда элементарная арифметическая ошибка может привести к грубейшей физической ошибке.

9. Помните правила действий над приближенными числами: точность ответа не должна превышать точности исходных данных.

10. 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 6750 необходимо записать 6,75·10³, вместо 0,00333 записать 3,33·10^{– 3} и т.п.

11. Вычисления по расчетной формуле проводятся с соблюдением правил приближенных вычислений. Как правило, окончательный ответ следует записывать с тремя значащими цифрами. Это относится и к случаю, когда результат получен с применением калькулятора.

12. Решения задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ