ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Учебная работа студента-заочника по изучению курса физики складывается из следующих основных элементов: самостоятельного изучения физики по учебным пособиям, решения задач, выполнения контрольных работ, сдачи зачетов и экзаменов.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ПО УЧЕБНЫМ ПОСОБИЯМ

Самостоятельная работа по учебным пособиям является главным видом работы студента-заочника. Студентам рекомендуется руководствоваться следующими положениями:

1. Изучать курс физики следует систематически в течение всего учебного процесса. Изучение курса в сжатые сроки перед экзаменом не даст глубоких и прочных знаний по физике.

2. Избрав какое-нибудь учебное пособие в качестве основного по определенной части курса физики, студент должен придерживаться данного пособия при изучении всей части курса или, по крайней мере, целого ее раздела. Замена одного пособия другим в процессе изучения может привести к утрате логической связи между отдельными вопросами. Но если основное пособие не дает полного или ясного ответа на некоторые вопросы программы, необходимо обращаться к другим учебным пособиям.

3. Чтение учебного пособия следует сопровождать составлением конспекта, в котором записываются формулировки законов и формулы, выражающие законы, определения физических величин и единиц измерения этих величин, делаются чертежи и выполняется решение типовых задач.

4. Физика — наука точная, и физические исследования связаны с измерением физических величин. Поэтому при изучении курса физики студент встретится с большим количеством единиц измерения, объединенных в особые системы единиц. Студент должен твердо запомнить, что без основательного знания систем единиц, без умения пользоваться ими при решении физических задач невозможно усвоить курс физики и тем более применять физические знания на практике. При решении задач следует пользоваться Международной системой единиц (СИ).

5. Самостоятельную работу по изучению физики студент должен подвергать систематическому самоконтролю. С этой целью после изучения очередного раздела физики следует ставить вопросы, касающиеся формулировок законов, определений физических величин и единиц измерения, и отвечать на эти вопросы. При этом надо широко использовать рабочую программу курса физики. Студент не должен ограничиваться только запоминанием физических формул. От него требуется умение самостоятельно делать выводы формул.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Систематическое решение задач является необходимым условием успешного изучения курса физики. Решение задач помогает уяснить физический смысл явлений, закрепляет в памяти формулы, прививает навыки практического применения теоретических знаний.

При решении задач необходимо выполнить следующее:

1. Указать основные законы и формулы, на которых базируется решение задачи, разъяснить буквенные обозначения, употребляемые при написании формул. Если при решении задачи применяется формула, полученная для частного случая, не выражающая какой-нибудь физический закон или не являющаяся определением какой-нибудь физической величины, то ее следует вывести.

2. Сделать чертеж, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это возможно); выполнять его надо аккуратно при помощи чертежных принадлежностей.

3. Сопровождать решение задачи краткими, но исчерпывающими пояснениями.

4. Выразить все величины, входящие в условие задачи, в единицах одной системы (СИ) и выписать их для наглядности столбиком.

5. Подставить в окончательную формулу, полученную в результате решения задачи в общем виде, числовые значения, выраженные в единицах одной системы. Несоблюдение этого правила приводит к неверному результату. Исключение из этого правила допускается лишь для тех величин, которые входят в числитель и знаменатель формулы с одинаковыми показателями степени. Такие величины не обязательно выражать в единицах той системы, в которой ведется решение задачи. Их можно выразить в любых, но только одинаковых единицах.

6. Проверить, дает ли рабочая формула правильную размерность искомой величины. Для этого в рабочую формулу следует подставить размерность всех величин и произвести необходимые действия. Если полученная таким путем размерность не совпадает с размерностью искомой величины, то задача решена неверно.

7. Произвести вычисление величин, подставленных в формулу, руководствуясь правилами приближенных вычислений (см. приложение), записать в ответе числовое значение и сокращенное наименование или размерность единицы измерения искомой величины в той системе, в которой производилось вычисление.

ВЫПОЛНЕНИЕ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Выполнение контрольных работ студентом и рецензирование их преподавателем преследуют две цели: во-первых, осуществление институтом контроля за работой студента; во-вторых, оказание ему помощи в вопросах, которые оказались слабо усвоенными или непонятными студентом.

К выполнению контрольных работ по каждому разделу курса физики студент-заочник приступает только после изучения материала, соответствующего данному разделу программы, внимательного ознакомления с примерами решения, приведенных в данном пособии по каждому разделу курса.

При выполнении контрольных работ студенту необходимо руководствоваться следующим:

1. Контрольные работы выполняются только по условиям задач данного пособия. Замена какой-либо контрольной работы другой, взятой из аналогичного пособия, не допускается.

2. Контрольные работы выполняются в обычной школьной тетради, на лицевой стороне которой (на обложке) приводятся сведения о студенте.

3. Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставляются поля. Каждая следующая задача должна начинаться с новой страницы. Условия задач переписываются полностью без сокращений.

4. Решения задач должны сопровождаться исчерпывающими, но краткими объяснениями, раскрывающими физический смысл употребляемых формул, и выполняться в соответствии с правилами, изложенными в разделе «Решение задач».

5. После получения из института прорецензированной работы студент обязан выполнить указания, сделанные рецензентом.

6. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторная работа представляется вместе с незачтенной работой.

7. Зачтенные контрольные работы предъявляются экзаменатору. Студент должен быть готов дать во время экзамена пояснения по существу решения задач, входящих в его контрольные работы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Савельев И. В. Курс общей физики, Т. I. – М.: Наука, 1989.

2. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики, т. I. – М.: Физматгиз, 1962.

3. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Курс физики, т. I. – М.: Наука, 1987.

4. Сивухин Д.В. Общий курс по физике, Т.I, II. – М.: Наука, 1986.

5. ЧертовА.Г., Воробьев А.А. Задачи по физике, – М.: Высшая школа, 1981.

6. Юрин Ю.М. Уравнения физики в решениях задач. Механика. – Н. Новгород, 1998.

7. Юрин Ю.М. Уравнения физики в решениях задач. Молекулярная физика и термодинамика. - Северодвинск, 2000.

Программа разделов «Механика» и «Молекулярная физика и термодинамика»

Механика

1. Кинематика поступательного движения. Система отсчета. Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Траектория. Радиус-вектор. Перемещение. Путь. Средняя скорость. Скорость. Среднее ускорение. Ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорение. Равномерное и равноускоренное движение.

2. Кинематика вращательного движения. Угловое перемещение. Угловая скорость. Угловое ускорение. Связь линейных и угловых величин.

3. Динамика поступательного движения. Первый закон Ньютона (закон инерции). Инерциальные системы отсчета. Масса. Сила. Сила тяжести. Сила упругости. Сила трения. Импульс. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Импульс системы тел. Закон изменения импульса системы тел. Замкнутая система тел. Закон сохранения импульса системы тел.

4. Динамика вращательного движения. Момент импульса частицы относительно точки и относительно оси. Момент силы относительно точки и относительно оси. Закон изменения момента импульса. Закон сохранения момента импульса. Момент инерции. Основной закон динамики вращательного движения.

5. Элементарная работа. Работа на конечном участке траектории. Мощность. Кинетическая энергия. Связь работы равнодействующей силы с изменением кинетической энергии. Консервативные силы. Потенциальное поле. Потенциальная энергия. Связь работы консервативной силы и изменения потенциальной энергии. Связь консервативной силы с потенциальной энергией. Механическая энергия. Закон изменения механической энергии. Закон сохранения механической энергии. Работа и кинетическая энергия при вращательном движении.

6. Закон всемирного тяготения.

7. Механика жидкостей и газов. Стационарное течение жидкости. Уравнение неразрывности для несжимаемой жидкости. Уравнение Бернулли. Вязкость жидкости и газа. Ламинарный и турбулентный режимы течения.

8. Гармонические колебания. Сложение одинаково направленных гармонических колебаний. Биения. Свободные колебания. Маятники математический и физический. Энергия гармонического колебательного движения. Затухающие колебания. Логарифмический декремент затухания. Вынужденные колебания. Резонанс. Колебания систем с двумя степенями свободы. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.

9. Волны. Образование волн. Продольные и поперечные волны. Групповая и фазовая скорости. Образование стоячих волн. Узлы и пучности. Изменение фазы при отражении. Волны в сплошной среде.

10. Акустика. Звуковые волны. Скорость их распространения. Характеристика звука: акустические спектры, интенсивность, громкость. Источники звука. Звуковые волны в трубах. Акустические резонаторы. Эффект Доплера.

Молекулярная физика и термодинамика

1. Физические основы молекулярно-кинетической теории. Понятие идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Универсальная газовая постоянная. Смеси газов. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Средняя энергия молекулы. Молекулярно-кинетическое толкование температуры. Абсолютная температура.

2. Максвелловское распределение молекул по скоростям. Барометрическая формула. Больцмановское распределение частиц в потенциальном поле.

3. Эффективный радиус молекулы. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Явления переноса в газах: диффузия, теплопроводность и внутреннее трение.

4. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия системы как функция состояния. Количество теплоты. Эквивалентность теплоты и работы. Способы передачи теплоты. Первое начато термодинамики и его применение к различным изопроцессам. Работа, совершаемая газом в изопроцессах. Адиабатический процесс.

5. Степени свободы молекул. Распределение энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа. Молекулярно-кинетическая теория теплоемкости газов.

6. Второе начало термодинамики. Круговые, необратимые и обратимые процессы. Принцип действия тепловой и холодильной машин. Идеальная тепловая машина Карно и ее коэффициент полезного действия. Абсолютная шкала температур. Энтропия. Второе начало термодинамики и его статистический смысл.

7. Поверхностный слой жидкости. Удельная поверхностная энергия (поверхностное натяжение). Явление смачивания. Формула Лапласа. Капиллярные явления.

МЕХАНИКА