Рабочая программа по учебному плану 2006 г. (Дпп. Ф. 01) По дисциплине


Скачать 176.79 Kb.
НазваниеРабочая программа по учебному плану 2006 г. (Дпп. Ф. 01) По дисциплине
Дата24.04.2013
Размер176.79 Kb.
ТипРабочая программа









МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ




Елецкий государственный университет

им. И.А.Бунина









«Утверждаю»

Зав. кафедрой физики_______

«___» __________________200_ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


по учебному плану 2006 г. (ДПП.Ф.01)


По дисциплине Общая и экспериментальная физика

Специальность 050203 Физика

Специализация: бытовая радиоэлектронная аппаратура


Квалификация учитель физики

Кафедра физики

Форма обучения: очная

Курс: 1

Семестр: 1

Лекций: 36


Практических (семинарских) занятий: 54

Лабораторных занятий: 54

Экзамен: 1

Зачет:

Курсовая работа: 8

Самостоятельная работа: 122

Всего часов: 266


Рабочая программа разработана на основе ГОС

по специальности 050203 Физика (14.04.2000 г. № 369пед/сп)


Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры

(протокол № от )


Зав. кафедрой Крутов А.В.


Рабочая программа утверждена методическим советом института (факультета) (протокол № от )


Председатель методического совета

факультета ______________ (Фортунова Н.А.)


Рабочую программу составил: Филимонова Л.В.


1. Организационно-методический раздел

    1. Пояснительная записка

Курс Общей и экспериментальной физики является базовым курсом блока ДДС среди дисциплин предметной подготовки учителей физики.

Основная цель курса — систематизировать и дополнить имеющиеся знания по общей физике и создать целостное представление о системе физических знаний и методов познания, лежащих в основе современной физической картины мира, обеспечить формирование прочных навыков по применению экспериментального метода.

Перед курсом Общей и экспериментальной физики стоят следующие задачи:

  • познакомить с предметом физики и ее основными задачами;

  • дать систему теоретических знаний по общей физике, выделив ее основные структурные элементы: факты, понятия, законы и теории;

  • ознакомить студентов с современными методами познания и получения научных физических знаний;

  • способствовать выработке научного (материалистического) мировоззрения, показывая взаимосвязь физических знаний о мире с философскими представлениями;

  • показать значение физики и ее методов для развития других естественных наук, а также в практической деятельности человека и достижениях производства;

  • сформировать практические умения и навыки по применению полученных физических знаний к анализу конкретных ситуаций и решению задач различной сложности;

  • выработать систему практических умений по целесообразному применению экспериментальных физических методов, познакомить с элементами (этапами) физического исследования;

  • развить «физическую интуицию» и творческое отношение к применению полученных физических знаний в профессиональной деятельности.

Курс Общей и экспериментальной физики тесно связан с другими дисциплинами естественнонаучного цикла, а также философией, методологией науки и др.

    1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В соответствии с общими задачами подготовки учителя физики (с дополнительной специальностью «сервис») к уровню подготовки студентов предъявлены три группы требований.

  1. Владеть методами научного познания

    1. Знать определения, цели и условия по применению методов теоретического и эмпирического уровней познания; уметь пользоваться при этом необходимыми инструментами.

    2. Уметь использовать частнонаучные (физические) экспериментальные методы соответственно предмету физического исследования.

    3. Обрабатывать, объяснять и интерпретировать результаты наблюдений и экспериментов.

2. Владеть основными понятиями и законами, применяемыми в физике

2.1. Давать определения физических величин. понятий и формулировать законы.

2.2. Описывать физические явления и процессы и их взаимосвязи.

2.3. Понимать модельный характер физического знания и знать границы применимости физических теорий.

2.4. Разрешать учебные проблемные ситуации через практическое применение теоретических знаний (умение решать физические задачи по разным разделам, а также задачи комплексного содержания).

3. Воспринимать, перерабатывать и предъявлять учебную информацию в различных формах (словесной, образной, символической).

2. Содержание дисциплины

2.1. Основные разделы дисциплины. Основы механики, молекулярная физика и термодинамика, электромагнетизм, оптика, атомная и ядерная физика, физика твердого тела.

2.2. Темы лекционных занятий и их содержание

Раздел «Механика»

I. Вводная часть

Физика как наука. Предмет физики и ее задачи. Структурные элементы системы физических знаний: факты, понятия, физические величины, законы и теории. Системы единиц физических величин. Экспериментальный метод в физике. Понятие о физических моделях. Метод научной гипотезы. Понятие физической системы. Число степеней свободы.

II. Кинематика материальной точки.

Пространство, время, системы отсчета. Основные понятия и характеристики движения. Закон движения. Формы и виды движения. Линейные и угловые характеристики. Преобразования Галилея и их кинематические следствия. Принцип относительности в классической механике.

III. Динамика материальной точки

Основные типы взаимодействий в природе. Законы Ньютона. Масса и сила в классической механике. Динамические уравнения движения. Силы в механике. Всемирное тяготение. Силы трения.

IV. Законы сохранения в механике

Импульс частицы и системы частиц. Законы изменения и сохранения импульса. Движение центра масс системы. Реактивная сила. Движение тел с переменной массой.

Работа силы. Потенциальные и непотенциальные силы. Полная механическая энергия; законы ее изменения и сохранения. Столкновения, упругий и неупругий удары.

Момент силы. Момент импульса частицы и системы частиц. Уравнение моментов. закон сохранения момента импульса.

Понятие симметрии. Законы сохранения и свойства симметрии пространства и времени.

V. Движение твердого тела.

Понятие абсолютно твердого тела. Модели АТТ: система частиц и сплошная среда. Поступательное движение ТТ. Кинематика и динамика вращательного движения твердого тела. Момент инерции относительно оси, теорема Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения. Кинетическая энергия и работа при вращении твердого тела. Плоское движение ТТ. Мгновенная ось вращения. Степени свободы твердого тела при различных видах движения. Гироскоп.

VI. Неинерциальные системы отсчета

Понятие и примеры НИСО. Движение материальных точек в НИСО. Сложение ускорений. Силы инерции и 2-й закон Ньютона. Маятник Фуко.

VII. Элементы СТО.

Преобразования Лоренца. Постулаты Эйнштейна. Релятивистский закон сложения скоростей. Относительность промежутков времени и одновременности. Синхронизация часов в СТО. Сокращение движущихся масштабов. Относительность расстояний. Замедление движущихся часов. Парадокс часов. Плоскость Минковского. Релятивистское уравнение движения. Закон взатимосвязи энергии и массы.

VIII. Элементы механики жидкостей

Давление столба жидкости. Закон Паскаля. Закон и Архимеда. Уравнение Бернулли. Стационарное течение жидкости. Формула Торричелли. Движение тел в жидкостях и газах.

IX. Механические колебания и волны

Колебательное движение, его характеристики и условия возникновения. Гармонические колебания. Линейный осциллятор. Примеры (пружинный, математический, физический маятники). Взаимопревращения энергии. Колебания при наличии трения. Характеристики затухающих колебаний. Вынужденные колебания, резонанс. Волны в упругой среде. Уравнение бегущей волны. Фазовая и групповая скорости волн. Энергия волны.


3. Рабочая программа дисциплины.


3.1. Распределение часов курса по темам и видам работ

№п/п

Наименование тем и разделов

Всего часов

Аудиторные занятия

Самост. работа

Лек-ции

Прак-тич.

Лаб.

1

Вводная часть.




2

2

4

6

2

Кинематика материальной точки




4

8

8

10

3

Динамика материальной точки




4

8

8

22

4

Законы сохранения в механике




6

6

6

18

5

Движение твердого тела




4

8

10

20

6

Неинерциальные системы отсчета.




2

4

2

12

7

Элементы СТО




4

6

4

10

8

Элементы гидро- и аэро-механики




4

6

4

10

9

Механические колебания и волны




6

6

8

14




Итого:




36

54

54

122


3.2. Практические занятия, их содержание и объем в часах.

1-й семестр

  1. Операции с векторами. Скалярные и векторные физические величины. Система единиц СИ. Производная скалярной и векторной функций — 2 часа

  2. Кинематика материальной точки — 8 часов:

    1. Прямолинейное равномерное и равноускоренное движения — 2 часа

    2. Движение под углом к горизонту. Движение по окружности. Криволинейное движение — 2 часа

    3. Классическая формула сложения скоростей — 2 часа

    4. Графические методы решения кинематических задач — 2 часа

  3. Динамика материальной точки — 8 часов:

    1. Прямолинейное движение под действием нескольких сил — 2 часа

    2. Движение связанных тел с использованием блоков — 2 часа

    3. Движение по наклонной плоскости — 2 часа

    4. Действие сил при вращательном движении — 2 часа

  4. Законы сохранения в механике — 6 часа:

    1. Работа внешних сил и ее связь с изменением энергии. Мощность — 1 час

    2. Энергия при различных видах движения материальной точки. Энергия упругодеформированного тела — 1 час

    3. Столкновения. Закон сохранения импульса. Движение центра инерции тела — 2 часа

    4. Взаимосвязь законов сохранения энергии и импульса — 2 часа

  5. Движение твердого тела — 8 часов:

    1. Вращательное движение твердого тела. Момент инерции – 2 часа

    2. Плоское движение твердого тела. Мгновенная ось вращения – 2 часа

    3. Кинетическая энергия твердого тела при плоском движении — 2 часа

    4. Условия равновесия материальной точки и твердого тела. Условия устойчивого равновесия — 2 часа

  6. Не инерциальные системы отсчета (неИСО) — 4 часа:

6.1. Второй закон Ньютона в неИСО. Силы инерции – 2 часа

6.2. Сравнение решения задач в различных системах отсчета. Принцип эквивалентности — 2 часа

  1. Элементы СТО – 6 часов:

7.1 Время и расстояние в неподвижной и движущейся системах отсчета – 2 часа

7.2 Сложение скоростей. Релятивистское уравнение движения – 2 часа

  1. Элементы механики жидкостей – 6 часов:

    1. Давление столба жидкости. Закон Паскаля. U-образные трубки – 2 часа

    2. Уравнение Бернулли. Стационарное течение жидкости. Формула Торричелли – 2 часа

    3. Закон Архимеда. Движение тел в жидкостях и газах – 2 часа

  2. Механические колебания и волны — 6 часов:

9.1 Гармонические колебания. Примеры линейных осцилляторов. – 2 часа

9.2 Колебания при наличии трения. Характеристики затухающих колебаний – 1 час

9.3 Вынужденные колебания. Резонанс – 1 час

9.4 Механические волны – 2 часа


3.3. Лабораторные занятия, их содержание и объем в часах.

Раздел №1. Механика.

Работа №1. Измерение плотности различными способами.

Работа №2. Измерение промежутков времени.

Работа №3. Изучение законов поступательного и вращательного движения.

Работа №4. Изучение законов динамики вращательного движения.

Работа №5. Определение ускорения свободного падения с помощью математического и физического маятников.

Работа №6. Измерение момента инерции махового колеса.

Работа №7. Определение модуля Юнга.

Работа №8. Определение коэффициента вязкости методом Стокса.

Работа №9. Измерение скорости звука методом стоячей волны.

Работа №10. Изучение затухающих колебаний. Маятник Максвелла.


Примечание: все работы выполняются согласно графика в пределах отведенных часов (из расчета 2 часа на выполнение одной работы).


3.4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля

Семестр

Формы контроля

текущий

Промежуточный

Итоговый

1

Отчет по лабораторным работам,

проверка домашнего задания,

беседа и опрос на лекциях и индивидуальных занятиях,

проверка студенческих презентаций по темам самостоятельной работы

Контрольная работа,

отчет семестрового задания,

коллоквиум

проверка индивидуальных заданий

Экзамен*

*Итоговая оценка на экзамене выставляется с учетом достижений студентов в течение семестра (по результатам промежуточного контроля). Как среднее арифметическое оценок, полученных по следующим формам работы:

1) отчет семестрового задания (решение задач);

2) оценка по ректорской контрольной работе;

3) отчет по выполненным лабораторным работам (с учетом количества выполненных работ и качества отчетов);

4) оценка полученная на коллоквиуме (учет активности, творческой инициативы, уровня развития естественнонаучного мышления);

5) оценка за ответ по билету.

Без выполнения работ физического практикума и отчета семестрового задания студент к экзамену НЕ допускается!


3.5. Курсовая работа.


4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

4.1. Типовые контрольные работы.

1 семестр

Вариант 1.

  1. Материальная точка движется с ускорением а. Определить разность путей, проходимых точкой в два последовательных одинаковых промежутка времени t.

  2. На горизонтальной доске лежит груз. Коэффициент трения между доской и грузом =0,1. Какое ускорение в горизонтальном направлении следует сообщить доске, чтобы груз мог с нее соскользнуть?

  3. Тело массой 20 г движется со скоростью 10 м/с под углом 600 к вертикальной стенке. Определить изменение импульса тела в результате абсолютно упругого столкновения его со стенкой.

  4. Шарик массой 200 г, подвешенный на пружине колеблется с частотой 5 Гц. Определить коэффициент упругости пружины.


Вариант 2.

  1. Дальность полета тела, брошенного в горизонтальном направлении со скоростью V0 = 10 м/с, равна высоте, с которой брошено тело. Чему равна эта высота и под каким углом к горизонту тело упало на землю?

  2. Тело массы 2 кг движется по вертикальной стене. Сила F действует под углом =300 к вертикали. Коэффициент трения 0,1. Определить при каком значении силы F ускорение тела направлено вверх и равно 2 м/с2.

  3. Какую наименьшую работу надо вершить, чтобы лежащий на земле длинный однородный столб длиной 10 м и массой 100 кг поставить вертикально?

  4. С каким ускорением должна двигаться в горизонтальном направлении наклонная плоскость с углом наклона 300, чтобы при отсутствии трения находящееся на ней тело не перемещалось относительно наклонной плоскости?



4.2. Примерный перечень вопросов для самостоятельной работы

I. Механика

  1. Операции над векторами. Радиус-вектор и его свойства.

  2. Составляющие полного ускорения.

  3. Принцип независимого сложения движений.

  4. Кинематика движения тел с большими скоростями.

  5. Инертные свойства тел. Масса.

  6. Две основные задачи динамики.

  7. Внутреннее трение.

  8. Реактивная сила тяги. Движение тел переменной массы. Формула Циолковского.

  9. Применение закона сохранения импульса к трехмерной задаче.

  10. Маятник Максвелла.

  11. Скамья Жуковского.

  12. Гироскоп.

  13. Плоскость Минковского.

  14. Вынужденные колебания. Резонанс.

  15. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

  16. Сложение колебаний с близкими частотами. Биения.

  17. Уравнение сферической волны.

  18. Волновое уравнение.

  19. Интерференция и дифракция упругих волн.


4.3. Перечень вопросов к экзамену

1 семестр – Механика

  1. Физика как наука. Задачи и методы науки физики. Структура физического знания. Физические теории. Принцип преемственности.

  2. Предмет и особенности раздела «Механика». Пространство, время, системы отсчета. Скорость, ускорение.

  3. Формы и виды движения тел. Закон движения.

  4. Понятие состояния механической системы. Число степеней свободы. Основные задачи механики.

  5. Движение по окружности. Период и частота вращения. Равномерное и ускоренное движения по окружности. Тангенциальное, нормальное и полное ускорения.

  6. Принцип относительности и его физическое содержание. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона.

  7. Понятия массы и силы. Импульс тела. Второй закон Ньютона. Динамическое уравнение движения.

  8. Фундаментальные физические взаимодействия. Третий закон Ньютона. Силы в природе.

  9. Равновесие материальной точки и твердого тела. Условия равновесия. Виды равновесия. Необходимое и достаточное условие устойчивости равновесия.

  10. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Закон Ньютона в неинерциальных системах отсчета.

  11. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле. Сила тяжести и ее связь с силой тяготения Земли. Инертная и гравитационная массы. Принцип эквивалентности.

  12. Работа силы. Мощность. Механическая мощность при равномерном движении.

  13. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Закон сохранения полной механической энергии.

  14. Импульс тела. Закон сохранения импульса и условия его выполнения.

  15. Движение тела переменной массы. Реактивная сила. Формула Циолковского.

  16. Законы сохранения и свойства симметрии пространства и времени.

  17. Понятие абсолютно твердого тела. Характеристики движения твердого тела. Виды движения твердого тела.

  18. Поступательное движение твердого тела. Центр инерции твердого тела.

  19. Момент инерции материальной точки и твердого тела относительно оси вращения. Теорема Штейнера.

  20. Вращательно движение твердого тела вокруг неподвижной оси. Кинетическая энергия и работа при вращении. Маятник Максвелла.

  21. Основное уравнение динамики вращательного движения. Момент импульса и закон его сохранения. Скамья Жуковского.

  22. Плоское движение твердого тела. Число степеней свободы при плоском движении. Мгновенная ось вращения.

  23. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Кинетическая энергия тела при плоском движении. Гироскопы.

  24. Понятия и характеристики течения жидкостей и газов. Уравнение Бернулли. Формула Торричелли.

  25. Ламинарное и турбулентное течение. Внутреннее трение. Формула Пуазейля.

  26. Движение тел в жидкостях и газах. Закон Стокса.

  27. Колебательное движение, его характеристики и условия возникновения. Гармонические колебания. Взаимопревращения энергии.

  28. Линейный гармонический осциллятор. Маятники (пружинный, математический, физический) и уравнения их движения..

  29. Затухающие колебания. Декремент затухания, добротность.

  30. Волны в упругой среде. Уравнение бегущей волны. Фазовая и групповая скорости волн. Энергия волны.

  31. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна. Относительность пространственных и временных отношений.

  32. Преобразования Лоренца и их следствия. Пространственно-временной интервал и его инвариантность.



4.4. Основная и дополнительная литература

    1. Курс физики: Учебник для вузов: В 2 т. Т. 1. 2-е изд., испр./Под ред. В.Н. Лозовского. – СПб.: Издательство «Лань», 2001 – 576 с.

    2. Курс физики: Учебник для вузов: В 2 т. Т. 2. 2-е изд., испр./Под ред. В.Н. Лозовского. – СПб.: Издательство «Лань», 2001 – 592 с.

    3. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. 5-е изд., стер. – М.: «Высшая школа», 1998 – 542 с.: ил.

    4. Физика: Учебник / И.И. Наркевич, Э.И. Волмянский, С.И. Лобко. – Минск: Новое знание, 2004. – 680 с.: ил.

    5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. Изд-е 6-е, испр. М.: Наука, 1974. – 944 с.: ил.

    6. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности.

    7. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1. М. Наука, 1983.

    8. Архангельский М.М. Курс физики. М. Просвещение, 1981.

    9. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. М. Просвещение, 1988.

    10. Сивухин Д.В. Общий курс физики. т. 1, 2, 3, 4. М. Наука, 1984.

    11. Калашников Э.Г. Электричество. М. Наука, 1977.

    12. Рымкевич Н.П. Курс физики. МВШ, 1983.

    13. Филимонова Л.В. Методические указания для практических занятий по изучению раздела физики «Механика». Елец – 2003.

    14. Филимонова Л.В., Боброва Т.М. Методические рекомендации по подготовке к лабораторным работам курса общей физики. Часть I. «Механика». Елец, 2005.

    15. Лабораторный практикум по общей физике. Под ред. Е.М. Гершензона. М. Просвещение, 1987.



4.5. Использование информационных технологий

На лекциях применять мультимедийный проектор для демонстраций электронных учебников, образовательных страничек сайтов других вузов, показа компьютерных моделей физических процессов и явлений и др. На практических занятиях использовать математические пакеты (Mathcad и др.) для вычислений и построения графиков изучаемых зависимостей физических величин. Для обработки экспериментальных данных, их графического представления можно использовать электронные таблицы Excel, мастер диаграмм и множество встроенных функций из пакета «анализ данных».


5 раздел.


Дополнения и изменения в программе на 200 - 200 учебный год.


Дополнения и изменения рассмотрены и утверждены на заседании кафедры физики, протокол № _____ от _____ ________________ 200 г.


Зав. кафедрой Крутов А.В.


Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Разместите кнопку на своём сайте:
cat.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©cat.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
cat.convdocs.org
Главная страница