РП 1.1 адаптированная (Кл.1)x

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор-директор ИФВТ
___________ А.Н.Яковлев
«___»____________2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дополнительных практических занятий ( кластер 1 )
ДИСЦИПЛИНЫ ФИЗИКА1.1 (адаптированный курс)
НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП
150700 «Машиностроение», 151000 «Технологические машины и
оборудование»
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) -бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2012 г.
КУРС 1
СЕМЕСТР 2
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 6
ПРЕРЕКВИЗИТЫ Б2. Б3.1 «Математика 1.1 », Б2. В4.0 «Информатика»,
КОРЕКВИЗИТЫ Б2. Б3.2 «Математика 2.1»
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
40
часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
24
часа (ауд.)
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
48
часов (ауд.)
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
112 часов
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
80
часов
ИТОГО
192 часа
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ_ ___очная_____________
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: рубежный контроль (коллоквиумы, ИДЗ, контрольные
работы, тестирование)
ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ: экзамен
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра общей физики ФТИ
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ_ ОФ ____________А.М. Лидер .
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
ПРЕПОДАВАТЕЛИ
_______________
Е.Н. Коростелёва, В.В. Дробчик
______________ Н.Д. Толмачёва
2012г
4.2 Содержание практического раздела дисциплины Б2.Б4.1 ФИЗИКА 1
№
нед
ели
№
за
ня
ти
я
Катег
ория
курса
1
1
2
1
3
Б
2
А
Наименование темы
практического занятия
Содержание практического занятия
Вид контроля
СРС
4
5
Кинематика
 Линейные кинематические характеристики
поступательного
и
движения.
вращательного движения  Ускорение при криволинейном движении.
 Угловые кинематические характеристики.
 Связь линейных и угловых кинематических
характеристик.
6
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
Работа
по
рабочей
тетради..
7
СРС под
руководст
вом
преподава
теля.
Элементы
кинематики Равномерное и неравномерное движение;
поступательного
относительная скорость, средняя скорость,
движения
средняя скорость перемещения..
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
Работа
по
рабочей
тетради..
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
 Равнопеременное движение; ускорение,
мгновенная скорость..
Закон движения материальной точки (и тела,
движущегося поступательно) для различных
видов движения (движение тела, брошенного
Примеч.
Час
ы
8
9
Элемент 2
совмеще
нного
кодифик
атора с
приме ром
тестовых
заданий
и
элемент
рабочей
тетради
даны в
приложе
нии.
2
вертикально, горизонтально и под углом к
горизонту).
. Векторный и координатный способы задания
характеристик движения. .
2
3
А
Элементы
кинематики  Угловая скорость, угловое ускорение.
вращательного движения. Кинематическое
уравнение
движение
Решение ИДЗ
вращающегося тела.
 Движение материальной точки по окружности
– элемент вращения твердого тела.
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
3
4
Б
Динамика
поступательного
движения
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
- Применение законов Ньютона к движению тел Работа по
и систем тел под действием нескользких сил рабочей
различной природы.
тетради..
СРС под
руководст
вом
преподава
теля.
2
5
А
Силы в механике
 Вес тела.
 Сила упругости. Закон Гука.
 Сила трения (покоя, скольжения и качения).
 Движение тел под действием силы, играющей
роль центростремительной силы.
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
4
6
А
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
5
7
Б
СРС под
руководст
вом
преподава
теля.
2
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
Элементы
динамики  Масса, сила, импульс (количество движения Тестпоступательного
контроль
тела).
движения.
(опрос
по
 Второй закон Ньютона.
Решение ИДЗ.
теоретическо
 Третий закон Ньютона.
му
материалу).
Динамика вращательного  Момент инерции. Теорема Штейнера.
Работа по
движения
Основной закон
динамики вращательного рабочей
тетради..
движения.
Уравнение моментов.
Кинетическая энергия вращающегося тела.
Элементы
динамики Момент силы относительно точки
и Тестабсолютно твердого тела
контроль
относительно оси.
по
Момент импульса материальной точки и (опрос
теоретическо
механической системы.
му
Работа при вращательном движении.
Определение
момента инерции
тел материалу).
произвольной формы.
Закон сохранения момента Закон сохранения момента импульса и его Тестимпульса.
контроль
применение.
Решение ИДЗ
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
Работа и энергия. Законы Импульс системы тел.
Работа по
сохранения.
рабочей
Закон сохранения импульса.
тетради..
Потенциальная энергия в силовом поле.
Кинетическая энергия.
Закон сохранения энергии.
8
А
6
9
А
7
10
Б
11
А
Работа и энергия.
12
А
Применение
сохранения
импульса.
8
9
13
Б
Решение ИДЗ.
Основы СТО.
 Импульс системы тел.
 Закон сохранения импульса.
Потенциальная энергия тела в силовом поле.
 Кинетическая энергия.
 Закон сохранения энергии.
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
законов Применение закона сохранения импульса к Работа по
энергии и абсолютно
упругому
и
неупругому рабочей
тетради..
взаимодействию.
Применение закона сохранения энергии к
абсолютно упругому взаимодействию.
Зависимость длины и промежутка времени от Тестконтроль
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
СРС под
руководст
вом
преподава
теля.
2
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
СРС под
руководст
2
системы отсчета.
 Масса покоя частицы.
Формула сложения скоростей СТО.
 Закон взаимосвязи массы и энергии.
10
14
А
15
А
Применение
основных
положений
СТО
для
решения задач о движении
частиц
со
скоростью,
близкой к скорости света.
Решение ИДЗ.
Всемирное тяготение.
Решение ИДЗ.
11
12
16
Б
Физические основы МКТ.
17
А
Законы идеальных газов.
Решение ИДЗ
18
А
(опрос
по вом
теоретическо преподава
му
теля.
материалу).
Преобразования Лоренца для координат и Работа
рабочей
времени.
тетради..
Релятивистское выражение для импульса.
Основное уравнение динамики материальной
точки в СТО
Инвариант в СТО: вектор энергии - импульса.
по Тестконтроль,
решение
ИДЗ
Закон всемирного тяготения.
Напряженность поля тяготения.
Свободное падение тела.
2
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
Работа по
Уравнение состояния идеального газа.
рабочей
Давление газа...Основное уравнение МКТ.
Температура и средняя энергия теплового тетради..
движения молекул.
Закон равномерного распределения энергии
молекул по степеням свободы.
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
СРС под
руководст
вом
преподава
теля.
2
Изопроцессы.
Диаграммы состояния.
Закон Авогадро.
Шкала температур.
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
Элементы кинетической Уравнение кинетической теории газов для Работа по
теории газов.
рабочей
давления (основное уравнение МКТ).
Решение ИДЗ.
Средняя кинетическая энергия молекул и тетради..
средняя квадратичная скорость.
Явления переноса.
Средняя длина свободного пробега.
Основная задача статистической физики.
Барометрическая формула.
Распределение Больцмана.
Распределение Максвелла по скоростям.
19
Б
Статистические
распределения.
20
А
Распределение
силовом поле.
Решение ИДЗ.
14
21
А
Распределение частиц по Определение понятий: вероятность случайного
значениям
их события, плотность вероятности (формула
кинетической
энергии распределения).
(скорости).
Определение средних статистических величин
Решение ИДЗ.
с использованием функции распределения.
Определение доли молекул (от общего их
числа в единице объема), скорость которых
лежит в заданном интервале.
 Определение доли молекул (от общего их
числа ), скорости
которых превышают
заданную величину.
15
22
Б
Физические
термодинамики.
13
частиц
в Распределение частиц в силовом поле в
условиях темпового равновесия.
Распределение частиц по значениям их
потенциальной энергии в силовом поле.
основы Первое начало термодинамики.
Теплоемкость.
Тепловые и холодильные машины..
Цикл Карно.
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
Работа
по
рабочей
тетради..
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
Работа по
рабочей
тетради..
СРС под
руководст
вом
преподава
теля.
2
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
Тестконтроль
(опрос
по
теоретическо
му
материалу).
СРС под
руководст
вом
преподава
теля.
2
16
Внутренняя энергия.
Работа газа в изопроцессах и за цикл.
Адиабатический процесс.
Энтропия.
23
А
Применение
законов
термодинамики к решению
задач.
Решение ИДЗ.
Работа по
рабочей
тетради..
24
А
Фазовое
равновесие
и Уравнение Ван-дер-Ваальса для одного моля и Тестфазовые превращения. Газ для произвольной массы газа.
контроль
Ван-дер-Ваальса.
(опрос
по
Изотермы Ван-дер-Ваальса.
Решение ИДЗ.
теоретическо
Критическое состояние вещества.
му
Внутренняя энергия реальных газов.
материалу).
Работа
по
рабочей
тетради..
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
Тестконтроль,
решение
ИДЗ
2
48
Рекомендуемая литература.
1. Тюрин Ю.И., Чернов И.П., Крючков Ю.Ю. Физика. Механика: Учебник. – М.: Высшая школа, 2007. – 289с.
2.Тюрин Ю.И., Чернов И.П., Крючков Ю.Ю. Физика. Молекулярная физика. Термодинамика.: Учебник. –М.: Высшая школа, 2007. – 238с.
3.Чернов И.П., Ларионов В.В., Тюрин Ю.И. Сборник задач по физике. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика: Учебное пособие/ И.П.Чернов,
В.В.Ларионов, Ю.И.Тюрин. – М.: Высш. шк., 2007. – 405 с.: ил. (гриф Минобрнауки РФ).
.
Составила:
доц.
Толмачёва
Н.Д.
:
Элемент совмещенного кодификатора с примером тестовых заданий и элемент
рабочей тетради даны в приложении.)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ЭЛЕМЕНТ СОВМЕЩЕННОГО КОДИФИКАТОРА
Код, наименование
дисциплины
Наименование дисциплины
и ее основных дидактических и ее разделов, тем и подтем по рабочей
единиц
программе
(разделов, тем) по ГОС ВПО
3. Законы сохранения.
3. Законы сохранения.
Классифика Цель (
ционный результ
уровень
разде
знаний
Базовый
уровень
Знать опр
понятий и
понимать
Базовый
уровень
Иметь по
аддитивн
движения
энергии)
3.0. (Обязательный элемент содержания).
 Импульс системы тел.
 Закон сохранения импульса.
 Потенциальная энергия тела в силовом поле.
 Закон сохранения энергии.
3.1. Основные характеристики и определения.
 Импульс материальной точки и его
изменение.
 Консервативные и неконсервативные
силы.
Работа сил.
 Импульс системы тел. Замкнутая система тел.
 Энергия (потенциальная и кинетическая).
3.2. Закон сохранения импульса.
 Закон сохранения импульса для
замкнутой и незамкнутой системы
тел.
 Движение центра масс системы.
 Абсолютно неупругое соударение тел
(шаров).
 Абсолютно упругое соударение тел.
3.3. Энергия.
 Кинетическая энергия.
 Потенциальная энергия во внешнем
поле сил.
 Потенциальная энергия взаимодействия.
 Энергия упругой деформации.
3.4. Закон сохранения энергии.
 Законы сохранения энергии и им
пульса и их
связь с основными свойствами пространства и времени.
Диссипация энергии при абсолютно
неупругом ударе.
 Применение закона сохранения энергии к абсолютно упругому удару.
 Условие равновесия механической
системы.
3.5. Применение законов сохранения.
Базовый
уровень
Знать
понятий
понимать
Средний
уровень
Уметь
математи
способы
движения
Знать
требуемы
Базовый
уровень
Средний
уровень
Базовый
уровень
Уметь
математи
способы
физическ
Иметь по
законов с
свойствам
простран
времени.
Средний
уровень
Уметь
законы с
анализа
материал
или
материал
Системный Уметь
уровень законы со
решении
нестандар
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ВАРИАНТ ТЕСТОВОГО ЗАДАНИЯ
Законы сохранения
Вариант 1
1.1.3.1.01
Тело массой m брошено вертикально вверх со скоростью  .
Укажите, чему равно изменение импульса тела p в момент его
падения на землю.
2m ;
m ;
1)
2)
3)
m 2 ; 4) 0.
1.1.3.2.02
Вагонетка массой M движется по рельсам со скоростью 1 . В
вагонетку в направлении, перпендикулярном ее движению, прыгает
человек массой m со скоростью  2 . Получите выражение для модуля
скорости движения вагонетки с человеком.
1) M1 /( M  m)) ;
2)
(m1 ) 2  (m 2 ) 2 /(M  m) ;
3) (1  M / m)1 ;
4) (m 2  M1 ) /(M  m) .
1.1.3.3.03
Брусок массой m соскальзывает с наклонной плоскости.
Коэффициент трения между бруском и плоскостью равен  .
Изменение полной механической энергии бруска равно:
1) изменению его кинетической энергии;
2) работе силы трения;
3) работе результирующей силы, действующей на брусок;
4) работе силы тяжести.
1.1.3.4.04
Мяч падает с высоты h 1 в лифте. Начальная скорость падения
тела относительно Земли 1 . Лифт движется вверх со скоростью u .
Укажите, как можно записать закон сохранения механической энергии
для тела в системе отсчета, связанной с лифтом ( – скорость мяча
относительно лифта).
m12
m 2
 mgh 
 mgh 1
1.
2
2
m(1  u ) 2
m 2
 mgh 
 mgh 1
2.
2
2
m12 mu 2
m 2
 mgh 

 mgh 1
3.
2
2
2
m(1  u ) 2
m 2
 mgh 
 mgh 1
4.
2
2

1

U
h1
1.1.3.0.05
Укажите, какие свойства пространства и времени лежат в основе закона
сохранения энергии?
а) Однородность пространства, то есть одинаковость всех свойств
пространства во всех точках;
в) Однородность времени, то есть равнозначность всех моментов
времени;
с) Изотропия пространства, то есть одинаковость свойств пространства по
всем направлениям.
1)
а);
2)
в);
3)
с);
4)
а) и с).
1.1.3.2.06
Запишем закон сохранения импульса для абсолютно упругого






удара двух шаров: m1 1  m 2  2  m1 u 1  m 2 u 2 . Здесь 1 и  2 –
известные
скорости
шаров
(относительно
Земли)
-до


взаимодействия, u 1 и u 2 – скорости шаров после взаимодействия.
Выберите ответ, в котором верно записана левая часть выражения

этого закона в системе отсчета, движущейся со скоростью 1 .








1. m 2 (1   2 ) ;
2. m 1 (1   2 ) ; 3. m 2 ( 2  1 ) ; 4. m 1  2  m 2 1 .
1.1.3.3.07
Груз массой m подвесили к концу резинового шнура.
Определите, как изменится потенциальная энергия упруго
деформированного шнура, если такой же груз подвесить на тот же
шнур, сложенный вдвое.
1.Увеличтся в 4 раза.
2.Уменьшится в 4 раза.
3.Не изменится.
4.Уменьшится в 2 раза.
1.1.3.4.08
Тело налетает на стенку со скоростью  перпендикулярно
стенке. Определите скорость тела после упругого удара, если стенка:
1)неподвижна;
2)движется со скоростью u навстречу
телу.
1
2
1.1.3.5.09
3
2
Потенциальная энергия частицы имеет вид u  x  3x  6 .
Определить: 1) координату x 0 , соответствующую устойчивому
положению равновесия частицы, 2) величину силы, действующей на
частицу в данной точке.
1
2
1.1.3.5.10
Воздушный шар с корзиной массой M =200 кг и человеком в ней
(массой m =80 кг) свободно завис на высоте h =10 м. Определите, какой
минимальной длины должна быть легкая веревочная лестница, чтобы
человек при спуске по ней, ступив на последнюю ступеньку, коснулся
Земли. Корзину с шаром и человека считать материальными точками.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ТЕМА 2. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
Вопросы
программы
Статистический метод. Средняя кинетическая энергия молекул <E>.
Средняя арифметическая <v> и средняя квадратичная <v.кв.> скорости
молекул. Внутренняя энергия. Внутренняя энергия идеального газа U.
Основные положения квантовой теории о зависимости средней энергии
молекул от температуры Т.
ВОПРОСЫ
1. Сформулируйте закон классической статистической физики о равномерном
распределении энергии по степеням свободы молекулы. Как определяется средняя
энергия молекул газа известной Т?
__________________________________________________________________
______________________________________________
__________________________________________________________________
______________________________________________
__________________________________________________________________
_____________________________________________
2. Как определяется средняя квадратичная <vкв> и средняя арифметическая
<v> скорости молекул?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________
__________________________________________________________________
______________________________________________
__________________________________________________________________
_____________________________________________
3. Как определяется внутренняя энергия одного моля идеального газа и
любой массы газа?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
____
ТЕСТ 2
1. Имеются четыре сосуда, содержащие кислород О2, углекислый газ СО2,
азот N2 и гелий Не при одинаковой температуре. У какого из указанных газов
средняя кинетическая энергия молекул наибольшая?
1) О2;
2) Не ;
3)N2 ;
4) СО2.
2. Каково соотношение между средней квадратичной
<vкв> и средней
арифметической <v> скоростями молекул при данной температуре ?
1) <vкв> > <v>; 2) <vкв> = <v>; 3) <v> > <vкв>;
4) <vкв> >> <v>.
3. Чему равна средняя кинетическая энергия поступательного движения всех молекул
одного моля газа?
3
3
5
5
1) k T ;
2) RT ;
3) RT ;
4) k T .
2
2
2
2
4. Какое из соотношений определяет физическое содержание
квадратичной скорости молекул?
1
1)
N
N
 vi ;
1
2)
N
i 1
N


vi ;
i 1
1
3)
N
N

1
4)
N
v i2 ;
i 1
средней
N
 v i2 .
i =1
5. Выберите процесс, в котором изменение внутренней энергии равно нулю.
1) Изотермический;
2) изобарический;
3) изохорический;
4) процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой.
6. Какое из выражений соответствует определению внутренней энергии как
однозначной функции состояния системы?
1) U = 0, при Т = const;
3)
 dU  0 ;
2) U = const, при Т = const;
2
4)
 dU  0 .
1