Общ.физ.Механ.Раб.прогр. - Новгородский государственный

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Новгородский государственный университет имени Ярослава
Мудрого»
Кафедра общей и экспериментальной физики
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИЭИС, профессор
____________Б.И. Селезнев
“___”___________2012 г.
Общая и экспериментальная физика
Механика
Дисциплина по направлению подготовки
050100.62 - Педагогическое образование
Профили - Физика и информатика
Рабочая программа
СОГЛАСОВАНО
РАЗРАБОТАЛ
Начальник УМУ
доцент кафедры ОЭФ
__________Е.И. Грошев
____________Н.П.Самолюк
«___»__________2012 г.
«___»____________2012 г.
Принято на заседании кафедры ОЭФ
Зав. кафедрой ОЭФ
____________ В.В. Гаврушко
«____»_________2012 г.
2
Содержание
1. Цели освоения дисциплины
2. Место дисциплины в структуре ООП направления подготовки
(специальности)
3. Требования к результатам освоения дисциплины
4. Структура и содержание дисциплины
4.1 Трудоемкость дисциплины и формы аттестации
4.2 Содержание дисциплины
4.3 Темы лекционных занятий
4.4 Темы практических занятий
4.5 Темы лабораторных работ
4.6 Темы домашних заданий для СРС
5. Формирование компетенций студентов
6. Образовательные технологии
7. Оценка качества освоения дисциплины студентами
8.Учебно-методическое обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
8.2. Дополнительная литература
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Приложение А
«Пример заданий для текущего контроля»
Приложение Б
«Технологическая карта дисциплины»
Приложение В
«Карта учебно-методического обеспечения по дисциплине»
3
3
3
5
5
6
8
8
9
10
12
12
15
16
16
16
17
17
17
18
18
20
20
3
1. Цели освоения дисциплины
В соответствии с требованиями ФГОС к уровню подготовки, бакалавр
по направлению «050100.62 - Педагогическое образование Профили - Физика
и информатика» должен демонстрировать углубленные знания по физике.
Он должен свободно владеть фундаментальными разделами физики,
необходимыми для решения научно-педагогических задач. Для успешного
усвоения курса общей физики его делят на разделы. Первым таким разделом
в соответствии с историей развития физики является механика. В этом
разделе закладываются основные понятия всего курса физики и
формируются методы физического исследования.
В связи с этим целью изучения дисциплины «Общая и
экспериментальная
физика.
Механика»
является
формирование
систематизированных знаний в области механики курса общей и
экспериментальной физики, глубокое изучение законов, описывающих
механическое движение, и усвоение методов работы при физических
исследованиях, а также усвоение основных понятий физики.
2. Место дисциплины в структуре ООП направления подготовки
(специальности)
Дисциплина «Общая и экспериментальная физика. Механика»
является обязательной дисциплиной и входит в вариативную часть
профессионального цикла (Б.3.В.2.1)
дисциплин ООП подготовки
бакалавров по направлению «050100.62 - Педагогическое образование
Профили - Физика и информатика». Учебный курс «Общая и
экспериментальная физика. Механика» предназначен для студентов первого
курса бакалавриата (2-й семестр) и опирается на знания, полученные в ходе
изучения дисциплин «Физика», «Математика», «Информатика и ИКТ» на
предыдущем уровне образования, а также курса «Основы физики», который
изучался в первом семестре. Кроме того, дисциплина «Общая и
экспериментальная физика. Механика» опирается на знания по высшей
математике, которые изучены в первом семестре и изучаются во втором
семестре.
Знания, полученные при изучении дисциплины «Общая и
экспериментальная физика. Механика» используются при изучении всех
остальных разделов курса общей физики, при изучении курса теоретической
физики, астрофизики, а также при изучении курсов по теории и методике
обучения физике или методике обучения физике.
4
3. Требования к результатам освоения дисциплины
В соответствии с компетентностной моделью выпускника, изложенной
в ООП направления подготовки бакалавра по направлению «050100.62 Педагогическое образование Профили - Физика и информатика», студент,
изучивший курс «Общая и экспериментальная физика. Механика» должен
освоить следующие специальные (СК) компетенции.
1) знание концептуальных и теоретических основ механики, ее места в
курсе общей и экспериментальной физики и общей системе наук и
ценностей, истории развития механики и ее современного состояния (СК-1);
2) владение системой знаний о фундаментальных понятиях, законах и
теориях механики, а также о физической механических явлений и процессов
в природе и технике (СК-2);
3) владение навыками организации и постановки лабораторного,
демонстрационного, компьютерного эксперимента в лабораториях механики
(СК-3);
4) владение методами теоретического анализа результатов наблюдений
и экспериментов по механике и методами решения задач по механике, а
также приемами компьютерного моделирования, связанного с решением
задач механики (СК-4).
В результате изучения студент должен:
знать:
- концептуальные и теоретические основы механики, ее место в курсе общей
и экспериментальной физики, историю развития и становления механики, ее
современное состояние;
уметь:
- планировать и осуществлять учебный и научный эксперимент в
лабораториях
механики,
организовывать
экспериментальную
и
исследовательскую деятельность; оценивать результаты эксперимента,
готовить отчетные материалы о проведенной исследовательской работе;
- анализировать информацию по механике из различных источников с разных
точек зрения, структурировать, оценивать, представлять в доступном для
других виде;
- приобретать новые знания по механике, используя современные
информационные и коммуникационные технологии;
владеть:
- методологией исследования в области механики;
- методами решения задач по механике;
- методами обработки экспериментальных данных;
- правилами работы в лаборатории и методами организации безопасной
работы в лабораториях учебного и научного назначения.
5
4 Структура и содержание дисциплины
4.1 Трудоемкость дисциплины и формы аттестации
Трудоемкость дисциплины «Общая и экспериментальная физика.
Механика» и формы аттестации представлены в таблице 1.
Таблица 1. Трудоемкость дисциплины «Общая и экспериментальная физика.
Механика» и формы аттестации
Учебная работа (УР)
Всего
Полная трудоемкость дисциплины в зачетных
единицах (ЗЕ)
7
Распределение
по семестрам
2
7
252
252
36
36
36
36
36
36
36
36
108
108
36
36
Распределение трудоемкости по видам УР в
академических часах (АЧ):
- лекции
- практические занятия
аудиторная
- лабораторные работы
- в том числе аудиторная СРС
внеаудитор - внеаудиторная СРС
ная
Аттестация:
- экзамен
6
4.2 Содержание дисциплины
Содержание дисциплины представлено в таблице 2.
Лекции
Практические занятия
Лабораторные работы
Аудиторная СРС
Внеаудиторная СР
Пороговый
Максимальный
Рекомендуемые источники
рейтинга
Модуль, раздел (тема), КП/
КР
№ недели
Трудоемкость по
видам учебной
работы
(академический
час)
Баллы
Таблица 2. Содержание дисциплины «Общая и экспериментальная физика.
Механика»
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Модуль 1. Кинематика
материальной точки
1.1 Траектория. Скорость.
Ускорение
1.2 Кинематика
вращательного движения
точки вокруг неподвижной
оси
1.3
Законы
сложения
скоростей и ускорений
Модуль 2. Динамика
материальной точки
2.1 Законы Ньютона
1-3
6
6
6
6
18
25
50
1-18
1
2
2
2
2
6
9
18
1-18
2
2
2
2
2
6
8
16
1-18
3
2
2
2
2
6
8
16
1-18
4-6
6
6
6
6
18
25
50
1-18
4
2
2
2
2
6
9
18
1-18
2.2 Силы в механике
5
2
2
2
2
6
8
16
1-18
2.3
Закон
всемирного
тяготения
Модуль 3. Законы
сохранения в механике
6
2
2
2
2
6
8
16
1-18
7-9
6
6
6
6
18
25
50
1-18
7
Продолжение таблицы 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3.1 Закон сохранения
импульса
3.2 Закон сохранения
механической энергии
3.3 Закон сохранения
момента импульса
Модуль 4. Динамика
вращательного движения
твердого тела вокруг
неподвижной оси
4.1 Основное уравнение
динамики вращательного
движения тела
4.2 Момент инерции.
Методы определения
момента инерции
4.3 Закон сохранения
момента импульса при
вращательном движении
тела
Модуль 5. Гармонические
колебания
5.1 Кинематика и
динамика гармонического
колебания
5.2 Сложение
гармонических колебаний
5.3 Маятники. Частота и
период колебаний
маятников
Модуль 6. Механические
волны. Акустика
6.1 Уравнение волны.
Длина волны
6.2 Интерференция волн
7
2
2
2
2
6
8
16
1-18
8
2
2
2
2
6
9
18
1-18
9
2
2
2
2
6
8
16
1-18
10-12
6
6
6
6
18
25
50
1-18
10
2
2
2
2
6
8
16
1-18
11
2
2
2
2
6
9
18
1-18
12
2
2
2
2
6
8
16
1-18
13-15
6
6
6
6
18
25
50
1-18
13
2
2
2
2
6
9
18
1-18
14
2
2
2
2
6
8
16
1-18
15
2
2
2
2
6
8
16
1-18
16-18
6
6
6
6
18
25
50
1-18
16
2
2
2
2
6
9
18
1-18
17
2
2
2
2
6
8
16
1-18
18
2
2
2
2
6
8
16
1-18
25
50
175
350
6.3 Акустика
Экзамен
Итого
36
36
36
36
108
8
4.3 Темы лекционных занятий
1. Механическое движение. Понятие о системе отсчета. Траектория, скорость
и ускорение точки при различных способах задания движения.
Тангенциальное и нормальное ускорения.
2. Кинематика вращательного движения. Связь линейных и угловых
характеристик.
3. Относительность механического движения. Теорема сложения скоростей и
ускорений. Классический закон сложения скоростей. Кориолисово
ускорение.
4. Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Понятие о силе и массе.
Принцип суперпозиции сил.
5. Силы в механике. Сила упругости. Сила трения: трение покоя, трение
скольжения. Законы Амонтона – Кулона.
6. Закон всемирного тяготения. Гравитационная постоянная. Сила тяжести.
Первая космическая скорость.
7. Закон сохранения импульса. Теорема об изменении импульса.
8. Понятие о работе силы. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон
сохранения механической энергии.
9. Момент силы относительно точки. Закон сохранения момента импульса.
Теорема об изменении момента импульса.
10.Основное уравнение динамики вращательного тела вокруг неподвижной
оси. Момент инерции.
11.Методы определения момента инерции тела.
12.Работа силы при вращательном движении. Кинетическая энергия
вращающегося тела. Закон сохранения момента импульса при
вращательном движении тела вокруг неподвижной оси.
13.Гармоническое колебание. Уравнение гармонических колебаний.
Кинематические и динамические характеристики гармонических
колебаний.
14.Сложение колебаний. Сложение колебаний одного направления с
одинаковыми частотами. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных
колебаний. Фигуры Лиссажу.
15.Маятники. Определение периода колебаний маятника.
16.Механические волны. Уравнение плоской гармонической волны. Длина
волны. Поперечные и продольные волны.
17.Энергия волны. Вектор Умова. Интерференция волн. Условие минимума и
максимума интенсивности волн.
18.Звуковые волны и их объективные и субъективные характеристики звука.
4.4 Темы практических занятий
1. Траектория движения. Определение уравнения траектории.
9
2. Средняя скорость. Вектор средней скорости. Мгновенная скорость.
3. Ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение.
4. Динамика прямолинейного движения тела. Свободное падение. Движение
тела, брошенного вертикально вверх.
5. Движение системы связанных тел. Движение тел по наклонной плоскости.
6. Динамика движения тела по окружности
7. Закон сохранения импульса.
Неупругий
удар. Коэффициент
восстановления.
8. Работа силы. Кинетическая и потенциальная энергия.
9. Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса.
Упругий удар.
10.Динамика вращательного движения тела вокруг неподвижной оси.
Момент силы относительно точки. Момент инерции.
11.Вычисление моментов инерции тел правильной геометрической формы.
Теорема Гюйгенса – Штейнера.
12.Закон сохранения момента импульса при вращательном движении тела
вокруг неподвижной оси. Кинетическая энергия вращательного движения
тела.
13.Гармонические колебания. Период, частота, фаза гармонических
колебаний. Энергия гармонического колебания.
14.Сложение гармонических колебаний. Фигуры Лиссажу.
15.Маятники. Определение периода колебаний маятника.
16.Механические волны. Уравнение волны. Длина волны.
17.Звуковые волны. Громкость.
18.Интерференция волн. Когерентные источники. Разность фаз и разность
хода.
4.5 Темы лабораторных работ
1. Измерения. Погрешности измерений. Определение погрешностей при
прямых измерениях
2. Измерительные приборы. Определение погрешностей косвенных
измерений
3. Определение дальности полета тела при скатывании с наклонной
плоскости
4. Определение скорости пули методом баллистического маятника.
5. Определение скорости полета пули методом крутильно – баллистического
маятника.
6. Проверка законов вращательного движения с помощью маятника
Обербека.
7. Определение момента инерции тел с помощью крутильных колебаний.
8. Определение ускорения свободного пробега с помощью математического,
физического маятника.
9. Исследование затухающих колебаний.
10.Исследование пружинных маятников.
10
11.Определение скорости звука с помощью стоячих звуковых волн.
12.Изучение сложения колебаний с помощью осциллографа.
13.Универсальный маятник.
14.Изучение равноускоренного движения на машине Атвуда.
15.Механический удар
16.Изучение движения тела, брошенного горизонтально с помощью
баллистического пистолета
17.Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту с помощью
баллистического пистолета.
18.Изучение законов Амонтона – Кулона с помощью трибометра.
Внимание! Каждый студент в течение семестра
лабораторный работ из представленного списка.
выполняет
12
4.5 Темы домашних заданий для СРС
1.
Правила округления чисел при обработке экспериментальных
результатов.
2.
Определение уравнений траектории движения тел.
3.
Средняя путевая скорость механического движения.
4.
Вектор средней скорости.
5.
Законы равномерного прямолинейного движения.
6.
Законы равнопеременного движения.
7.
Движение тела, брошенного горизонтально.
8.
Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
9.
Кинематика вращательного движения. Связь линейных и угловых
характеристик.
10. Тангенциальное и нормальное ускорение при криволинейном
движении тел.
11. Относительность движения. Закон сложения скоростей. Относительная
скорость.
12. Понятие о силе упругости. Закон Гука. Реакция опоры.
13. Решение задач по теме «Сила Архимеда».
14. Сила трения покоя и сила трения скольжения.
15. Сила всемирного тяготения и сила тяжести. Ускорение свободного
падения.
16. Динамика космических полетов. Первая космическая скорость.
17. Невесомость и перегрузки.
18. Динамика механического движения тела под действием нескольких
сил.
19. Динамика системы связанных тел.
20. Динамика движения тела по наклонной плоскости.
21. Движение тел переменной массы. Уравнение Мещерского. Первая
задача Циолковского.
11
22. Закон сохранения импульса. Неупругий удар. Центральный и
нецентральный удар. Импульс силы.
23. Работа силы. Вычисление работы силы тяжести, силу упругости, силы
трения скольжения.
24. Кинетическая энергия. Определение работы силы через изменение
кинетической энергии.
25. Потенциальная энергия. Определение потенциальной энергии в поле
различных сил.
26. Закон сохранения механической энергии.
27. Решение задач на применение закона сохранения энергии и закона
сохранения импульса. Упругий удар.
28. Решение задач па применение закона сохранения энергии и второго
закона Ньютона.
29. Вычисление моментов инерции различных тел.
30. Решение задач по теме «Основное уравнение динамики вращательного
движения тела вокруг неподвижной оси»
31. Применение закона сохранения момента импульса при описании
вращательного движения тела.
32. Кинетическая энергия вращательного движения тела. Работа силы при
вращательном движении тела.
33. Графические представление кинематических и динамических
характеристик гармонического колебания.
34. Решение задач по теме «Сложение гармонических колебаний одного
направления с одинаковыми частотами»
35. Решение задач по теме «Сложение взаимно перпендикулярных
колебаний. Фигуры Лиссажу».
36. Затухающие колебания. Амплитуда при затухающих колебаниях.
Декремент. Логарифмический декремент. Время релаксации. Добротность.
37. Вынужденные колебания. Амплитуда и сдвиг фаз при вынужденных
колебаниях. Резонанс.
38. Энергетические превращения при свободных, затухающих и
вынужденных колебаниях.
39. Маятники. Горизонтальные и вертикальные колебания по прямой.
Математический маятник.
40. Пружинный маятник. Последовательное и параллельное соединение
пружин. Жесткость пружин.
41. Механическое равновесие. Условия равновесия механической системы.
42. Механические волны. Графические представления уравнения плоской
волны.
43. Скорость распространения механических волн в различных средах.
44. Длина волна. Фаза волны. Разность фаз. Разность хода волн.
45. Интерференция механических волн.
46. Интенсивность волн. Определение вектора Умова.
47. Понятие о дифракции механических волн.
12
48. Решение задач по теме «Звуковые волны».
49. Ультразвук и его свойства.
50. Опытное определение гравитационной постоянной.
51. Вычисление второй космической скорости.
52. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
53. Зависимость ускорения свободного падения от широты места.
54. Импульс, кинетическая энергия и момент импульса в различных
системах отсчета. Теорема Кенига.
Внимание! Задания внеаудиторной самостоятельной работы студенты
выполняют в форме конспектирования учебного материала и в форме
решения задач по соответствующей теме.
5 Формирование компетенций студентов
Формирование компетенций представлено в таблице 3.
Таблица 3. Формирование компетенций студентов
№ модуля дисциплины
Модуль 1
Трудоемкость
модуля, АЧ
36
Компетенции
СК1, СК2, СК3, СК4
Модуль 2
36
СК1, СК2, СК3, СК4
Модуль 3
36
СК1, СК2, СК3, СК4
Модуль 4
36
СК1, СК2, СК3, СК4
Модуль 5
36
СК1, СК2, СК3, СК4
Модуль 6
36
СК1, СК2, СК3, СК4
6. Образовательные технологии
Образовательный процесс по дисциплине строится на основе
комбинации образовательных технологий.
Интегральную модель образовательного процесса по дисциплине
формируют технологии методологического уровня: модульно - рейтинговое,
контекстное обучение, развивающее и проектное обучение, элементы
технологии развития критического мышления.
Реализация данной модели предполагает использование следующих
технологий стратегического уровня (задающих организационные формы
взаимодействия субъектов образовательного процесса), осуществляемых с
использованием определенных тактических процедур:
– практические (моделирование; работа в малых группах, обсуждение
конкретных ситуаций);
13
– активизации познавательной деятельности (постановка проблемных задач,
составление плана их решения и самостоятельное выполнение этого плана);
– самоуправления (самостоятельная работа студентов) (работа с источниками
по темам дисциплины, моделирование процессов, решение практических
задач, создание словаря терминов по материалам модулей, написание эссе по
проблеме, подготовка презентаций по темам домашних работ).
Рекомендуется использование информационных технологий при
организации коммуникации со студентами для представления информации,
выдачи рекомендаций и консультирования по оперативным вопросам
(электронная почта), использование мультимедиа-средств при проведении
лекционных и практических занятий.
Формы проведения лекционно-практических занятий по дисциплине
представлены в таблице 4 (рекомендуемые).
Таблица 4. Формы проведения занятий по дисциплине «Общая и
экспериментальная физика. Механика»
Тема занятий
Форма проведения
1
2
Модуль 1. Кинематика материальной точки
1.1 Траектория.
Скорость. Ускорение
1.2 Кинематика
вращательного
движения точки
вокруг неподвижной
оси
1.3 Законы сложения
скоростей и
ускорений
Проблемная
лекция,
беседа,
активизация
творческой лекции, практическое занятие по
решению задач, лабораторная работа.
Проблемная
лекция,
беседа,
активизация
творческой лекции, практическое занятие по
решению задач, конспектирование учебного
материала
Проблемная
лекция,
беседа,
активизация
творческой лекции, практическое занятие по
решению задач, конспектирование учебного
материала.
Модуль 2. Динамика материальной точки
2.1 Законы Ньютона Проблемная лекция, беседа, практическое занятие
по решению задач, лабораторная работа
2.2 Силы в механике Проблемная лекция, практическое занятие по
решению задач, конспектирование учебного
материала, применение компьютерных моделей док
2.3 Закон всемирного Проблемная лекция, беседа, практическое занятие
тяготения
по решению задач, конспектирование учебного
материала, применение компьютерных моделей,
доклад
14
Продолжение таблицы 4
1
2
Модуль 3. Законы сохранения в механике
3.1 Закон сохранения
Классическая лекция, решение задач, тренинг,
импульса
дискуссия, лабораторная работа
3.2 Закон сохранения
Классическая лекция, решение задач, тренинг,
механической энергии
дискуссия, лабораторная работа
3.3 Закон сохранения
Классическая лекция, решение задач, тренинг,
момента импульса
дискуссия, лабораторная работа
Модуль 4. Динамика вращательного движения твердого тела вокруг
неподвижной оси
4.1 Основное уравнение Проблемная
лекция,
решение
задач,
динамики вращательного лабораторная работа, подготовка доклада,
движения тела
домашняя контрольная работа
4.2 Момент инерции.
Проблемная
лекция,
решение
задач,
Методы определения
лабораторная работа, подготовка доклада.
момента инерции
4.3 Закон сохранения
Проблемная
лекция,
решение
задач,
момента импульса при
лабораторная работа, подготовка доклада,
вращательном движении применение компьютерных моделей
тела
Модуль 5. Гармонические колебания
5.1 Кинематика и
Проблемная
лекция,
решение
задач,
динамика
лабораторная работа, подготовка доклада,
гармонического
применение компьютерных моделей
колебания
5.2 Сложение
Проблемная
лекция,
решение
задач,
гармонических
лабораторная работа, подготовка доклада,
колебаний
применение компьютерных моделей
5.3 Маятники. Частота и Проблемная
лекция,
решение
задач,
период колебаний
лабораторная работа, подготовка доклада,
маятников
применение компьютерных моделей
Модуль 6. Механические волны. Акустика
6.1 Уравнение волны.
Проблемная
лекция,
решение
задач,
Длина волны
лабораторная работа, подготовка доклада.
6.2 Интерференция волн Проблемная лекция, активизация творческой
лекции, подготовка доклада. Решение задач.
6.3 Акустика
Проблемная
лекция,
решение
задач,
лабораторная работа, подготовка доклада.
15
7 Оценка качества освоения дисциплины студентами
Для оценки качества усвоения курса используются следующие формы
контроля:
– текущий: контроль выполнения практических аудиторных и домашних
заданий, работы с источниками.
–рубежный: учет суммарных результатов по итогам текущего контроля за
соответствующий период;
– семестровый: осуществляется посредством зачета преимущественно по
итогам работы в семестре и суммарных баллов за весь период изучения
дисциплины.
Технологическая карта дисциплины с оценкой различных видов
учебной деятельности по этапам контроля приведена в приложении В
(рекомендуемые).
Критерии оценки качества освоения студентами дисциплины:
– пороговый («оценка «удовлетворительно») – 126 – 200 баллов.
– стандартный (оценка «хорошо») – 201 – 275 баллов.
– эталонный (оценка «отлично») – 276 – 350 баллов.
Критерии оценки знаний представлены в таблице 5.
Таблица 5. Критерии оценки знаний студентов по дисциплине «Общая и
экспериментальная физика. Механика»
Критерий
пороговый
В рамках формируемых компетенций студент демонстрирует
знание и понимание теоретического содержания курса с
незначительными пробелами; несформированность некоторых
практических умений при применении знаний в конкретных
ситуациях, низкое качество выполнения учебных заданий (не
выполнены, либо оценены числом баллов, близким к
минимальному); низкий уровень мотивации учения;
стандартный Полное знание и понимание теоретического содержания курса,
без пробелов; недостаточную сформированность некоторых
практических умений при применении знаний в конкретных
ситуациях; средний уровень мотивации учения;
эталонный
полное знание и понимание теоретического содержания курса,
без пробелов; сформированность необходимых практических
умений при применении знаний в конкретных ситуациях,
высокое качество выполнения всех предусмотренных
программой обучения учебных заданий; высокий уровень
мотивации учения.
16
8 Учебно-методическое обеспечение дисциплины;
8.1 Основная литература:
1. Савельев И. В. Курс общей физики. В 5 книгах. Книга 1. Механика.
АСТ Астрель, 2008. – 336 с.
2. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. В 3 томах. Том 1.
Физические основы механики. Молекулярная физика. Колебания и
волны. Лань, 2007. – 480 с.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 1. Механика.
Физматлит/МФТИ, 2005. – 559 с.
4. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. Издательство:
Лань, 2009. – 336 с
5. Алешкевич В.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Механика Издательство:
Academia, 2004. – 480 с.
6. Мальханов С.Е. Общая физика - Конспект лекций. Издательство:
Санкт-Петербург, 2001. – 438 с.
7. Паршин Д.А, Зегря Г.Г. Конспект лекций по общему курсу физики.
Издательство: Санкт-Петербург, 2008. – 111 с.
8. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин: учеб. пособие.
Издательство: Лань СПб, 2005. – 112 с.
9. Иродов И.Е. Задачи по общей физике: учеб. пособие для вузов.
Издательство: Лань СПб, 2006. – 416 с.
10. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. Издательство:
ФИЗМАТЛИТ, 2009 г. – 640 с.
11. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики.
Издательство: Книжный мир, 2008. - 328 с.
8.2 Дополнительная литература:
12. Гладской В.М. Физика: Сборник задач с решениями: Учеб.пособие. - 2-е
изд.,стер. - М.: Дрофа, 2004. - 287 с.
13. Грабовский Р.И. Курс физики: Учеб.пособие для вузов. - 10-е изд.,стер. СПб.: Лань, 2007. - 607с.
14. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. - 13-е изд.,стер. - М.:
Академия, 2007. - 557 с.
15. Трофимова Т.И. Курс физики. Задачи и решения: Учеб. пособие для вузов. М.: Академия, 2004. - 590 с.
16. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями :
Учеб.пособие для вузов. - 9-е изд.,стер. - М.: Высшая школа, 2008. - 589 с.
17. Трофимова Т. И. Физика. Справочник с примерами решения задач - М.:
Юрайт: Высшее образование, 2010. - 447 с.
18. Фирганг Е.В. Руководство к решению задач по курсу общей физики :
Учеб.пособие для втузов. - 3-е изд.,стер. - СПб.: Лань, 2008. - 347 с.
17
19. Детлаф А. А., Яворский Б.М. Курс физики. Учеб. пособие для студ.
втузов – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 720 с.
20. Стрелков С.П. Механика: учеб. для втузов. Издательство Лань. СПб,
2005. – 560 с.
Внимание! Все перечисленные учебники содержат необходимый для
студентов учебный материал. Поэтому каждый студент может выбрать
тот учебник (учебники), который для него будет наиболее удобен для
понимания и изучения курса.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Для осуществления образовательного процесса по дисциплине
необходимы учебная лаборатория по механике с поставленными по
указанному выше списку лабораторными работами, персональные
компьютеры.
Приложение А
Пример заданий для текущего контроля
Текущий контроль по дисциплине «Общая и экспериментальная
физика. Механика» осуществляется в форме аудиторных и домашних
контрольных работ по решению задач из задачников по физике для высшей
школы. Усвоение основных понятий курса осуществляется с помощью
физических диктантов. Усвоение теоретического материала осуществляется в
форме коллоквиумов и при защите лабораторных работ. Пример вариантов
контрольной работы по дисциплине «Общая и экспериментальная физика.
Механика» приводится ниже.
Образец контрольной работы
Задача 1. Камень, брошенный с вертикальной башни высотой 5 м под углом
450 к горизонту, упал на землю на расстоянии 5 м от основания башни.
Определить величину начальной скорости камня.
Задача 2. На покоящийся шар налетает со скоростью 2 м/с другой шар
одинаковой с ним массы. В результате столкновения этот шар изменил
направление движения на угол 300. Определить скорости шаров после удара
и угол между векторами скоростей шаров после упругого удара.
Задача 3. Две гири массами 2 кг и 1 кг соединены нитью и перекинуты через
блок массой 1 кг. Найти ускорение, с которым движутся гири, угловое
ускорение блока и силы натяжения нити. Массой блока пренебречь. Нить
считать невесомой и нерастяжимой.
18
Задача 4. Тело массой 5 кг ударяется о неподвижное тело массой 2,5 кг,
которое после удара начинает двигаться с кинетической энергией 5 Дж.
Считая удар центральным и упругим, найти кинетические энергии первого
тела до и после удара.
Задача 5. Невесомый блок укреплен на вершине наклонной плоскости,
составляющей угол 300 с горизонтом. Гири равной массы по 1 кг каждая
соединены нитью и перекинуты через блок. Коэффициент трения гири о
наклонную плоскость равен 0,1. Найти ускорение, с которым движутся гири,
скорость гирь через 3 с после начала движения, путь, пройденный телом за
это время, и силу натяжения нити.
Приложение Б
Технологическая карта дисциплины
«Общая и экспериментальная физика. Механика»
по направлению подготовки 050100.62 - Педагогическое образование
Профили - Физика и информатика
Трудоемкость дисциплины 7 ЗЕ = 350 баллов.
Трудоемкость дисциплины «Общая и экспериментальная физика. Механика»
представлена в таблице 6.
Таблица 6. Трудоемкость дисциплины в баллах
Виды учебной работы и
трудоемкость
1
Оценка выполнения СРС в
баллах
2
Модуль 1. Кинематика
0 - 50
материальной точки
1.1
Траектория.
Скорость.
Аудиторная КР (0-18)
Ускорение
1.2 Кинематика вращательного
Домашняя работа по решению
движения точки вокруг
задач (0-16)
неподвижной оси
1.3 Законы сложения скоростей и
Реферат (0-16)
ускорений
Модуль 2. Динамика
0 -50
материальной точки
2.1 Законы Ньютона
Домашняя КР (0-18)
2.2 Силы в механике
Домашняя КР (0-16)
19
Продолжение таблицы 6
1
2.3 Закон всемирного тяготения
Модуль 3. Законы сохранения в
механике
3.1 Закон сохранения импульса
3.2 Закон сохранения
механической энергии
3.3 Закон сохранения момента
импульса
Модуль 4. Динамика
вращательного движения
твердого тела вокруг
неподвижной оси
4.1 Основное уравнение динамики
вращательного движения тела
4.2 Момент инерции. Методы
определения момента инерции
4.3 Закон сохранения момента
импульса при вращательном
движении тела
Модуль 5. Гармонические
колебания
5.1 Кинематика и динамика
гармонического колебания
5.2 Сложение гармонических
колебаний
5.3 Маятники. Частота и период
колебаний маятников
Модуль 6. Механические волны.
6.1 Уравнение волны. Длина
волны
6.2 Интерференция волн
6.3 Акустика
Экзамен
Семестровая аттестация
(не менее 175 баллов из 350
баллов)
2
Домашняя КР (0-16)
0 -50
Домашняя КР, конспект (0-16)
Аудиторная КР, конспект,
лабораторная работа (0-18)
Домашняя
КР,
конспект,
лабораторная работа (0-16)
0 -50
Домашняя
КР,
конспект,
лабораторная работа(0-18)
Аудиторная КР, конспект,
лабораторная работ (0-16)
Домашняя КР, лабораторная
работа
(0-16)
0 -50
Домашняя
КР,
конспект,
лабораторная работа
(0-16)
Домашняя
КР,
конспект,
лабораторная работа
(0-16)
Аудиторная КР, конспект,
лабораторная работ (0-18)
0 - 50
Домашняя КР, конспект,
(0-18)
Домашняя КР, конспект,
(0-16)
Конспект (0-16)
0 -50
0 - 350
20
Критерии оценки качества освоения студентами дисциплины:
Критерии оценки качества освоения студентами дисциплины:
– пороговый («оценка «удовлетворительно») – 126 – 200 баллов.
– стандартный (оценка «хорошо») – 201 – 275 баллов.
– эталонный (оценка «отлично») – 276 – 350 баллов.
Приложение В
Карта учебно-методического обеспечения дисциплины
«Общая и экспериментальная физика. Механика»
по направлению подготовки 050100.62 - Педагогическое образование
Профили - Физика и информатика
Всего часов – 252, из них лекций – 36, практических занятий – 36,
лабораторные работы – 36, аудиторная СР – 36, внеаудиторная СР – 108,
экзамен - 36
Обеспечивающая кафедра – «Общей и экспериментальной физики»
Обеспечение дисциплины литературой представлено в таблицах 7 и 8.
1
1. Савельев И. В. Курс общей физики. В
5 книгах. Книга 1. Механика. АСТ
Астрель, 2008. – 336 с.
2. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс
общей физики. В 3 томах. Том 1.
Физические
основы
механики.
Молекулярная физика. Колебания и
волны. Лань, 2007. – 480 с.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики.
Том 1. Механика. Физматлит/МФТИ,
2005. – 559 с.
4. Матвеев А.Н. Механика и теория
относительности. Издательство: Лань,
2009. – 336 с
2
Лекции,
практ.,
лаб. работы, СРС
3
10
Лекции,
практ.,
лаб. работы, СРС
10
Лекции,
практ.,
лаб. работы, СРС
10
Лекции,
практ.,
лаб. работы, СРС
10
Примечания
Вид занятия
4
На кафедре ОЭФ имеются все
учебники
Библиографическое
описание издания (автор, наименование,
вид, место и год издания, кол. стр.)
Кол. экз. в
библиотеке
Таблица 7. Обеспечение дисциплины учебными изданиями.
21
Продолжение таблицы 7
2
3
10
Лекции,
практ.,
лаб. работы, СРС
Лекции,
практ.,
лаб. работы, СРС
10
Лекции,
практ.,
лаб. работы, СРС
3
Практ., СРС
20
Практ., СРС
20
Практ., СРС
20
4
На кафедре ОЭФ имеются все учебники
1
5. Алешкевич В.А., Деденко Л.Г.,
Караваев В.А. Механика Издательство:
Academia, 2004. – 480 с.
6. Мальханов С.Е. Общая физика Конспект лекций. Издательство: СанктПетербург, 2001. – 438 с.
7. Паршин Д.А, Зегря Г.Г. Конспект
лекций по общему курсу физики.
Издательство: Санкт-Петербург, 2008. –
111 с.
8. Иродов И.Е. Задачи по общей физике:
учеб. пособие для вузов. Издательство:
Лань СПб, 2006. – 416 с.
9. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник
по физике. Издательство: ФИЗМАТЛИТ,
2009 г. – 640 с.
10. Волькенштейн В.С. Сборник задач
по общему курсу физики. Издательство:
Книжный мир, 2008. - 328 с.
1
1. Рабочая программа по курсу «Общая и
экспериментальная физика. Механика».
Авт.\ сост. Н.П.Самолюк, НовГУ, Великий
Новгород, 2012 – 22 с.
2. Гладской В.М. Физика: Сборник задач с
решениями: Учеб.пособие. - 2-е изд.,стер. М.: Дрофа, 2004. - 287 с.
3. Трофимова Т.И. Курс физики. Задачи и
решения : Учеб.пособие для вузов. - М.:
Академия, 2004. - 590 с.
2
Лекции,
практ.,
СРС
3
1
Лекции,
практ.,
СРС
Лекции,
практ.,
СРС
10
10
Примечания
Количество
экземпляров в
библиотеке
(на кафедре)
Библиографическое описание издания
(автор, наименование, вид, место и год
издания, кол. стр.)
Вид занятия
Таблица 8. Обеспечение дисциплины учебно-методическими изданиями
4
1)
1)
22
Продолжение таблицы 8
1
4. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу
физики с решениями : Учеб.пособие для
вузов. - 9-е изд.,стер. - М.: Высшая школа,
2008. - 589 с.
5. Трофимова Т. И. Физика. Справочник с
примерами решения задач - М. : Юрайт :
Высшее образование, 2010. - 447 с.
6. Фирганг Е.В. Руководство к решению
задач по курсу общей физик : Учеб.пособие
для втузов. - 3-е изд.,стер. - СПб.: Лань,
2008. - 347 с.
2
Лекции,
практ.,
СРС
3
Лекции,
практ.,
СРС
Лекции,
практ.,
СРС
20
20
20
4