Подготовка к экзамену (4, 5 семестры) – по 36 часов.
Содержание дисциплины, структурированное по разделам
Таблица 3
Раздел 1. Основы механики
|
Требования к результатам освоения раздела: в результате учебной деятельности студент должен знать основные научные факты, понятия, законы механики, закономерности описания поступательного и вращательного движения (З.1); границы применимости классической механики (З.2); уметь объяснять явления на основе представлений о видах механического движения, законах механики, решать типовые задачи по механике, использовать математический аппарат при решении физических задач, устанавливать графическую интерпретацию зависимости величин, характеризующих механическое движение в различных координатных системах (У.1); планировать и выполнять учебное экспериментальное и теоретическое исследование механических явлений (У.2), самостоятельно пополнять свои знания по механике путём работы с учебной, научной, научно-популярной, справочной литературой, Интернет-источниками (У.3); владеть методами измерения механических величин, определения погрешности измерений, оценки порядка механических величин при их расчётах (В.1); навыками представления результатов физического эксперимента по механике в вербальной, аналитической, графической, схематической формах, наглядно выражать свои мысли с помощью схем, знаково-образной наглядности (В.2).
|
Содержание раздела: Введение. Кинематика поступательного, вращательного движения. Силы в механике. Фундаментальные взаимодействия. Динамика поступательного движения. Динамика вращательного движения. Законы Ньютона. Работа и энергия. Законы сохранения в механике. Принципы специальной теории относительности Эйнштейна. Элементы общей теории относительности.
|
Аудиторная работа
|
План лекций
|
План лабораторных
работ
|
План семинарских
занятий
|
Лекция 1. Кинематика поступательного и вращательного движений точки (2 ч)
Построение курса физики. Основные определения кинематики материальной точки. Кинематические уравнения поступательного движения. Нормальное и тангенциальное ускорение. Угловые характеристики движения. Кинематические уравнения вращательного движения. Связь линейных и угловых величин.
Литература [1; 2; 6, 7, 8, 10]
Информационное сопровождение: презентация лекции, демонстрация «Принцип независимости движений».
Лекция 2. Динамика поступательного и вращательного движения (2 ч)
Масса. Силы в природе. Момент инерции. Теорема Штейнера. Момент силы. Законы Ньютона. Основной закон динамики поступательного и вращательного движения.
Литература [1; 2; 6, 7, 8, 10]
Информационное сопровождение: презентация лекции, видеофрагмент «Законы Ньютона в космосе», демонстрация «Момент силы».
Лекция 3. Работа и энергия (2 ч)
Работа силы. Кинетическая и потенциальная энергии. Консервативные и неконсервативные силы. Мощность.
Литература [1; 2; 6, 7, 8, 10]
Информационное сопровождение: презентация лекции
Лекции 4,5. Законы сохранения в механике (4 ч)
Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Закон сохранения механической энергии. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.
Литература [1; 2; 6, 7, 8, 10]
Информационное сопровождение: презентация лекции, демонстрации «Упругий и неупругий удары», «Реактивное движение», опыты на скамье Жуковского.
Лекция 6. Элементы теории относительности (2 ч)
Постулаты специальной теории относительности (СТО). Системы отсчета в СТО. Относительность одновременности. Основные следствия СТО. Связь массы и энергии. Элементы общей теории относительности.
Литература [1; 2; 6, 7, 8]
Информационное сопровождение: презентация лекции.
|
Лабораторная работа 1 (4 ч)
Измерение плотности твердого тела правильной геометрической формы
План:
Элементарная теория ошибок.
Изучение правил работы со штангенциркулем, микрометром, техническими весами.
Выполнение работы.
Расчет погрешностей измерений.
Защита работы.
Литература [1, 2, 8, 12, 13, 15]
Информационное сопровождение: описание лабораторной работы, справочные пособия по физике
План выполнения лабораторных работ, выполняемых в бригадах по 2 чел.:
1.Ознакомление с описанием работы, подготовка к допуску.
2. Проведение работы.
3. Оформление результатов, выводов по работе.
4. Защита работы.
Лабораторная работа 2 (4 ч)
Изучение законов динамики
В рамках работы студенты выполняют одну из предложенных работ:
Изучение равноускоренного движения на машине Атвуда;
Измерение скорости тел при помощи баллистического маятника;
Проверка закона сохранения энергии с использованием лабораторного комплекса ЛКМ – 5;
Проверка основного закона динамики вращательного движения с использованием маятника Обербека;
Определение момента инерции тел различной формы с использованием лабораторного комплекса ЛКМ – 6.
Литература [1, 2, 8, 12, 13, 15]
Информационное сопровождение: описания лабораторных работ, справочные пособия по физике
|
Все семинарские (практические) занятия, посвященные решению задач, проходят по следующему плану:
Теоретическое введение с письменным опросом.
Выполнение заданий с сайта www.i-exam.ru
Решение задач по теме занятия с постепенным нарастанием сложности каждого последующего задания.
Обсуждение задач ИДЗ.
Семинар 1 Кинематика и динамика точки (2 ч)
Литература [9: № 1.16, 1.25, 1.48, 2.5, 2.66, 10: № 1.7]
Информационное сопровождение: презентация с заданиями, индивидуальные домашние задания.
Семинары 2,3 Динамика твердого тела (4 ч)
Литература [9: № 3.8, 3.9, 3.11, 3.13, 3.16, 10: № 1.133, 1.134, 1.140, 1.141, 1.146]
Информационное сопровождение: презентация с заданиями, индивидуальные домашние задания.
Семинар 4 Законы сохранения в механике (2 ч)
Литература [10: № 2.42, 2.47, 2.55, 3.18, 3.20, 3.35]
Информационное сопровождение: презентация с заданиями.
|
Внеаудиторная работа
|
Инвариантная часть
|
Вариативная часть
|
Выполнение индивидуального задания №1.
Подготовка заданий к лекциям.
Подготовка к письменным проверочным работам на семинарах.
Подготовка к защите лабораторных работ.
Подготовка к тесту по разделу.
|
Решение дополнительных задач в ИДЗ
Поиск дополнительной информации по теме модуля, подготовка доклада
|
Паспорт оценочных средств по разделу
|
Код контролируемой компетенции (или её части)
|
Наименование оценочного средства
|
ОК-3: З.1, З.2, У.3
|
Задания к лекциям
|
ОК-3: З.1, У.1, В.2
|
Письменные проверочные работы на семинарах
|
ОК-3: У.2, В.1
|
Отчет о выполнении лабораторной работы
|
ОК-3: З.1, У.3, В.2
|
Защита лабораторной работы
|
ОК-3: З.1, У.1, В.2
|
Индивидуальное домашнее задание
|
ОК-3: В.1, В.2
|
Тест по разделу
|
Раздел 2. Механические колебания и волны
|
Требования к результатам освоения раздела: в результате учебной деятельности студент должен знать основные научные факты, понятия, закономерности описания механических колебательных и волновых процессов (З.1); границы применимости классической механики (З.2); уметь объяснять явления на основе представлений о механических колебаниях и волнах, решать типовые задачи по описанию механических колебательных и волновых процессов, используя методы математического анализа, устанавливать графическую интерпретацию зависимости величин, описывающих колебательное движение (У.1); планировать и выполнять учебное экспериментальное и теоретическое исследование механических колебательных движений и систем (У.2), самостоятельно пополнять свои знания по механике путём работы с учебной, научной, научно-популярной, справочной литературой, Интернет-источниками (У.3); владеть методами измерения величин, характеризующих механические колебания, определения погрешности измерений, оценки порядка механических величин при их расчётах (В.1); навыками представления результатов физического эксперимента по механическим колебаниям в вербальной, аналитической, графической, схематической формах, наглядно выражать свои мысли с помощью схем, знаково-образной наглядности (В.2).
|
Содержание раздела: Механические колебания. Гармонические колебания. Свободные и вынужденные колебания. Сложение гармонических колебаний. Механические волны. Уравнение волны. Энергия волны. Перенос энергии волной.
|
Аудиторная работа
|
План лекций
|
План лабораторных
работ
|
План семинарских
занятий
|
Лекции 1, 2. Механические колебания (4 ч)
Содержание: механические колебания. Гармонические колебания. Свободные колебания. Уравнение гармонического колебания. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях, их графическое представление. Маятники.
Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Сложение гармонических колебаний. Биения. Превращения энергии при гармонических колебаниях.
Литература [1; 2; 6, 7, 8, 9]
Информационное сопровождение: презентация лекции, демонстрации «Маятники», «Биения», «Фигуры Лиссажу».
Лекции 3, 4. Механические волны (2 ч)
Содержание: механические волны. Виды волн. Характеристики волны. Уравнение бегущей волны.
Энергия волны. Перенос энергии волной. Стоячие волны. Акустические волны. Эффект Доплера. Резонанс. Интерференция и дифракция механических волн.
Литература [1; 2; 6, 7, 8, 9]
Информационное сопровождение: презентация лекции, демонстрации «Волна на шнуре», «Виды волн», опыты с камертонами.
|
Лабораторная работа 1 (4 ч) Изучение механических колебаний
В рамках работы каждый студент выполняет одну из предложенных работ:
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний одной частоты;
Изучение гармонических колебаний (на примере математического маятника);
Изучение гармонических колебаний (на примере пружинного маятника);
Определение ускорения свободного падения с помощью физического маятника;
Изучение затухающих колебаний.
Литература [1, 2, 8, 12, 13, 15]
Информационное сопровождение: описания лабораторных работ, справочные пособия по физике
|
Семинар 1. Механические колебания (по плану) (2 ч)
Литература [9: № 12.1, 12.15, 12.19, 12.23, 12.33]
Информационное сопровождение: презентация с заданиями, индивидуальные домашние задания.
Семинар 2. Механические волны (по плану) (2 ч)
Литература [9: № 13.1, 13.8, 13.28; 10: № 4.120, 4.121, 4.128]
Информационное сопровождение: презентация с заданиями.
|
Внеаудиторная работа
|
Инвариантная часть
|
Вариативная часть
|
Выполнение индивидуального задания №2.
Подготовка заданий к лекциям.
Подготовка к письменным проверочным работам на семинарах.
Подготовка к защите лабораторной работы.
Подготовка к тесту по разделу.
|
Решение дополнительных задач в ИДЗ
Поиск дополнительной информации по теме модуля, подготовка доклада
|
Паспорт оценочных средств по разделу
|
Код контролируемой компетенции (или её части)
|
Наименование оценочного средства
|
ОК-3: З.1, З.2, У.3
|
Задания к лекциям
|
ОК-3: З.1, У.1, В.2
|
Письменные проверочные работы на семинарах
|
ОК-3: У.2, В.1
|
Отчет о выполнении лабораторной работы
|
ОК-3: З.1, У.3, В.2
|
Защита лабораторной работы
|
ОК-3: З.1, У.1, В.2
|
Индивидуальное домашнее задание
|
ОК-3: В.1, В.2
|
Тест по разделу
|
Раздел 3. Молекулярная физика и термодинамика
|
Требования к результатам освоения раздела: в результате учебной деятельности студент должен знать основные научные факты, понятия, закономерности описания систем молекул статистическим методом молекулярной физики и термодинамическим методом; основные законы идеального газа, законы термодинамики (З.1); границы применимости статистического и термодинамического описания поведения ансамбля частиц (З.2); уметь решать типовые задачи по определению основных характеристик идеального газа, описывать качественно и количественно изменения энергетических характеристик газа при тепловых процессах, использовать при решении задач методы математического анализа, устанавливать графическую интерпретацию зависимости величин, описывающих состояние идеального газа (У.1); выполнять учебное экспериментальное и теоретическое исследование вещества в различных агрегатных состояниях (У.2), самостоятельно пополнять свои знания по молекулярной физике и термодинамике путём работы с учебной, научной, научно-популярной, справочной литературой, Интернет-источниками (У.3); владеть методами измерения величин, характеризующих процессы в идеальном газе, определения погрешности измерений, оценки порядка механических величин при их расчётах (В.1); навыками представления результатов физического эксперимента по молекулярной физике и термодинамике в вербальной, аналитической, графической, схематической формах, наглядно выражать свои мысли с помощью схем, знаково-образной наглядности (В.2).
| |
