Направление подготовки: 270800 Строительство

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Тульский государственный университет"
Кафедра физики
Утверждаю
Декан горно-строительного факультета
________________________ Р.А Ковалев
"_____"__________________2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
"ФИЗИКА"
Направление подготовки: 270800 Строительство
Профиль подготовки: Теплогазоснабжение и вентиляция
Квалификация выпускника: 62 бакалавр
Форма обучение: очная
Тула 2013 г.
ЛИСТ
согласования рабочей программы
Рабочая программа составлена доц. Кажарской С.Е. и обсуждена на заседании кафедры
физики естественнонаучного факультета
Протокол № 3 от " 25 " ноября 2011 г.
Рабочая программа переработана проф. Жигуновым В.В. и обсуждена на заседании
кафедры физики естественнонаучного факультета
Протокол № 1 от " 30 " августа 2013 г.
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий кафедрой _____ _______________________________________
_________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Заведующий кафедрой ___________________________________________________
_________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Заведующий кафедрой ___________________________________________________
_________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Заведующий кафедрой ___________________________________________________
_________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Заведующий отделом комплектования научной библиотеки ФГБОУ ВПО ТулГУ
__________________________________________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Рабочая программа зарегистрирована под учетным номером _________________ на правах
учебно-методического электронного пособия
Инженер УМУ
__________
личная подпись
_____________________
дата
О.И.Зайцев
Содержание
1. Цели и задачи освоения дисциплины ......................................................................................................
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО ............................................................................................
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины "физика" .............
4 Содержание и структура дисциплины "физика" .....................................................................................
4.1. Содержание разделов дисциплины ..............................................................................................
4.2. Распределение часов по семестрам и видам занятий.................................................................
4.3. Темы, выносимые на лекции ........................................................................................................
4.4. Лабораторные работы ...................................................................................................................
4.5. Практические занятия ...................................................................................................................
4.6. Курсовые (домашние) задания и самостоятельная работа студента
5. Образовательные технологии ...................................................................................................................
5.1. Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных
занятиях ..........................................................................................................................................................
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации ...............
7. Порядок проведения текущих и промежуточной аттестаций. Шкалы оценок ....................................
8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины ...................................................................................
8.1. Основная литература .....................................................................................................................
8.2. Дополнительная литература .........................................................................................................
8.3. Периодическая литература ...........................................................................................................
8.4. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы ........................................................................
8.5. Методические указания к лабораторным работам .....................................................................
8.6. Методические указания к практическим занятиям ....................................................................
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины "физика" являются
– получение студентами основополагающих представлений о фундаментальном
строении материи и физических принципах, лежащих в основе современной
естественнонаучной картины мира;
– формирование у студентов современного естественнонаучного мировоззрения,
развитие научного мышления и расширение их научно-технического кругозора;
– создание фундаментальной базы для дальнейшего изучения общетехнических и
специальных дисциплин и для успешной последующей деятельности в качестве
дипломированных специалистов.
Задачами освоения дисциплины "физика" являются
– изучение основных физических явлений и идей,
– овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями классической и
современной физики, а также методами физического исследования;
– формирование научного мировоззрения и современного физического мышления;
– овладение приёмами и методами решения конкретных задач из различных областей
деятельности, основанных на применении и использовании различных явлений и законов
физики;
– ознакомление с современной научной аппаратурой;
– формирование навыков проведения прикладного физического эксперимента;
– формирование умения выделить конкретное физическое содержание в прикладных
задачах учебной и профессиональной деятельности.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина "физика" относится к базовой части учебного цикла – Б2
Математический и естественнонаучный цикл.
Изучение дисциплины "физика" во 2 – 3 семестрах проводится на базе следующих
дисциплин: "математика", "информатика" и основывается на знаниях основных понятий
и методов математического анализа, аналитической геометрии, теории вероятностей и
математической статистики, методов и процессов сбора и обработки информации.
Основные результаты изучения дисциплины "физика" необходимы и могут быть
использованы при изучении дисциплин естественнонаучного цикла ("химия",
"теоретическая механика", "экология"), а также базовых и вариативных дисциплин
профессионального цикла ("сопротивление материалов", "гидравлика", "теплотехника",
"материаловедение", "строительные материалы", "общая электротехника и
электроника" и др.).
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины "физика"
Процесс изучения дисциплины "физика" направлен на формирование следующих
компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по данным направлениям
подготовки:
а) общекультурных (ОК):
– владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей её достижения; (ОК-1)
– умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную
речь; (ОК-2)
б) профессиональных (ПК):
– использование основных законов естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования; (ПК-1)
– способность выявления естественнонаучную сущность проблем, возникающих в
ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико
- математический аппарат; (ПК-2)
В результате освоения дисциплины "физика" обучающийся должен:
1. Знать:
 основные физические явления, фундаментальные понятия, законы и теории
классической и современной физики
 физические аспекты явлений, вызывающих особые нагрузки и воздействия на
здания и сооружения
2. Уметь:

применять полученные знания по физике при изучении других дисциплин

выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах
профессиональной деятельности
3. Владеть:

современной научной аппаратурой, навыками ведения физического
эксперимента

методами и средствами дефектоскопии строительных конструкций
методами контроля физико-механических свойств.
4 Содержание и структура дисциплины "физика"
4.1. Содержание разделов дисциплины
1. Введение. Физика как наука. Физика и математика. Наиболее общие понятия и теории в
физике. Роль физики в образовании. Общая структура и задачи курса физики.
2. Кинематика материальной точки
2.1. Кинематические уравнения движения материальной точки
2.2. Скорость и ускорение материальной точки
3. Кинематика движения твёрдого тела
3.1. Поступательное движение твёрдого тела
3.2. Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси
3.3. Связь между линейными и угловыми величинами
4. Динамика материальной точки
4.1. Основные понятия динамики
4.2. Законы Ньютона
4.3. Уравнение движения системы материальных точек
4.4. Закон сохранения импульса
4.5. Центр масс механической системы. Уравнение движения центра масс
5. Динамика вращательного движения твёрдого тела
5.1. Момент силы и момент импульса
5.2. Уравнение моментов
5.3. Основное уравнение динамики вращательного движения твёрдого тела
5.4. Закон сохранения момента импульса
5.5. Движение материальной точки в поле центральных сил
6. Механическая энергия
6.1. Понятие об энергии
6.2. Работа переменной силы
6.3. Потенциальная энергия материальной точки
6.4. Кинетическая энергия материальной точки
6.5. Закон сохранения полной механической энергии материальной точки
6.6. Анализ движения материальной точки в одномерном потенциальном поле
6.7. Закон сохранения полной механической энергии системы материальных точек
7. Механические колебания и волны
7.1. Гармонический осциллятор
7.2. Сложение гармонических колебаний
7.3. Затухающие колебания
7.4. Вынужденные колебания. Резонанс
7.5. Волны
8. Основы специальной теории относительности
8.1. Постулаты специальной теории относительности
8.2. Релятивистская кинематика
8.3. Основной закон релятивистской динамики
8.4. Энергия в специальной теории относительности
9. Основы термодинамики. Первое начало термодинамики
9.1. Основные понятия термодинамики
9.2. Внутренняя энергия
9.3. Первое начало термодинамики
10. Второе начало термодинамики
10.1. Частные формулировки второго начала термодинамики
10.2. Цикл Карно
10.3. Энтропия. Второе начало термодинамики
11. Основы молекулярной физики
11.1. Вероятность. Функция распределения вероятностей
11.2. Барометрическая формула. Распределение Больцмана
11.3. Распределение Максвелла
11.4. Средняя энергия молекулы. Внутренняя энергия идеального газа
11.5. Явления переноса в газах
12. Электростатическое поле
12.1. Электрические заряды. Закон Кулона
12.2. Напряжённость электростатического поля
12.3. Поток вектора напряжённости электростатического поля. Теорема Гаусса
12.4. Работа электростатического поля. Потенциал электростатического поля
12.5. Связь между напряжённостью электростатического поля и его потенциалом
13. Электростатическое поле в диэлектриках и проводниках
13.1. Проводники и диэлектрики. Свободные и связанные заряды
13.2. Явление поляризации диэлектрика. Вектор поляризованности
13.3. Электростатическое поле на границе двух диэлектриков
13.4. Проводники в электростатическом поле. Условия равновесия зарядов в проводнике
13.5. Электрическая ёмкость проводников. Энергия электростатического поля
14. Законы постоянного тока
14.1. Электрический ток. Электродвижущая сила
14.2. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа
15. Статическое магнитное поле в вакууме
15.1. Магнитное поле движущегося точечного заряда. Закон Био-Савара-Лапласа
15.2. Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции. Теорема о циркуляции вектора
магнитной индукции
15.3. Электрические заряды в магнитном поле
15.4. Проводники с током в магнитном поле. Сила Ампера
16. Постоянное магнитное поле в веществе
16.1. Намагничение вещества
16.2. Напряжённость магнитного поля
16.3. Граничные условия на поверхности раздела магнетиков
16.4. Магнитные свойства твёрдых тел
17. Электромагнитная индукция
17.1. Закон электромагнитной индукции
17.2. Явление самоиндукции. Взаимная индукция
17.3. Энергия магнитного поля в неферромагнитной изотропной среде
18. Электрические колебания
18.1. Собственные электрические колебания в колебательном контуре
18.2. Вынужденные электрические колебания
18.3. Резонанс
19. Уравнения Максвелла
19.1. Уравнения Максвелла в интегральной форме
19.2. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме
20. Электромагнитные волны
20.1. Уравнение электромагнитной волны
20.2. Вектор Умова - Пойнтинга
20.3. Шкала электромагнитных волн
21. Интерференция световых волн
21.1. Явление интерференции. Когерентные световые волны. Методы их получения
21.2. Интерференция в тонких плёнках
22. Дифракция света
22.1. Явление дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля
22.2. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля
22.3. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решётка
22.4. Дифракция рентгеновских лучей
23. Поляризация света
23.1. Естественный и поляризованный свет
23.2. Поляризация при отражении и преломлении света на границе двух диэлектриков
23.3. Поляризация света при двойном лучепреломлении
23.4. Анализ состояния поляризации световых лучей
24. Экспериментальные основания квантовой механики
24.1. Законы теплового излучения
24.2. Внешний фотоэффект
24.3. Эффект Комптона
24.4. Давление света
25. Модель атома водорода Н. Бора
25.1. Сериальные закономерности в спектре атома водорода
25.2. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома
25.3. Модель атома водорода Бора
26. Основные идеи квантовой механики
26.1. Волны де Бройля
26.2. Соотношения неопределённостей
26.3. Волновая функция. Уравнение Шрёдингера
27. Микрочастица в потенциальной яме
27.1. Микрочастица в одномерной потенциальной яме прямоугольной формы
27.2. Квантовый гармонический осциллятор
28. Атом водорода в квантовой механике.
29. Сложные атомы
30. Основы физики элементарных частиц
31. Элементы ядерной физики
31.1. Строение атомных ядер
31.2. Радиоактивный распад ядер
32. Физический практикум.
4.2. Распределение часов по семестрам и видам занятий
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 6 зачётных единиц (216 часов), в том
числе:
Объем часов, отводимых учебным планом на освоение учебно-программного
материала дисциплины, в том числе:
1) по очной форме
Занятия с преподавателем
Аудиторные
Семестр
34
34
Практ.
занят.
–
–
Лабор.
занят.
17
17
68
–
34
Лекции
2
3
Итого по
дисципл.
Индивид.
Итого
Выполнение
курсовых
заданий
ККР КП (КР)
Др. сам.
внеауд.
раб.
Виды
отчётн.
51
51
–
–
–
–
–
–
57
21
зачёт
экз. 36 час
102
–
–
–
78
36
Др. сам.
внеауд.
раб.
Виды
отчётн.
1) по заочной форме
Занятия с преподавателем
Аудиторные
Семестр
34
34
Практ.
занят.
–
–
Лабор.
занят.
17
17
68
–
34
Лекции
2
3
Итого по
дисципл.
Индивид.
Итого
Выполнение
курсовых
заданий
ККР КП (КР)
51
51
–
–
–
–
–
–
57
21
зачёт
экз. 36 час
102
–
–
–
78
36
4.3. Темы, выносимые на лекции
1) по очной форме
№№
Разделы, подразделы, пункты содержания дисциплины,
лекций
выносимые на лекции
2-й семестр
1
1, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 3.3, 4.1, 4.2, 4.3, 4.5
2
4.4, 5.4, 5.5
3
6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6
4
6.7, 7.1
5
7.2, 7.3,
6
7.4, 7.5
7
8.1, 8.2
8
8.2, 8.3, 8.4
9
9.1, 9.2, 9.3
10
10.1, 10.2, 10.3
11
11.1, 11.2, 11.3
12
11.4, 11.5
13
12.1, 12.2, 12.3
14
12.4, 12.5
15
13.1,13.2, 13.3
16
13.4, 13.5
17
14.1, 14.2
3-й семестр
1
15.1, 15.2
2
15.3, 15.4
3
16.1, 16.2
4
17.1, 17.2, 17.3,
Примечание
5
18.1, 18.2, 18.3
6
19.1, 19.2
7
20.1, 20.2, 20.3
8
21.1, 21.2
9
22.1, 22.2, 22.3
10
22.3, 22.4, 23.1, 23.2, 23.3, 23.4
11
24.1, 24.2, 24.3
12
25.1, 25.2, 25.3
13
26.1, 26.2
14
26.3
15
27.1
16
28, 29
17
30, 31.1, 31.2
4.4. Лабораторные работы
Всего в течение одного семестра выполняется 6 – 7 лабораторных работ по графику,
составленному для группы.
№
№1
№2
№ 3а
№ 3б
№ 3в
№4
№5
№6
№ 6а
№7
№8
№9
№ 10
№ 13
№ 14
№ 15
№ 16
№ 21
№ 22
№ 23
№ 24
№ 25
№ 26
№ 27
№ 29
№ 30
Название лабораторной работы
2 семестр
Исследование косого удара о наклонную плоскость
Упругий удар шаров
Определение скорости пули с помощью баллистического маятника
Измерение скорости пули с помощью физического маятника
Измерение скорости пули с помощью вращающейся платформы
Изучение вращательного движения
Определение моментов инерции методом колебаний
Определение радиуса кривизны вогнутой поверхности методом катающегося
шарика
Определение момента инерции с методом крутильных колебаний
Определение коэффициента трения качения для различных материалов
Определение силы трения скольжения
Определение ускорения свободного падения с помощью физического маятника
Изучение колебаний пружинного маятника
Определение показателя адиабаты методом Клемана и Дезорма
Определение коэффициента поверхностного натяжения воды методом отрыва
кольца
Определение вязкости жидкости по методу Стокса
Определение длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул
воздуха
3 семестр
Исследование электрического поля проводника с током
Измерение сопротивлений проводников мостовыми схемами
Релаксационные колебания
Термоэлектрические явления
Определение удельного заряда электрона
Магнитное поле Земли
Исследование магнитного поля соленоида
Исследование электрических затухающих колебаний
Определение основных характеристик колебательного контура методом
резонанса
Объем
в часах
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
№ 41
Определение ширины запрещённой зоны полупроводника и температурного
2
коэффициента сопротивления металла
№ 46 Исследование явления гистерезиса с помощью осциллографа
2
№ 47 Определение точки Кюри
2
№ 55 Исследование электрических характеристик полупроводника с помощью
2
эффекта Холла
4.5. Практические занятия
Не предусмотрены.
4.6. Курсовые (домашние) задания и самостоятельная работа студента
№
Содержание задания
Трудоёмк. Методические
(час)
материалы
2-й семестр
57
1
Самостоятельное решение тестов и задач
57
[1] см. п. 8.1
[1, 2, 6, 7] см. п. 8.2
[1, 2, 3] см. п. 8.6
1
2
3
4
3- семестр
Самостоятельное изучение тем "Граничные условия на
поверхности раздела магнетиков" и "Магнитные
свойства твёрдых тел"
Самостоятельное изучение темы «Давление света»
21
1
Самостоятельное
изучение
темы
гармонический осциллятор"
Самостоятельное решение тестов и задач
1
"Квантовый
2
17
[2] см. п. 8.1
[3] см. п. 8.2
[3] см. п. 8.1
[4] см. п. 8.2
[3] см. п. 8.1
[4] см. п. 8.2
[6] см. п. 8.2
[4, 5, 6, 7, 8] см. п. 8.6
5. Образовательные технологии
Применение современных образовательных технологий при преподавании
дисциплины "физика" нацелено на многогранное развитие личности и освоение комплекса
знаний, умений, навыков и развивается по следующим направлениям.
1. Усиление фундаментальной подготовки, дающей обучаемому студенту умение
выделить в конкретном предмете базисную инвариантную часть его содержания, которую
после самостоятельного осмысления он сможет использовать на новом уровне, при
изучении других дисциплин, при самообразовании.
2. Усиление межпредметных связей, формирование системного подхода к обучению
за счёт блочной структуры дисциплины и включение в аттестационные материалы
вопросов и заданий, имеющих междисциплинарный характер.
3. Выделения из базиса дисциплины "физика" её понятийной базы - тезауруса, в
котором представлены основные смысловые единицы, систематизированные по элементам
научного знания и по разделам курса в виде перечней, отражающих вехи его содержания.
Смысловые единицы включают:
• термины;
• понятия-явления, свойства, модели, величины;
• приборы и устройства;
• классические опыты.
Особо выделен математический аппарат, необходимый для описания механизмов
протекания явлений.
4. Введён рейтинговый контроль при модульном обучении
5. Интенсификация обучения, понимаемая как большего объёма учебной
информации обучаемым при неизменной продолжительности обучения без снижения
требований к качеству знаний.
Повышение темпов обучения достигается путём совершенствования:
• содержания учебного материала;
• методов обучения.
При этом совершенствование содержания предполагает:
• рациональный отбор учебного материала с чётким выделением в нем основной
базовой части и дополнительной, второстепенной информации; соответствующим образом
должна быть выделена основная и дополнительная литература;
• перераспределение по времени учебного материала с тенденцией изложения нового
учебного материала в начале занятия, когда восприятие обучаемых студентов более
активно;
• концентрацию аудиторных занятий на начальном этапе освоения курса с целью
наработки задела знаний, необходимых для плодотворной самостоятельной работы;
• рациональную дозировку учебного материала для многоуровневой проработки
новой информации с учётом того, что процесс познания развивается не по линейному, а по
спиральному принципу;
• обеспечение логической преемственности новой и уже усвоенной информации,
активное использование нового материала для повторения и более глубокого усвоения
пройденного;
• экономичное и оптимальное использование каждой минуты учебного времени.
6. Совершенствование методов обучения, основанное на следующих факторах:
• широкое использование коллективных форм познавательной деятельности
(индивидуальная и групповая работа и др.);
• выработка у преподавателя соответствующих навыков организации управления
коллективной учебной деятельностью студентов;
• применение различных форм и элементов проблемного обучения;
• совершенствование навыков педагогического общения, мобилизующих творческое
мышление студентов;
• индивидуализации обучения при работе в студенческой группе и учет личностных
характеристик при разработке индивидуальных заданий и выборе форм общения;
• стремление к результативности обучения и равномерному продвижению всех
обучаемых в процессе познания независимо от исходного уровня их знаний и
индивидуальных способностей;
• знание и использование новейших научных данных в области социальной и
педагогической психологии;
• применение современных аудиовизуальных средств, технических и
информационных средств обучения.
Разбор конкретных ситуаций (метод кейс-стади) - это интерактивный метод
организации обучения на основе описания и решения конкретных проблемных ситуаций
(от английского «case» - случай). Студентам предлагают осмыслить реальную жизненную
ситуацию, описание которой одновременно отражает не только какую-либо практическую
проблему, но и актуализирует определённый комплекс знаний, который необходимо
усвоить при разрешении данной проблемы. При этом сама проблема не имеет
однозначных решений. Этот метод даёт возможность проявить инициативу, почувствовать
самостоятельность в освоении теоретических положений и овладении практическими
навыками. Не менее важно и то, что анализ ситуаций довольно сильно воздействует на
профессионализацию студентов, способствует их взрослению, формирует интерес и
позитивную мотивацию к учёбе.
Групповая дискуссия - это совместное обсуждение и анализ проблемной ситуации,
вопроса или задачи. Групповая дискуссия может быть структурированной (то есть
управляемой педагогом с помощью поставленных вопросов или тем для обсуждения) или
неструктурированной (её течение зависит от участников группового обсуждения).
5.1. Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных
занятиях
Семестр
2
2
3
3
Вид
занятий
Л
ЛР
Л
ЛР
Используемые интерактивные образовательные
технологии
Элемент дискуссии, разбор конкретных ситуаций.
Групповая дискуссия.
Элемент дискуссии, разбор конкретных ситуаций.
Групповая дискуссия.
Количество
часов
6
3
6
3
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации
Образцы контрольных заданий для текущего контроля
1. Момент импульса и момент силы относительно оси. Момент инерции.
Уравнение вращения твёрдого тела относительно неподвижной оси.
2. Материальная точка M свободно без трения скользит в поле силы
тяжести по гладким стенкам цилиндрической ямы с осью О. Укажите
правильное направление вектора полного ускорения точки М в наивысшей
точке А её траектории (см. рисунок):
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4
3. Твёрдое тело из состояния покоя начинает вращаться
вокруг оси Z с угловым ускорением, проекция которого
изменяется во времени, как показано на графике. В какой
момент времени угловая скорость вращения тела достигнет
максимальной величины?
а) 2 с
б) 9 с
в) 10 с
г) нельзя определить точно
4. Материальная точка M движется по параболе (рис.1) в
направлении, указанном стрелками. График изменения
величины (модуля) её скорости приведён на рис.2. На рис.1
показано положение точки M в момент времени t3. Укажите
на этом рисунке направление силы, действующей на точку
M в этот момент времени t3:
а) 1 б) 2 в) 3 г) 4
5. Два невесомых стержня длины b соединены под углом 1 = 90 и
вращаются без трения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной
оси О с угловой скоростью . На конце одного из стержней прикреплён
очень маленький массивный шарик. В некоторый момент угол между
стержнями самопроизвольно уменьшился до 2 = 60. С какой угловой
скоростью стала вращаться такая система?


1) 
2) 2 3) 2  4)
5)
2
2
Образцы заданий для промежуточной аттестации (зачёт)
1. Полный момент импульса системы. Законы его сохранения и изменения. Движение в
поле центральных сил. Второй закон Кеплера. Работа момента силы. Кинетическая
энергия вращающегося тела.
2. Частные формулировки второго начала термодинамики. Цикл Карно. Энтропия.
Математическая формулировка второго начала термодинамики.
3. Цилиндр с массой m  0,3 кг и с радиусом R  0,5 м без начальной
скорости и без проскальзывания скатывается с высоты h  1 м (см.
рис.). g  10 м/c2 . В нижней точке A кинетическая энергия его
вращательного движения равна:
а) 1 Дж б) 1,5 Дж в) 2 Дж г) 3 Дж
4. Планета массой m движется по эллиптической орбите, в одном из
фокусов которой находится звезда массы M . r  радиус-вектор планеты
(см. рисунок). Выберите правильное утверждение:
а) величина момента импульса планеты относительно центра звезды не
изменяется при движении планеты по орбите
б) величина момента силы тяготения, действующего на планету относительно центра
звезды, достигает максимума в точке наибольшего удаления планеты от звезды
в) вектор момента силы тяготения, действующей на планету (относительно центра
звезды), направлен перпендикулярно плоскости орбиты планеты
г) величина момента силы тяготения, действующего на планету относительно центра
звезды, достигает максимума в точке наименьшего удаления планеты от звезды
5. Из жести вырезали три одинаковые детали в виде эллипса. Две
детали разрезали пополам вдоль разных осей симметрии. Затем
все части отодвинули друг от друга на одинаковое расстояние и
расставили симметрично относительно оси OO' (см. рис.).
Выберите правильное соотношение между моментами инерции
этих деталей относительно оси OO'.
а) I1  I 2  I 3
б) I1  I 2  I 3
в) I1  I 2  I 3
г) I1  I 2  I 3
6. Некоторое тело вращается вокруг закреплённой оси без трения. Его момент импульса
5
t
относительно оси вращения зависит от времени по закону L  A   . Через время t =1 с

тело имеет угловое ускорение . Найти момент инерции тела, если
 =1 с. A = 3
кг  м2
,  = 4 рад/с2.
с
а) 2,75 кгм2; б) 3,75 кгм2; в) 4,75 кгм2; г) 5,75 кгм2; д) 6,75 кгм2
7. Тело массы m = 10 кг начинает движение со скоростью v 0 =2 м/с по
гладкой ледяной горке из точки А. Сопротивление воздуха
пренебрежимо мало. Зависимость потенциальной энергии этого тела
от координаты х изображена на графике U  x  . Скорость тела в точке
В больше, чем в точке А
а) в 2 раза б) в 1,8 раза в) в 2 раз г) в 3 раз
8. Некоторое тело вращается вокруг закреплённой оси без трения. Его момент импульса
5
t
относительно оси вращения зависит от времени по закону L  A   . Через время t =1 с

тело имеет угловое ускорение . Найти момент инерции тела, если 
кг  м2
=1 с. A = 3
,
 = 4 рад/с2.
с
а) 2,75 кгм2; б) 3,75 кгм2; в) 4,75 кгм2; г) 5,75 кгм2; д) 6,75
кгм2
9. На борту космического корабля нанесена эмблема в виде
A
B
C
геометрической фигуры. Из-за релятивистского сокращения длины эта фигура изменяет
свою форму. Как она будет выглядеть для неподвижного наблюдателя, если корабль
движется в направлении, указанном на рисунке стрелкой, со скоростью, сравнимой со
скоростью света?
1) А 2) В 3) С
10. На рисунке представлен график распределения молекул
идеального газа по величинам скоростей (распределение Максвелла)
dN
, где f м  v  
доля молекул, скорости которых заключены в
Ndv
интервале скоростей от v до v + dv в расчёте на единицу этого
интервала. Заштрихованная площадь S1 в интервале скоростей dv1 в
два раза больше заштрихованной площади S2 в интервале скоростей dv 2 .
Это означает, что для этих двух интервалов скоростей в два раза
различаются
1) суммарная кинетическая энергия молекул
2) количество молекул
3) сумма величин импульсов молекул
4) не хватает данных
11. Три идеальных газа – одноатомный, двухатомный и многоатомный –
имеют одинаковое начальное давление p0 и объем V 0 и совершают процесс
адиабатического расширения. Кривые этих процессов показаны на p  V  диаграмме.
Расширению двухатомного газа соответствует кривая:
а) 1 б) 2 в) 3 г) при адиабатическом расширении p должно расти и поэтому
приведённые графики неверны
12. Небольшое тело на пружине начало движение из положения равновесия по закону
5T
, где Т –
x  Asin  t  . Какой путь пройдёт это тело от начала движения за время t 
8
период колебаний?



2A
2
2
2
а)
б) A  2 
 в) A  2 
 г) A  1 

2
2 
2 
2 



Образцы заданий для промежуточной аттестации (экзамен)
1. Запишите уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме. Как
читаются эти уравнения? В чём заключается физический смысл каждого уравнения?
2. Какое излучение называют тепловым? Запишите определения для следующих
физических величин: энергетическая светимость, спектральная плотность энергетической
светимости, поглощательная способность тел. Какое тело называют абсолютно черным?
Приведите пример моделей абсолютно чёрного тела.
3. Проводящий плоский контур площадью 100 см2 расположен в магнитном поле
перпендикулярно линиям магнитной индукции. Если магнитная индукция изменяется по
закону B = (2 – 3t2)·10-3 Тл, то ЭДС индукции, возникающая в контуре в момент времени t
= 2 c, равна (в мВ)…
а) 0,12 б) 120 в) 1,2 г) 12
4. Уравнение плоской волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, имеет вид
i 500t 5 x 
  0,01e 
. Тогда скорость распространения волны равна … м/с.
а) 500 б) 100 в) 5 г) 0,01
5. Утверждение: «В любой точке пространства изменяющееся магнитное поле возбуждает
вихревое электрическое поле» раскрывает физический смысл уравнений …
1. rot E  
B
t
2. i  
d
dt
3.
n
 Hdl   Ii
L
4.
i 1
 Edl

L
d
dt
а) 1, 2 и 4 б) 2, 3 и 4 в) 1, 2 и 3 г) 1, 3 и 4
6. На дифракционную решётку падает белый свет. На экране, расположенном за
дифракционной решёткой, вблизи центра O дифракционной картины наблюдаются
максимумы освещённости (спектры m–го порядка). С увеличением порядка спектра m
(выберите правильное утверждение):
а) его ширина растёт, а яркость остаётся неизменной
б) его ширина остаётся неизменной, а яркость уменьшается
в) его ширина и яркость не изменяются
г) его ширина растёт, а яркость уменьшается
7. Выберите правильный график зависимости кинетической энергии Eкин выбитого при
фотоэффекте электрона от длины волны  падающих фотонов:
8. Какая из четырёх указанных элементарных частиц имеет наибольшую величину спина:
а)   квант (фотон); б) электрон; в) протон; г) нейтрон
9. На рисунке схематически изображены стационарные орбиты атома
водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы
электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся
испусканием фотона. Наибольшему импульсу испущенного фотона в серии
Бальмера соответствует следующий переход из тех, что приведены на
рисунке:
а) n=3→n=2 б) n=2→n=1 в) n=5→n=3
г) n=5→n=2
10. Атом водорода находится в основном состоянии. Полный момент импульса электрона в
этом атоме, равный сумме его орбитального момента импульса L и собственного момента
импульса S , имеет величину:
а) 0
б) 2
в)
г) 3 2
11. Электрическое поле создано точечными зарядами q1 и
q2. Если q1 = +q, q2 = –2q, точка С находится на расстоянии а от
заряда q1 и на расстоянии 2а от q2, то вектор напряженности поля в
точке С ориентирован в направлении ...
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; д) равен 0
12.
На рисунке показаны эквипотенциальные линии системы зарядов и
значения потенциала на них. Вектор напряженности электрического
поля в точке А ориентирован в направлении...
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4;
д) 5; е) 6;
ж) 7;
з) 8;
7. Порядок проведения текущих и промежуточной аттестаций. Шкалы оценок
В каждом семестре (это 2 и 3 семестры) проводятся две текущие аттестации и
промежуточная аттестация в форме зачёта или экзамена. Результаты усвоения дисциплины
оцениваются по 100-бальной системе со следующими диапазонами баллов,
соответствующими традиционным оценкам:
-
Зачет
Не зачтено
Зачтено
Академическая
НеудовлетвоУдовлетвориоценка (по 4-х
Хорошо
Отлично
рительно
тельно
балльной системе)
Балльная оценка
От 0 до 39
От 40 до 60
От 61 до 80
От 81 до 100
(по 100-балльной
включительно
включительно
включительно включительно
системе)
Установлены следующие виды контрольных мероприятий, проводимых в ходе каждой
текущей аттестации
выполнение лабораторных работ (контролируется по сдаваемым оформленным отчетам о
выполнении лабораторной работы);
защита лабораторной работы;
контрольная работа;
При оценке знаний действует следующая система балльных оценок для принятой балльнорейтинговой системы:
Выполнение и оформление лабораторных работ. По
согласованию со студентом разрешено выполнение двух
лабораторных работ на одном занятии (преимущественно
в первой половине семестра)
Защита лабораторных работ
Две контрольных работы по теоретическому материалу в
семестре (по одной в каждую текущую аттестацию)
Два домашних задания. Задания комплектуются по
методическим материалам, разработанным на кафедре
физики, и тестам ФЭПО
По 6 баллов в каждую текущую
аттестацию, всего 12 баллов за
семестр.
По 6 баллов в каждую текущую
аттестацию, всего 12 баллов за
семестр.
Максимальная оценка результатов
каждой контрольной работы – 8
баллов, всего 16 баллов за семестр.
Максимальная оценка результатов
каждого домашнего задания – 10
баллов, всего 20 баллов за семестр.
Общий балл по текущей успеваемости складывается из следующих составляющих:
– первая текущая аттестация – до 30 баллов;
– вторая текущая аттестация – до 30 баллов;
– балльная оценка на экзамене (зачёте) – до 40 баллов.
Балльная оценка по дисциплине определяется как сумма баллов, набранных студентом в
результате работы в семестре (текущая успеваемость) и на зачете (экзамене).
Максимальное количество баллов, которое может набрать студент по текущей
успеваемости – 60 баллов, а на зачёте (экзамене) – 40 баллов.
8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
8.1.1. Савельев И.В. Курс общей физики: учебное пособие для вузов:[в 3т.]. Т.1.
Механика. Молекулярная физика . –5-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2006.-432с.
8.1.2. Савельев И.В. Курс общей физики : учебное пособие для вузов:[в 3т.] Т.2.
Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. –5-е изд., стер.  СПб.: Лань, 2006.  496с.
8.1.3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика.
Физика твёрдого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц: учебное пособие для
вузов:[в 3т.]. –5-е изд., стер.  СПб.: Лань, 2006.  320с.
8.2. Дополнительная литература
8.2.1. Иродов И.Е. Механика. Основные законы : учеб. пособие для вузов /И.Е. Иродов
– 8-е изд., стер. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 309с.
8.2.2. Иродов И.Е. Волновые процессы: Основные законы : Учеб. пособие для вузов /
И.Е. Иродов .– 2-е изд., доп. – М. : Лаборатория Базовых Знаний: Юнимедиастайл, 2002 .–
264с.
8.2.3. Иродов И.Е. Электромагнетизм: Основные законы : учеб. пособие для вузов /
И.Е. Иродов .– 5-е изд. – М. : Бином: Лаборатория Знаний, 2006 .– 320с.
8.2.4. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы : учебное пособие для вузов /
И.Е. Иродов .– 3-е изд., стер. – М. : Бином: Лаборатория Знаний, 2007 .– 256с.
8.2.5. Иродов И.Е. Задачи по общей физике : учеб. пособие для вузов / И.Е. Иродов .–
7-е изд., . – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 .– 431с.
8.2.6. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями:
Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1999. – 591 с.
8.2.7. Жигунов В.В., Жигунов К.В. Основные законы физики: учебное пособие для
самостоятельной работы студентов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. – 385 с.
8.2.8. Жигунов В.В., Лагун И.М., Жигунов К.В., Чарина Н.С. Механика.
Термодинамика: учебное пособие для самостоятельной работы студентов. Тула: Изд-во
ТулГУ, 2011. – 123 с.
8.3. Периодическая литература
8.3.1. Журнал «Успехи физических наук», ISSN 0042-1294
8.3.2. Инженерно-физический журнал, ISSN 0021 – 0285
8.3.3. Журнал «Прикладная механика и физика», ISSN 0869 - 5032
8.4. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Учебники, задачники и справочная литература по физике доступна на сайте
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics.htm.
Методические материалы, входящие в состав учебно-методического комплекса
дисциплины "физика" доступны на сайте кафедры физики http://physics.tsu.tula.ru/.
8.5. Методические указания к лабораторным работам
8.5.1. Руководство к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Физика". Часть I.
Механика и молекулярная физика. / Под ред. Семина В.А. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 104 с.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/lab-part1.doc
8.5.2. Руководство к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Физика". Часть II.
Электричество и магнетизм. / Под ред. Семина В.А. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 72 с.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/lab-part2.doc
8.5.3. Руководство к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Физика". Часть III.
Оптика и квантовая физика. / Под ред. Семина В.А. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 114 с.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/lab-part3.doc
8.6. Методические указания к практическим занятиям
8.6.1. Семин В.А. Тестовые задания по механике для проведения практических
занятий и контрольных работ по физике. Часть 1. – Тула, 2011.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/practich-1.doc
8.6.2. Семин В.А. Тестовые задания по механике для проведения практических
занятий и контрольных работ по физике. Часть 2. – Тула, 2010.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/practich-2.doc
8.6.3. Семин В.А., Семина С.М. Методические указания к практическим занятиям
по дисциплине ФИЗИКА. Механика и молекулярная физика. – Тула, 2011.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/pract-mech-mol.zip
8.6.4. Семин В.А.С.М. Методические указания к практическим занятиям по
дисциплине ФИЗИКА. Часть 3. Электричество. – Тула, 2010.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/practich-3.doc
8.6.5. Семин В.А.С.М. Методические указания к практическим занятиям по
дисциплине ФИЗИКА. Часть 4. Электричество и магнетизм. – Тула, 2010.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/practich-4.doc
8.6.6. Семин В.А.С.М. Методические указания к практическим занятиям по
дисциплине ФИЗИКА. Часть 5. Оптика. – Тула, 2010.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/practich-5.doc
8.6.7. Семин В.А.С.М. Методические указания к практическим занятиям по
дисциплине ФИЗИКА. Часть 6. Квантовая физика. – Тула, 2010.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/practich-6.doc
8.6.8. Семин В.А., Семина С.М. Методические указания к практическим занятиям
по дисциплине ФИЗИКА. Оптика и квантовая физика. – Тула, 2011.
http://physics.tsu.tula.ru/students/metodich_files/pract-opt-kvant.zip
Дополнения и изменения в рабочей программе дисциплины на 2013/2014 уч.
год
В рабочую программу внесены изменения в пункты 4.1; 4.2; 4.3; 6; 8
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры физики
естественнонаучного факультета
Протокол № ___1__ от "__30__" ___августа___2013 г.
Зав. кафедрой физики
Д.М.Левин
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры физики
естественнонаучного факультета
Протокол № _____ от "____" _____________2014 г.
Зав. кафедрой физики
Д.М.Левин
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий кафедрой ___________________________________________________
_________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Заведующий кафедрой ___________________________________________________
_________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Заведующий кафедрой ___________________________________________________
_________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Заведующий кафедрой ___________________________________________________
_________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Заведующий отделом комплектования научной библиотеки ФГБОУ ВПО ТулГУ
_________________________________________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Дополнения и изменения внесены в базу данных рабочих программ дисциплин
Инженер УМУ
__________личная подпись
_____________________
дата
О.И.Зайцев