скачать
Е.Ф. Орлова Ю.М. Смирнов Планы учебных занятий по физике студентов I курса II семестра всех специальностей дневного отделения Караганда 2004 ^ КАЗАХСТАН КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Планы учебных занятий по физике студентов I курса II семестра всех специальностей дневного отделения Караганда 2004 В работе приводятся материалы рабочей программы по физике для студентов первого курса КарГТУ. Учебные планы составлены на основе «Типовой учебной программы по инженерно – техническим и технологическим направлениям и специальностям. Алматы 2002». Эта программа является основным документом, определяющим общий объем курса физики в количестве 400 часов. Предлагаемый план рекомендуется студентам первого курса для самостоятельной подготовки по всем формам обучения с учетом контроля текущей работы студентов. Эти материалы так же будут полезны кураторам студентов первого курса и преподавателям кафедры физики. ^ 1.1 Механика Лекция №1 Вводная лекция Физика как наука о простейших формах движения материи и соответствующих им наиболее общих законах природы. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Важнейшие этапы развития физики - от механики И. Ньютона к теории электромагнитного поля Дж. К. Максвелла и рождению квантовых представлений, созданию теории относительности и квантовой механики, ставших теоретической базой атомной, ядерной физики и других разделов современной физики. Роль физики в создании и развитии новых отраслей техники и новых технологий. Влияние техники на развитие физики. Физика и другие науки. Физическое моделирование. Общая структура и задачи курса физики. ^ Лекция №2 Кинематика Механическое движение как простейшая форма движения материи. Пространство и время. Система отсчета. Понятие материальной точки. Кинематическое описание движения материальной точки. Закон движения. Уравнение траектории. Скорость и ускорение как производные радиус-вектора по времени. Элементы кинематики вращательного движения. Скорость и ускорение при криволинейном движении. Угловая скорость и угловое ускорение. Л11 с 8-13 ; Л10 с 11-33; Л34 т1 с13-52; Л35 с6-14 Лекция №3 Динамика материальной точки и твердого тела Законы И. Ньютона. Масса. Сила. Виды сил в механике. Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Силы упругости. За- Л11* - условное обозначение рекомендуемой литературы на страницах 16-17 кон Р.Гука. Силы трения. Инерциальные системы отчета. Л11 с 14-17, с 18-22 ;Л10 с 34-43, с 56-60; Л34 т1 с53-82; Л35 с14-19 Лекция №4 Законы сохранения Законы сохранения как следствие симметрии пространства и времени. Система материальных точек. Внешние и внутренние силы. Центр масс (центр инерции) механической системы и закон его движения. Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы. Л11 с 21-22; Л34 т1 с83-129; Л35 с19-21 Лекция №5 Энергия как универсальная мера различных форм движения и взаимодействия Работа силы и ее выражение через криволинейный интеграл. Мощность. Кинетическая энергия механической системы и ее связь с работой внешних и внутренних сил, приложенных к системе. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Консервативные и неконсервативные силы. Движение в центральном поле сил. Закон сохранения энергии в механике. Л11 с23-30; Л10 с60-72, с79-81; Л34 т1 с85-144; Л35 с23-30 Лекция №6 Механический принцип относительности Преобразования Г. Галилея. Неинерциальные системы отсчета. Л10 с153-158; Л11 с67-70; Л12 с62-63, с52-56; Л34 т1 с137-152; Л35 с67-69 Лекция №7 Элементы специальной теории относительности Постулаты А. Эйнштейна. Преобразования Х. Лоренца. Инварианты преобразований. Релятивистский закон сложения скоростей. Релятивистское преобразование импульса и энергии. Л10 с158-168; Л11 с67-77; Л34 т1 с198-232; Л35 с69-77 Лекция №8 Понятие абсолютно твердого тела Момент силы и момент инерции твердого тела. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Теорема Р. Штейнера. ^ Лекция №9 Элементы механики сплошных сред Понятие сплошной среды. Общие свойства жидкостей и газов. Идеальная и вязкая жидкость. Уравнение Д. Бернулли. Ламинарное и турбулентное течение жидкостей. Формула Дж. Стокса. Формула Ж. Пуазейля. Упругие напряжения. Энергия упруго деформированного тела. Л10 с131-138, с58 , с140-151; Л11 с56-66; Л34 т1 с308-328; Л35 с56-66 ^ Лекция №10 Основы молекулярно-кинетической теории Основы молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы, их изображение на термодинамических диаграммах. Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Л10 с207-227; Л11 с81-88; Л12 с90; Л34 т3 с7-42; Л35 с81-88 Лекция №11 Статистические распределения Вероятность и флуктуации. Распределение Д. Максвелла. Скорости теплового движения частиц. Распределение Л. Больцмана для частиц во внешнем потенциальном поле. Число степеней свободы. Распределение энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа. Молекулярно-кинетическая теория теплоемкости идеальных газов и ее ограниченность. Л10 с250-266; Л11 с88-95; Л34 т3 с43-102; Л35 с88-99 Лекция №12 Основы термодинамики Первое начало термодинамики. Изопроцессы. Л10 с227-250, с289-308; Л11 с96-102; Л34 т3 с15-19,с30-32,с103-109; Л35 с100-110 Лекция №13 Обратимые и необратимые тепловые процессы Цикл С. Карно и его КПД. Теорема Карно. Приведенная теплота. Теорема О. Клаузиуса. Энтропия. Термодинамические потенциалы. Второе начало термодинамики и его физический смысл. Статистическое толкование второго начала термодинамики. Связь энтропии с вероятностью состояния. Энтропия открытой нелинейной системы. Самоорганизующиеся системы. Л10 с227-250, с289-308;4 Л11 с96-102; Л34 т3 с105-128; Л35 с110-118 Лекция №14 Явления переноса Общая характеристика явлений переноса. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега. Время релаксации. Явления переноса в неравновесных термодинамических системах. Молекулярно-кинетическая теория явлений переноса: теплопроводности, вязкого трения, диффузии. Коэффициенты переноса. Л10 с55-56; Л11 с83-85, с55-56; Л12 с444-446; Л34 т3 с175-200; Л35 с95-97 Лекция №15 Реальные газы Эффективный диаметр молекул. Силы межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Я. Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Л11 с82-83, с119-120, с121-124; Л34 т3 с37-41; Л35 с119-125 Лекция №16 Фазовые переходы первого и второго рода Фазовые равновесия и фазовые превращения. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Критическая точка. Метастабильные состояния. Тройная точка. Л10 с308-326; Л11 с124-127; Л34 т3 с155-174; Л35 с143-146 Лекция №17 Обзорная лекция 2 Практические занятия Занятие №1 Вводное: знакомство с учебным планом; организационные вопросы. Кинематика материальной точки. Школьный учебник по физике за 9 класс. Номера задач по Л33(1.2; 1.22; 1.53; 1.26) Занятие №2 Законы Ньютона. Законы сохранения импульса и энергии Физическое содержание законов Ньютона. Законы сохранения: импульса, энергии. Применение законов сохранения к упругому и неупругому ударам. Л10 с36-43, с56-84 Номера задач по Л33(2.4; 2.31; 2.44; 2.51; 2.80; 2.89; 2.93) Л34 т1 с53-65 Занятие №3 Динамика твердого тела Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции. Кинетическая энергия, основной закон динамики вращательного движения. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Л10 с101-112 Номера задач по Л9(1.60; 3.6; 3.15; 3.28; 3.40; 3.41) Л34 т1 с157-169,с177-190 Занятие №4 Рейтинг: зачетный блок ИДЗ1, М1 Занятие №5 Газовые законы Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно – кинетической теории. Максвеловское распределение молекул по скоростям. Л10 с221-217 Номера задач по Л9(5.9; 5.24; 5.25; 5.50; 5.59; 5.93) Л34 т3 с65-77, с23-26 Занятие №6 Первое начало термодинамики Внутренняя энергия системы, количество теплоты, применение первого начала термодинамики к различным процессам, работа, совершаемая газом при различных изопроцессах. Л10 с228-238 Номера задач по Л9(5.159; 5.161; 5.173; 5.179; 5.185) Л34 т3 с15-21 Занятие №7 Рейтинг: зачетный блок ИДЗ2, М2 Занятие №8 Второе начало термодинамики и явления переноса Идеальная тепловая машина. Цикл Карно. КПД идеальной машины. Энтропия. Диффузия. Теплопроводность. Внутреннее трение Л34 т3 с109-115, с89-102, с175-191 Л10 с269-288, с289-308 Номера задач по Л9(5.135; 5.140; 5.150; 5.199; 5.216) Занятие №9 Рейтинг: зачетный блок ИДЗ3, М3 3 Лабораторные занятия Занятие №1Вводное: знакомство с учебным планом; вопросы техники безопасности; требования к оформлению отчетов; обработка результатов измерений; выдача маршрутов Занятие №2 Лаб. раб. №1”Определение коэффициента трения скольжения”. Л5 т1 с51-55; МУ2* Л34 т1 с74-77 МУ2* - условное обозначение методических указаний к лабораторным работам по физике на страницах 19-20 Контрольные вопросы:
Занятие №3 Лаб. раб. №2”Определение модуля сдвига и модуля кручения методом крутильных колебаний” Л5 т1 с47-51; МУ4 Л34 т1 с73 Контрольные вопросы:
Занятие №4 Лаб. раб. №5”Определение момента инерции и проверка теоремы Штейнера” Л5 т1 с104-108; МУ6 Л34 т1 с164-169 Контрольные вопросы:
Занятие №5 Лаб. раб. №6”Определение модуля упругости” Л5 т1 с47-51; МУ7 Л34 т1 с69-73 Контрольные вопросы:
Занятие №6 Рейтинг: зачетный блок Л1 Занятие №7 Лаб. раб. №9”Определение ускорения свободного падения по кривой зависимости периода колебаний маятника от положения подвеса стержня” Контрольные вопросы:
Занятие №8 Лаб. раб. №10”Определение ускорения свободного падения” Л5 т1 с44-47; МУ9 Л34 т1 с78-80 Контрольные вопросы:
Занятие №9 Лаб. раб. №17”Определение коэффициента линейного расширения твердых тел ” МУ11 Контрольные вопросы:
Занятие №10 Лаб. раб. №18”Определение показателя адиабаты” Л5 т1 с234-138; МУ12 Контрольные вопросы:
а) идеального газа; б) реального газа.
Занятие №11 Рейтинг: зачетный блок Л2 Занятие №12 Лаб. раб. №21”Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости ” Контрольные вопросы:
Занятие №13 Лаб. раб. №22”Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса ” Л5 т1 с140-147; МУ13 Л34 т1 с318-320 Контрольные вопросы:
Занятие №14 Лаб. раб. №24”Определение удельной теплоемкости твердых тел ” Л5 т1 с234-238; МУ14 Контрольные вопросы:
Занятие №15Досдача лабораторных работ по блокам Л1 и Л2 Занятие №16, №17 Рейтинг: зачетный блок Л3 ^
4.3 Методические указания к лабораторным ^
Содержание Стр. 1 Лекционные занятия 1.1 Механика……………………...……………….………....5 1.2 Статистическая физика и термодинамика……..……….7 2 Практические занятия….……………………………..…........9 3 Лабораторные занятия……………………………………....10 4 Литература 4.1 Основная литература………………………....................16 4.2 Учебно-методические материалы по физике ….....…...18 4.3 Методические указания к лабораторным работам по физике ………………………..…………………………………....19
Планы учебных занятий по физике студентов I курса II семестра всех специальностей дневного отделения Составили: Орлова Е.Ф. Смирнов Ю.М. Редактор Набор текста в электронном варианте А.Антонова Подписано к печати 2004. Формат 60х90х16. Объем 3,4 уч.-изд.л. Тираж_____экз. Заказ_______.Цена договорная Печатно-множительная мастерская КарГТУ. Караганда, Б.Мира,56
|