Методические рекомендации по выполнению контрольной работы по физике для заочного отделения 1 курс
учебно-методическое пособие на тему

Министерство образования и науки Хабаровского края

Краевое государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре строительный колледж»

Методические рекомендации

по выполнению контрольной работы по физике

для заочного отделения 1 курс

Выполнил:

преподаватель высшей

квалификационной категории

Г.П.Коробкова

2016    

Содержание

Данные учебно-методические рекомендации предназначены для студентов заочной формы обучения, обучающихся в средних профессиональных заведениях по специальностям технического профиля. Методические указания включают в себя, содержание тем, при изучении которых предусмотрено выполнение контрольных работ и  методические указания для их выполнения,  вопросы для самоконтроля, информационное обеспечение обучения. Методические указания составлены в соответствии с          требованиями федерального государственного образовательного стандарта и рабочей программой общеобразовательной учебной дисциплины «Физика» составленной с учетом требований федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования в пределах  соответствующей ОПОП СПО (ППКРС/ППССЗ)

1. Основные вопросы программы по физике

(разделы «Механика»,«Молекулярная физика и термодинамика», «Электродинамика»)

«Механика»

Материальная точка. Траектория. Система отсчета. Путь, перемещение, скорость, ускорение. Равномерное и равнопеременное прямолинейное движение. Формулы и графики для пути и скорости. Движение материальной точки по окружности. Формула нормального ускорения. Единицы измерения кинематических величин.

Закон инерции (первый закон Ньютона), масса – мера инертности, инерциальные системы отсчета. Второй закон Ньютона, определение силы, принцип суперпозиции сил, результирующая сила. Импульс тела, закон изменения импульса, закон сохранения импульса. Реактивное движение. Единицы измерения массы, силы, импульса.

Работа и энергия. Работа постоянной и переменной сил. Мощность. Кинетическая энергия. Потенциальная  энергия. Сила упругости. Сила тяготения, гравитационное поле, закон всемирного тяготения, ускорение свободного падения, вес тела, потенциальная энергия тела вблизи поверхности Земли. Сила трения, трение скольжения и трение качения, коэффициент трения. Закон сохранения и превращения энергии, центральный удар двух абсолютно упругих шаров. Единицы измерения работы, энергии, мощности.

Понятие о колебаниях. Уравнение гармонических колебаний; смещение, амплитуда, период, частота колебаний, круговая частота, фаза колебаний. Скорость и ускорение точки при гармонических колебаниях. Период колебаний пружинного, физического и математического маятников. Возвращающая сила. Энергия гармонических колебаний (кинетическая, потенциальная, полная). Сложение двух одинаково направленных гармонических колебаний одинаковой частоты, анализ частных случаев. Затухающие и вынужденные колебания.

«Молекулярная физика и термодинамика». Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества и явления, их подтверждающие. Модель идеального газа.

Параметры состояния газа. Экспериментальные законы для изопроцессов. Закон Клапейрона. Закон Авогадро. Закон Менделеева – Клапейрона.

Термодинамическая температура и ее физический смысл. Основные понятия термодинамики, внутренняя энергия – функция состояния системы, работа и количество теплоты как характеристики процесса. Первое начало термодинамики. Удельная теплоемкость. Физический смысл универсальной газовой постоянной. Адиабатический процесс. Работа, совершаемая газом при различных термодинамических процессах.

Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно, к.п.д. идеальной машины. Второе начало термодинамики. Реальный газ.

Общие представления о структуре жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения. Капиллярные явления.

Особенности строения твердых тел. Кристаллическое и аморфное состояние. Типы кристаллических решеток. Монокристаллы и поликристаллы. Анизотропия кристаллов.

«Электродинамика» Взаимодействие заряженных тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность поля. Потенциал поля. Разность потенциалов. Постоянный электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников. ЭДС источника тока. Закон Ома для полной цепи. Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля—Ленца. Мощность электрического тока.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:

• У1 описывать и объяснять физические явления и свойства тел: движение тел и искусственных спутников Земли; свойства газов, жидкостей и твердых тел; электромагнитную индукцию, распространение электромагнитных волн; волновые свойства света; излучение и поглощение света атомом; фотоэффект;
• У2   отличать гипотезы от научных теорий;
• У3   делать выводы на основе экспериментальных данных;
• У4 приводить примеры, показывающие, что: наблюдения и эксперимент являются основой для выдвижения гипотез и теорий, позволяют проверить истинность теоретических выводов; физическая теория дает возможность объяснять известные явления природы и научные факты, предсказывать еще неизвестные явления;
• У5  приводить примеры практического использования физических знаний: законов механики, термодинамики и электродинамики в энергетике; различных видов электромагнитных излучений для развития радио и телекоммуникаций, квантовой физики в создании ядерной энергетики, лазеров;
• У6   воспринимать и на основе полученных знаний самостоятельно оценивать информацию, содержащуюся в сообщениях СМИ,  Интернете, научно-популярных статьях.
• У7  применять полученные знания для решения физических задач;
• У 8  определять характер физического процесса по графику, таблице, формуле;
• У9 измерять ряд физических величин, представляя результаты измерений с учетом их погрешностей;
• У10  использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для обеспечения безопасности жизнедеятельности в строительной отрасли; в процессе использования транспортных средств, бытовых электроприборов, средств радио- и телекоммуникационной связи; оценки влияния на организм человека и другие организмы загрязнения окружающей среды; рационального природопользования и защиты окружающей среды

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

• З1 смысл понятий: физическое явление, гипотеза, закон, теория, вещество, взаимодействие, электромагнитное поле, волна, фотон, атом, атомное ядро, ионизирующие излучения, планета, звезда, галактика, Вселенная;
• З2 смысл физических величин: скорость, ускорение, масса, сила, импульс, работа, механическая энергия, внутренняя энергия, абсолютная температура, средняя кинетическая энергия частиц вещества, количество теплоты, элементарный электрический заряд;
• З3 смысл физических законов классической механики, всемирного тяготения, сохранения энергии, импульса и электрического заряда, термодинамики, электромагнитной индукции, фотоэффекта;
• З4 вклад российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие физики;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать общими компетенциями:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

2. Указания к выполнению контрольной работы

С целью углубления понимания физических процессов необходимо овладеть умением решать задачи по физике. Для решения задач недостаточно теоретических знаний по предмету, необходимы специальные знания по методике решения задач. Эти специальные знания приобретаются в ходе самостоятельного решения большого числа задач.

Методика решения задач по физике рекомендует придерживаться следующего алгоритма действий:

1. представление физической модели задачи, т.е. проникновение в физическую суть условий поставленной задачи;

2. поиск решения, т.е. исследование возможных вариантов решения данной задачи;

3. решение задачи, т.е. действия в соответствии с выбранным вариантом;

4. оценка полученных результатов, отказ от нефизических вариантов ответов.

Первый этап решения задачи является наиболее важным. Для адекватного представления физической модели необходимы знания по физике, если их нет, нужно сначала обратиться к теоретическому материалу по соответствующему разделу физики. Поможет в представлении физической сути задачи следующая последовательность действий:

1. внимательно прочитайте условие задачи
2. проанализируйте условие задачи и определите раздел к которому она относится
3. запишите ее краткое условие, выполнив перевод внесистемных единиц в систему СИ
4. при необходимости сделайте чертеж

На втором этапе после получения физической модели следует применить известные алгоритмы решения аналогичных физических задач.

При этом совсем необязательно, что первый же алгоритм приведет к правильному решению. Физические задачи очень разнообразны, для их решения могут использоваться разные алгоритмы. Второй этап называется этапом поиска решения, поэтому, столкнувшись с неудачей, надо искать другие варианты решений. Это нормальный процесс решения задач. При самостоятельном решении задачи необходимо проявить волю и усидчивость.    

Успешное выполнение второго этапа предполагает следующую последовательность действий:

1. запишите физические формулы, отражающие законы, которые лежат в основе явлений, описанных в задаче
2. установите зависимость между исходными данными задачи и искомыми величинами
3. решите задачу в общем виде, получите буквенное выражение искомых величин или решайте по-шаговым способом
4. проведите проверку размерности полученных выражений.

На третьем этапе проведите вычисления по полученным формулам.

Четвертый этап заключается в проведении анализа полученного решения.

Каждый студент выполняет контрольную работу, согласно своему варианту, который определятся порядковым номером в учебном журнале группы.

Правила оформления решения задач:

Работа, присланная на рецензию, должна быть выполнена в отдельной ученической тетради и написана от руки, на обложке которой нужно указать курс, фамилию, инициалы, номер группы.

Задачи контрольной работы должны иметь те номера, под которыми они стоят в методических указаниях. Решения контрольных задач располагаются в порядке номеров, указанных в задании. Перед каждой задачей необходимо записать ее условие. Условия задач переписываются полностью, затем делается краткая запись условия задачи, где числовые данные выписываются столбиком. Каждую задачу начинайте с новой страницы. Для замечаний рецензента следует оставлять  поля шириной 4-5 см. Контрольную работу выполнять чернилами или шариковой ручкой синего или чёрного цвета.

Решение задачи должно содержать:

• необходимую схему или график, поясняющий решение задачи;
• словесные пояснения физических величин (как заданных, так и введенных во время решения);
• краткие, но исчерпывающими пояснения хода решения задачи; формулы физических законов, используемые в решении задач; для частных случаев формулы, получающиеся из этих законов необходимо выводить;
• проверку размерности;
• вычисления искомых физических величин.

Задание следует выполнять аккуратно, без пропуска задач. При невыполнении указанных условий задание будет возвращаться студенту для переработки.

Получив проверенную работу, студент обязан тщательно изучить все замечания рецензента, уяснить свои ошибки и внести исправления. Повторно работа представляется на рецензию обязательно вместе с тетрадью, в которой была выполнена не зачтенная контрольная работа работа, и с рецензией на нее. Замечания и рекомендации, сделанные преподавателем, следует рассматривать как руководство для подготовки к беседе по решениям задач. Тетрадь с контрольной работой нужно сохранить до получения зачета по ней и сдачи экзамена.

3.Примеры решения задач

1). Задача на определение ускорения. 

Уравнение движения тела имеет вид х = 15t + 0,4 t2 м. Найти ускорение движения тела.

Ответ:

2)Мяч брошен со скоростью 10 м/с вертикально вверх. Найти высоту его наибольшего подъема.Запишем краткое условие задачи.

Дано:

V0 = 10 м/с

g=10м/

В точке наивысшего подъема вертикальная составляющая скорости равна 0, т.е. Vy  =  0.

Тогда высота наибольшего подъема    

Проведем проверку размерности: 

Вычислим высоту наибольшего подъема: .

Ответ: h=5м.

4.Варианты

Контрольная работа №1

Номер варианта соответсвует порядковому номеру студента в журнале

Задачи.

1. Прямолинейное движение точки описывается уравнением х = -5t + 4 t2Найти скорость и ускорение точки в момент времени 2с
2. Прямолинейное движение точки описывается уравнениемх = 5t + 1,2t2 м. Найти скорость и ускорение точки в момент времени 2с
3. Определить массу кислорода, объем которого 20 м3, находящегося под давлением 1,93*105 Па при температуре 170С. (R=8,31 Дж/К/Моль)
4. Х=3,5sin(4πt+π/3)- зависимость координаты тела, совершающего гармонические колебания, от времени. Определить амплитуду, период и частоту колебаний.
5. При увеличении давления в 1,5 раза объем газа уменьшился на 30 мл. Найти первоначальный объем. Температура постоянна.
6. Вычислите разность потенциалов между двумя точками 1 и 2, находящимися на расстояниях 10 см и 20 см соответственно, от точечного заряда q=10-8 Кл
7. Из старинной пушки, ствол которой установлен под углом 300 к горизонту, выпущено ядро со скоростью 140 м/с. Найти проекции скорости на ось ОХ и ОУ, время падения. Вычислить дальность полета
8. Найти начальную и конечную температуры, если при изобарном охлаждении на 290 К его объем уменьшился вдвое.
9. Определить коэффициент жесткости пружины динамометра, если его показания 1 Н, при этом пружина растянута на 6,5 см, а первоначально ее длина 4 см
10. Определить температуру газа, имеющего энергию Еко=10-19 Дж. (к=1,38*10-23 Дж/К)
11. Тело массой 2 кг тянут за пружинку с постоянной скоростью. Коэффициент жесткости пружинки К=100 Н/м, коэффициент трения μ=0,3. Определить величину растяжения пружины.
12. Турист прошел на север 15 км, затем свернул на восток и прошел 7 км, потом повернул на юг и прошел 10 км. Найти путь и перемещение туриста
13. Спирт поднялся по капиллярной трубке на высоту 55 мм. Определить радиус капилляра, если плотность спирта 800 кг/м3, коэффициент поверхностного натяжения для спирта 22,6 мН/м
14. Определить ускорение свободного падения при помощи математического маятника длиной 1 м, совершающего за 1 минуту 30 колебаний
15. Газ находился при давлении 103 кПа и температуре 200С определить его концентрацию. (к=1,38*10-23Дж/К)
16. Два газа с соотношениями масс м2=0,6м1 находятся в равных объемах, необходимо найти отношение давлений этих газов, если температура первого 150С, а второго 70С
17. Определить коэффициент поверхностного натяжения воды, если на рамку длиной 5 см в воде действует сила поверхностного натяжения 36*10-4 Н
18. Самолет делает «мертвую петлю» радиусом 800м и движется по ней со скоростью 200 м/с. С какой силой тело летчика, массой 70 кг давит на сиденье самолета в верхней и нижней точках петли?
19. Определить давление азота на стенки сосуда, если концентрация его молекул 1022 1/м3, а скорость движения 25 м/с
20. Вычислите потенциальную энергию точечного заряда q0=2*10-9 Кл, находящегося на расстоянии 20 см от другого заряда 10-9 Кл
21. Определить силу, действующую со стороны поля напряженностью Е=3000 Н/Кл, на точечный заряд 2 нКл
22. Положительный заряд 9мкКл удерживает возле себя на расстоянии 0,5 м заряд в 1 мкКл Найти массу отрицательного заряда.
23. Термодинамической системе передано количество теплоты 300 Дж, как изменилась внутренняя энергия системы, если при этом она совершила работу 100 Дж.
24. Вычислите потенциал электростатического поля, созданного точечным зарядом q=10-9 Кл на расстоянии 10 см от него. (1/4ПЕЕ0=9*109Ф/м)
25. Определите соотношение скоростей молекул кислорода и водорода при одинаковых температурах.
26. По графику скорости нарисовать график ускорения от времени.
27. В спирали электрической плитки течет ток силой 3А при напряжении 300В. Сколько энергии потребляет плитка за 15с?
28. Чему равна сила тока в резисторе сопротивлением 2 Ом, если напряжение на его концах 2 В:
29. На цоколе электрической лампочки написано 3,5В; 0,28А. Найдите сопротивление спирали лампочки
30. Чему равно общее сопротивление между клеммами АВ , если все сопротивления по  2 Ом

5.Рекомендации по решению и оформлению задач

Решение задачи следует начинать с изучения теоретического материала по соответствующей теме.

Далее задачу следует проанализировать, выделив имеющиеся в тексте задачи

• практические данные (параметры),
• указанные условия,
• неизвестные величины (то, что нужно найти).

Для наглядности используют показанную ниже форму записи задачи.

Решение можно начать с выполнения рисунка или схемы.

Расчёты начинают выполнять в общей форме, то есть сначала записывают формулу(ы) в которой содержится неизвестный параметр. Затем с помощью математических преобразований выражают этот неизвестный параметр. Далее подставляют численные данные и проводят непосредственно вычисления.

Если задача имеет качественный характер, то в решении следует записать рассуждения, подтверждающие ваши выводы.

Ответ следует записывать как в численном виде, так и в полном виде (текст).

6. Критерии оценки контрольной работы

Из указанных задач необходимо правильно решить по выбору студента:

• на оценку «5»  – правильно 8 задач,
• на оценку «4» – от 6 до 7 задач, имеются некоторые не точности по оформлению задач
• на оценку «3»  – от 5 до 7 задач,

Офрмить задачи в соответсвии срекомендациями.( п.5)

Рекомендуемая литература

1. Дмитриева В.Ф. Физика: Учебник для студ. образоват. учреждений сред.проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 464 с.
2. Фирсов А.В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для образоват. учреждений нач. и сред, проф. образования / А.В.Фирсов; под ред. Т.И.Трофимовой. — М.: Издательский центр «Академия», 2010. — 432 с.
3. Касьянов В.А. Физика. 11 кл. – М.: Дрофа, 2005 . – 412 с.
4. Касьянов В.А. Физика. 10 кл. – М.: Дрофа, 2004 . – 416 с.