В.М. Полунин, Г.Т. Сычёв
Сборник
Тестовых задач по физике
Часть 1
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
Курск 2008
УДК 531/534
ББК В21
П53
Рецензенты:
Доктор физико-математических наук,
профессор А.А. Родионов
Доктор физико-математических наук, профессор Ю.А. Неручев
Кандидат технических наук Д.И. Якиревич
Полунин, В.М. Сборник тестовых задач по физике. [Текст]: в 2 ч. Часть 1 /В.М. Полунин, Г.Т. Сычев; Курск. гос. техн. ун – т. Курск, 2008. 323 с. Ил. 144. Библиограф.: 259 с.
Сборник задач составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта, примерной программы дисциплины «Физика» и рабочей программы по физике для студентов инженерно – технических специальностей КурскГТУ.
Излагаются рекомендации к решению задач по механике и молекулярной физике. Приводятся тестовые задачи 1-го уровня сложеости, основные понятия, определения и формулы, необходимые приложения.
Предназначен для аудиторной и самостоятельной работы по физике студентов инженерно – технических специальностей всех формы обучения.
Текст печатается в авторской редакции
Компьютерная верстка и макет О.А. Леоновой
Подписано в печать 11.08 08. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.
Усл. печ. л..Уч. – изд. л.. Тираж 250 экз. Заказ.
Курский государственный технический университет.
Издательско-полиграфический центр Курского государственного
технического университета: 305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОТ АВТОРОВ.. 3
ВВЕДЕНИЕ.. 4
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ
И ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ.. 7
1. Физические основы механики. 8
1.1. Примеры решения задач. 8
1.2. Задачи первого уровня сложности. 49
для самостоятельного решения. 49
2. Физические основы механики. 71
2.1. Примеры решения задач. 71
2.2. Задачи первого уровня сложности. 119
для самостоятельного решения. 119
3. Основы молекулярной физики и термодинамики. 139
3.1. Примеры решения задач. 139
3.2. Задачи первого уровня сложности. 225
для самостоятельного решения. 225
РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 259
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. 260
Физические основы механики.
Основные понятия, определения и законы.. 260
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. 295
Основы молекулярной физики и термодинамики.
Основные понятия, определения и законы.. 295
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. 320
Правила приближённых вычислений. 320
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. 321
Таблицы физических величин. 321
ОТ АВТОРОВ
Настоящий сборник задач составлен по материалам, наработанным авторами в процессе преподавания общей физики студентам инженерно – технических специальностей, с относительно малым объемом аудиторных занятий.
Книга представляет собой сборник тестовых задач, которые студенты дневной формы обучения должны решать как на практических аудиторных занятиях, так при выполнении самостоятельных контрольных заданий в процессе обучения в семестре, а студенты заочной и дистанционной форм обучения – при выполнении соответствующих контрольных работ.
Изложение материала в данной работе предусматривает знание студентами математики в объеме школьной программы. Кроме того, предполагается, что студенты уже изучили или изучают параллельно читаемому курсу соответствующий "вузовский" материал (дифференциальное и интегральное исчисление, анализ функций, дифференциальные уравнения, векторную алгебру, ряды).
В сборнике рассматривается большое количество примеров решения задач и приведены основные понятия, определения и законы, что существенно повышает возможности для самостоятельного изучения материала.
Обозначения единиц измерения физических величин даны через основные и производные единицы системы в системе СИ.
Авторы будут благодарны всем, кто внимательно просмотрит данный сборник и выскажет определенные замечания по существу. Кроме того, они постараются учесть все рациональные замечания со стороны коллег – физиков, студентов и внести соответствующие исправления и дополнения.
В.М. Полунин,
Г.Т. Сычев
Введение
Учебный процесс не может осуществляться без надежной обратной связи, реализуемой через контроль за ходом учебного процесса и его результатами. Контроль за ходом учебного процесса является многофакторным и требующим получения достоверных данных, необходимых для принятия правильных решений по управлению учебным процессом.
Для обеспечения достоверности результатов контроля требуется соблюдение условий его идентичности (единые задания, единые критерии оценки, единые требования, единое время контроля и т.п.). Важное значение для контроля имеют его объективность, комплексная оценка качества учебной работы студентов при освоении ими требований ГОС и рабочей программы.
Основными целями обучения являются: а) развитие индивидуального творческого мышления; б) активизация учебного процесса на протжении всего периода изучения дисциплины; в) организация самостоятельной и индивидуальной работы.
Основными задачами процесса обучения являются: а) повышение желания студентов к освоению программы курса физики путём более высокой дифференциации оценки их учебной работы в семестре; б) повышение уровня организации учебного процесса.
Все выше изложенное предусматривалось при создании данного сборника.
Сборник тестовых задач состоит из двух частей. В первой части представлены тестовые задачи 1-го уровня сложности по разделам: I. Физические основы механики (кинематика и динамика. Волновые процессы. Акустика); II. Физические основы механики (э нергия, работа, мощность. Законы сохранении в механике. Поле тяготения. Движение в поле центральных сил. Элементы специальной теории относительности); III. Основы молекулярной физики и термодинамики (конденсированное состояние. Кинематика и динамика жидкостей. Основные понятия, определения и законы молекулярной физики и термодинамики. Статистический метод исследования. Основы термодинамики. Реальные газы. Фазовые равновесия и превращения. Кинетические явления). В этой части в качестве приложений даны основные понятия, определения и законы по указанным разделам, некоторые правила приближенных вычислений и таблицы физических величин.
Во второй части – тестовые задачи 2-го и 3-го уровней сложности тех же разделов, которые предназначены для студентов, получивших глубокие знания на предшествующем этапе обучения по физике, наиболее одаренных студентов и для молодых, начинающих работу в вузе преподавателей. Однако это не означает, что вышеуказанные студенты не могут пользоваться первой частью сборника.
Авторы, при подборе задач, руководствовались следующими принципами:
1. Задачи должны быть такими, чтобы при их решении основное внимание уделялось физической стороне вопроса, а именно:
– понять условие, отделив главное от второстепенного;
– выявить основные физические процессы, имеющие место в данном случае;
– выяснить, каким физическим законам подчиняются эти процессы;
– при необходимости из нескольких законов выбрать один, применение которого приведет к кратчайшему пути решения задачи.
2. Более простые задачи должны предшествовать более сложным.
3. В пределах каждого раздела задачи должны быть взаимосвязаны.
Большинство задач для самостоятельного решения, приведенных в данном сборнике взято из задачников. Многие задачи переработаны. Часть задач составлена авторами.
Предполагается, что, работая с данным сборником, студенты (молодые преподаватели) будут пользоваться не только им, но и задачниками (учебными пособиями, справочниками по физике), в которых они найдут необходимый теоретический и справочный материал.
В приложениях приводятся некоторые правила приближенных вычислений и справочные таблицы. Приведен список рекомендательной литературы.
ОБЩИЕ методические УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ И ВЫПОЛНЕНИЮ контрольных заданий
Номера задач, которые студент должен включить в свое контрольное задание или контрольную работу, определяются по таблицам вариантов, которые составляются лектором потока.
Контрольное задание или контрольную работу нужно выполнять в тетради, в соответствии с установленной формой. Условия задач необходимо переписать полностью без сокращений. Для замечаний преподавателя на странице тетради нужно оставлять поля.
В конце контрольного задания или контрольной работы необходимо указать, каким учебником или учебным пособием студент пользовался при изучении данного раздела физики (название учебника, автор, год издания). Это необходимо для того, чтобы преподаватель, проверяющий контрольную работу, в случае необходимости смог указать, что следует студенту изучить для завершения работы.
Студенты безотрывных форм обучения зачтенную контрольную работу предъявляют экзаменатору. Студент должен быть готов во время экзамена дать пояснения по существу решения задач.
Решение задачи следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями; в тех случаях, когда это необходимо, дать чертеж, выполненный с помощью чертежных принадлежностей. Решить задачу надо в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи. При таком способе решения не производятся вычисления промежуточных величин. После получения расчетной формулы для проверки правильности полученного результата следует применить правило размерности. Числовые значения величин при подстановке их в расчетную формулу следует выражать только в единицах системы СИ. При подстановке в расчетную формулу, а также при записи ответа числовые значения величин следует записывать как произведение десятичной дроби на соответствующую степень десяти. Вычисления по расчетной формуле надо проводить с соблюдением правил приближенных вычислений. Это относится и к случаю, когда результат получен с применением калькулятора или ЭВМ.
