Контрольные задания для студентов дистанционного обучения

Контрольные задания для студентов дистанционного обучения

групп  ХТд,  ЖДд

Основой для изучения курса физики студентами дистанционной  формы обучения являются методические пособия, составленные для самостоятельной  подготовки студентов к экзаменам. Для изучения вопросов, которые не освещены в методических пособиях, необходимо обратиться к специальной учебной литературе, например:

             1. «Курс физики»                А. А. Детлаф, Б. М. Яворский,

             2. «Курс общей физики»    И.В. Савельев т.1, 2, 3.,

             3. «Курс физики»                Т. И. Трофимова.

или другим учебникам, предназначенным  для изучения курса общей физики в высших учебных заведениях.

Для подготовки к решению  контрольных работ предлагаем изучить  следующие учебные пособия:

1.  «Руководство к  решению задач по курсу общей  физики»                                         Е.В. Фирганг,

2.  «Все решения  к «Сборнику задач по общему  курсу физики»    В. С. Волькенштейн»     Е.Н. Изергина,

     Н.И. Петров  т.1, 2,

3   «Сборник задач с решениями»                                                                                      В.М. Гладской, П.И. Самойленко,

4   «Задачник по  физике»                                                                                                    А.Г. Чертов,  А.А. Воробьёв.

 

Программа курса физики для студентов дистанционного образования.

Каждый студент должен иметь  распечатку программы курса физики, которую необходимо самостоятельно изучить и составить конспект,  чтобы успешно освоить учебный  материал, необходимый для решения контрольных заданий и сдачи зачётов и экзаменов.

Вопросы составлены для  следующей программы:

3 семестр:  контрольная № 1    экзамен,

4 семестр:  контрольная № 2    экзамен.

 

Вопросы для конспектирования в семестре  № 3

 

Механика материальной точки и твердого тела

Основные  понятия и законы движения.

Механика и её разделы. Основные понятия: материальная точка, механическая система, перемещение, путь, мгновенная и средняя скорости, ускорение, тангенциальная и нормальная составляющая ускорения. Связь между векторами линейных и угловых скоростей и ускорений. Период и частота обращения. Поступательное и вращательное движения. Уравнения поступательного и вращательного движения.

Инерция, масса, импульс, сила. Законы Ньютона. Силы в природе: сила гравитационного взаимодействия, сила тяжести, силы трения, вес, силы реакции опоры и нормального давления, сила Архимеда. Пластическая и упругая деформации, виды упругой деформации. Законы  Гука для различных видов упругой деформации.

Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Сравнительная характеристика классической и релятивистской механики. Преобразования Галилея и преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца. Постулаты Эйнштейна.

Законы  изменения и сохранения.

Работа. Мощность, КПД. Кинетическая, потенциальная и полная механическая энергии. Консервативные и диссипативные силы и системы. Связь консервативной силы с потенциальной энергией. Закон изменения и превращения энергии, закон изменения полной механической энергии системы тел, закон сохранения полной механической энергии системы тел. Внешние и внутренние силы. Замкнутая механическая система. Законы изменения импульса механической системы и закон сохранения импульса механической системы. Теорема о кинетической энергии и теорема потенциальной энергии.

Удар, виды ударов. Запись законов  сохранения для абсолютно упругого и абсолютно неупругого ударов.

Твердое тело как система частиц

Абсолютно твердое тело. Центр масс и центр тяжести  тела. Закон движения центра масс. Момент силы относительно неподвижной точки и неподвижной оси.    Момент инерции и кинетическая энергия вращающегося твёрдого тела. Собственные и главные оси и моменты инерции. Собственные моменты инерции различных тел. Теорема Штейнера.

Основной закон динамики вращательного движения. Момент импульса материальной точки и абсолютно твердого тела относительно неподвижной точки и относительно неподвижной оси. Законы изменения момента импульса механической системы тел и закон сохранения момента импульса  механической системы тел. Работа силы при вращении твердого тела вокруг неподвижной оси.

Колебания и  волны

Колебания, виды колебаний. Затухающие и  незатухающие колебания. Периодические  колебания. Свободные и вынужденные  колебания.

Гармонические колебания. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение. График гармонических колебаний. Понятие об амплитуде, частоте, фазе, периоде.

Дифференциальное уравнение  свободных затухающих колебаний  и его решение. График затухающих колебаний. Понятие о коэффициенте затухания, декременте и логарифмическом декременте затухания, времени релаксации и добротности колебательной системы.

Дифференциальное уравнение  вынужденных колебаний и его  решение. Понятие о резонансе.

Понятие о маятнике. Математический, физический, оборотный и пружинный маятники. Период колебаний для этих маятников. Приведенная длина физического маятника.

Сложение гармонических  колебаний одного направления. Метод  векторных диаграмм.   Биения.

Сложение двух взаимно перпендикулярных гармонических колебания. Фигуры Лиссажу.

 

Волна. Механическая волна. Поперечные и продольные волны. Фронт волны, волновая поверхность, понятие о бегущей и стоячей волне. Плоские и сферические волны. Длина волны, период и частота волны. 

Дифференциальное уравнение волны (волновое уравнение). Уравнения плоской бегущей гармонической волны.

Уравнение стоячей волны. Понятие  о пучностях и узлах стоячей  волны.

Понятие о групповой  и фазовой скорости волн. Дисперсия  волн. Скорости распространения волн в различных средах.

Физические основы молекулярно-кинетической теории

Идеальный газ

Основные положения  молекулярно-кинетической теории. Понятие об идеальном газе. Основные уравнения молекулярно-кинетической теории. Степени свободы молекул.   Средняя энергия теплового движения молекулы.  Абсолютная температура. 

Максвелловское распределение  молекул по скоростям. Понятие о  наиболее вероятной, средней арифметической и средней квадратической скоростях теплового движения молекул идеального газа. Барометрическая формула.

Уравнение Менделеева - Клапейрона. Изотермический, изобарический, изохорический, адиабатный и политропный процессы. Основное уравнение состояния идеального газа и его запись для различных изопроцессов. Смесь газов. Закон Дальтона для смеси газов.

Реальный  газ

Реальные газы. Уравнения Ван-дер-Ваальса для реального газа и его анализ. Критическое состояние газа. Внутренняя энергия реального газа.

Явления переноса

Эффективный диаметр молекулы. Число столкновений и средняя  длина свободного пробега молекул. Явления переноса в газах: диффузия, теплопроводность и вязкость.

 

Физические основы термодинамики

Первое начало термодинамики

Термодинамическая система. Внутренняя энергия системы. Количество теплоты. Теплоемкость, виды теплоёмкости. Связь  теплоёмкости и внутренней энергии с числом степеней свободы молекул.

Первое начало термодинамики  и его применение к различным  изопроцессам. Работа идеального газа.

Второе начало термодинамики

Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы. Принцип действия тепловой машины. Идеальная тепловая машина Карно и её КПД.

Энтропия. Второе начало термодинамики  и его статистический смысл.

Электростатика.

Электростатическое поле, его основные свойства и характеристики. Графическое изображение электростатического  поля: силовые линии и эквипотенциали.

Точечный электрический  заряд. Закон сохранения электрического заряда. Напряженность и потенциал  неподвижного точечного заряда. Закон  Кулона. Принцип суперпозиции для электростатических полей.

Потенциальная энергия  электростатического взаимодействия точечных зарядов. Работа электростатического поля по перемещению точечного заряда.

    Проводники  и диэлектрики. Виды диэлектриков. Проводники и диэлектрики в  электростатическом поле. Поток  вектора напряжённости электрического  поля. Teopeма Остроградского-Гаусса для электростатического поля неподвижных зарядов в вакууме и в веществе.

Электроемкость уединенного проводника и конденсатора. Виды конденсаторов. Формулы для расчета электроемкости плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов. Виды соединения конденсаторов. Формулы для определения емкости батареи конденсаторов. Энергия электрического поля уединенного проводника и конденсатора. Объемная плотность энергии электрического поля.

Электрический диполь. Напряженность  и потенциал точечного диполя.

Постоянный электрический  ток

   Электрический ток. Постоянный  электрический ток и его основные  характеристики: сила тока и плотность  тока.

   Сопротивление  проводника. Последовательное и  параллельное  соединения проводников. 

Законы Ома и Джоуля-Ленца. Работа и мощность постоянного электрического тока. Правила Кирхгофа для расчета электрических цепей постоянного тока.

Вопросы для конспектирования в семестре  № 4

 

Магнитное поле

   Магнитное поле, его основные свойства и характеристики. Графическое изображение магнитного поля: силовые линии вектора магнитной индукции. Поток вектора магнитной индукции.

   Закон Био-Савара-Лапласа.  Принцип суперпозиции для магнитных  полей. Магнитное поле прямолинейного  проводника с током конечной и бесконечной длины, бесконечно длинного соленоида и тороида с током,  в центре кругового витка с током.

   Силы Ампера и Лоренца.  Движение заряженных частиц в  магнитном поле. Взаимодействие двух параллельных проводников с током. Работа магнитного поля по перемещению проводника и контура с током. Магнитный механический момент контура с током в магнитном поле.

   Диамагнетики, парамагнетики  и ферромагнетики. Их особенности  и основные характеристики. Закон  полного тока для магнитного поля в вакууме и в веществе.

Электромагнетизм

Опыты Фарадея. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции и взаимной индукции. Индуктивность контура и соленоида. Энергия магнитного поля контура с током и соленоида.

Переменный электрический ток

Переменный электрический ток  и его основные характеристики. Цепь переменного тока только с активным сопротивлением, с чистой емкостью и чистой индуктивностью. Законы Ома  и векторные диаграммы для  таких цепей. Цепь переменного тока, содержащая последовательно соединенные активное сопротивление, емкость и индуктивность. Закон Ома и векторная диаграмма для такой цепи. Явление последовательного и параллельного резонанса в цепи переменного тока.

Оптика

Электромагнитные волны и их свойства. Шкала электромагнитных волн.

Интерференция света

Волновая природа света. Монохроматические  и когерентные волны. Явление интерференции света. Условия усиления и ослабления света при интерференции. Интерференция света в тонких плёнках. Кольца Ньютона.

Дифракция света

Дифракция света. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на небольшом круглом отверстии и диске. Дифракция Фраунгофера на одной и многих щелях. Дифракционная решетка и её основные характеристики. Виды дифракционных решеток. Формула дифракционной решетки.

Взаимодействие  света с веществом

Поглощение света. Закон Бугера. Рассеяние света. Закон Релея. Дисперсия  света.

Поляризации света

Явление поляризации света. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Степень поляризации. Способы получения линейно поляризованного света. Закон Брюстера. Закон Малюса. 
Оптически активные вещества. Формулы для определения угла поворота плоскости поляризации в оптически активных веществах.

Тепловое  излучение

Тепловое излучение. Основные характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело, серое тело и их отличия от реальных тел. Модель абсолютно черного тела. Кривые теплового излучения абсолютно черного тела. Законы теплового излучения: Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина, Рэлея-Джинса, Планка. Понятие об УФ катастрофе.

Фотоэффект

Явление фотоэффекта и  его виды. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Понятие о работе выхода и красной границе фотоэффекта.

Атомная и ядерная  физика.  Физика элементарных частиц

Явление радиоактивности. Законы радиоактивности. Обозначение атомных ядер.