Контрольная работа № 1

Иркутский государственный аграрный университет

Им. А.А. Ежевского

ФИЗИКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ   РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Иркутск

2018

УДК 530.1 (076)

ББК  22.31

 

 

ФИЗИКА. Методические рекомендации по выполнению контрольной работы/ Бузунова М. Ю - Иркутск: Иркутский ГАУ, 2018. - 25 с.

 

Рекомендации содержат методические указания по выполнению и оформлению контрольной работы, условия задач по основным разделам курса общей физики.

Предназначены для организации самостоятельной работы студентов.

©  Бузунова М.Ю 2018

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ  УКАЗАНИЯ  К  ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Контрольные работы по дисциплине ФИЗИКА состоят из выполненных студентами решений физических задач.

Физической задачей в учебной практике обычно называют небольшую проблему, которая в общем случае решается с помощью логических умозаключений и математических действий.

Решение физических задач требует от решающего знания основных законов физики и их следствия, умения анализировать задачу и правильно применять для её решения свои знания. С одной стороны, сам процесс решения помогает более глубоко и сознательно овладеть изучаемым материалом, с другой, - знание теоретического материала является непременным условием умения решать физические задачи.

Физические задачи разнообразны по содержанию. Прочитав условие некоторых задач, можно не знать, с чего начать решение. Поэтому полезно привлекать для решения данной задачи опыт прежних решений, проводить аналогии, делать упрощения и т.п.

Универсальный прием для решения любой физической задачи предложить невозможно. Физические задачи весьма разнообразны. Тем не менее, существуют некоторые общие правила или предписания алгоритмического типа, обеспечивающие определенную последовательность элементарных действий при решении задач. Последовательность этих действий такова, что она может быть успешно применена к решению широкого круга физических задач.

В основном эти общие правила состоят в следующем:

1. Внимательно прочитайте условие задачи и выясните смысл терминов и выражений в нее входящих.

Если что-то не ясно, следует обратиться к учебнику, посмотреть решения других задач, проконсультироваться с преподавателем и т.п.

2. Запишите кратко условие задачи, вводя для заданных в условии величин и для определяемой величины буквенные обозначения.

Если выбраны условные обозначения в виде стандартных для данного раздела физики букв, то легче вспомнить формулы, связывающие соответствующие величины, четче видно, какие характеристики заданы, все ли они выражены в одной системе единиц и т.д.

3. Выразить все числовые значения заданных в условии величин в единицах СИ.

4. По возможности, сделайте рисунок, чертеж или условную схему, поясняющие сущность задачи.

На рисунке целесообразно указать заданные и искомые величины в буквенном виде, введенном в условии.

5. Проведите анализ задачи, вскрывающий ее физический смысл. Установите, какие физические законы и соотношения могут быть использованы при решении данной задачи.

6. На основании физических законов составьте уравнения, связывающие физические величины, которые характеризуют рассматриваемое в задаче явление.

7. Решите записанные уравнения математически относительно искомой величины и получите ответ в общем виде.

Ответ в общем виде представляет собой алгебраическое выражение, в котором с левой стороны от знака равенства приведено буквенное обозначение искомой величины, а с правой стороны – алгебраическое выражение из буквенных обозначений заданных в условии величин, табличных значений и числовых коэффициентов.

8. Проверьте правильность решения в общем виде, сравнив единицы измерения в обеих частях равенства.

Для этого в формулу решения в общем виде следует подставить единицы измерения всех величин и произвести необходимые действия.

При проверке единиц измерения надо иметь в виду, что над обозначениями единиц физических величин можно производить действия, как над арифметическими величинами: их можно сокращать, возводить в степень и т.д. Однако всегда надо помнить, что арифметические действия можно выполнять с обозначениями единиц одинакового наименования. Поэтому перед началом проверки все единицы измерения надо выразить через основные единицы СИ. Это всегда можно сделать, так как единица измерения какой-либо величины обязательно является комбинацией единиц измерения основных единиц системы физических величин.

Если полученная таким образом единица измерения не совпадет с единицей измерения искомой величины, то задача решена неверно.

9. Подставьте в формулу решения в общем виде вместо буквенных обозначений числовые значения величин в единицах СИ и, произведя вычисления, получите числовой ответ.

10. Решение задачи сопровождайте краткими, но исчерпывающими пояснениями.

При использовании приведенной схемы решения задачи следует иметь в виду, что для физической задачи важна правильность не только хода выполнения решения и численного значения ответа, но и качественная сторона решения.

 

Пример решения задачи

 

Задача. Брусок скользит сначала по наклонной плоскости длиной 42 см и высотой 7 см, а затем по горизонтальной плоскости, после чего останавливается. Определить коэффициент трения скольжения, считая его неизменным, если по горизонтальной плоскости брусок проходит до остановки расстояние 142 см.

 

Дано: l ₁  = 42 см = 0,42 м; l ₂ = 142 см = 1,42 м; h  = 7 см = 0,07 м.

Найти: μ .

Решение. Выполним рисунок, на котором изобразим вектора сил, действующих на брусок при его движении по наклонной и горизонтальной плоскостям. При движении по наклонной плоскости на брусок действуют:  - сила тяжести;  - сила нормальной реакции наклонной плоскости;  - сила трения скольжения, причем

 

.

Здесь α – угол, который наклонная плоскость составляет горизонтальной поверхностью, а μ - коэффициент трения скольжении.

При движении по горизонтальной поверхности на брусок действуют:  - сила тяжести;  - сила нормальной реакции горизонтальной поверхности; - сила трения скольжения, причем

 

.

Рассматривая «брусок-поверхность-Земля» как замкнутую механическую систему, в которой действует не потенциальная сила - сила трения, запишем закон изменение механической энергии рассматриваемой системы:

,

где Е₀ и Е - полная энергия механической системы в начальном и конечном состояниях; А - работа сил трения при перемещении бруска.

Если конечное положение бруска принять за нулевой уровень отсчета потенциальной энергии, то так как в конечном состоянии брусок неподвижен, то Е = 0. В начальном положении брусок тоже неподвижен, но он находится на расстоянии h от нулевого уровня отсчета потенциальной энергии, поэтому .

Работа сил трения

,

где

,

.

Знак минус указывает, что силы препятствуют движению. Тогда

или

.

Отсюда

.

Выразим  через высоту h и длину l₁ наклонной плоскости: . Тогда решение задачи в общем виде:

.

Выполним проверку единиц измерения в общем решении задачи:

.

Подставим в формулу общего решения задачи числовые значения и выполним вычисления:

 

.

 

Студенты, пользуясь данным учебным пособием, выполняют контрольные работы в соответствии с таблицами вариантов заданий.

Выбор задач для контрольной работы производится по таблице Контрольная работа №1 , определяя нужный вариант по последней цифре учебного шифра.

При выполнении контрольной работы задания оформляются следующим образом.

1. Контрольная работа выполняется в отдельной тетради. На титульном листе тетради надо указать номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, специальность и учебный шифр. Решение каждой задачи из выбранного варианта в данном задании начинается с новой страницы. В конце работы следует привести список использованной литературы и расписаться.

2. Условия всех задач переписываются полностью, без сокращения.

3. Все значения величин, заданных в условии, а также взятые из справочных таблиц, записываются отдельной строкой, вводя для каждой из них буквенное обозначение. При записи все численные значения выражаются в единицах СИ. Ниже записываются буквенные обозначения величин, которые надо определить.

4. Для иллюстрации решения задачи выполняется рисунок, схематический чертеж. Если происходит изменение состояния объекта, надо сделать несколько последовательных рисунков. На рисунках изобразить физические величины, пользуясь условными графическими и буквенными обозначениями, показать физическое взаимодействие, существенное для данной задачи. Рисунки выполнять, пользуясь чертежными инструментами, аккуратно, с соблюдением всех правил технического черчения.

5. Решение задачи сопровождается краткими, но исчерпывающими пояснениями. При объяснении решения задачи указываются основные физические законы и формулы, на которых базируется решение, в обязательном порядке разъясняются все используемые буквенные обозначения.

6. Решение задачи выполняется в общем виде, т. е. только в буквенных обозначениях. Для этого записывают исходные формулы, выполняют алгебраические преобразования и получают расчетную формулу для искомой величины. При получении расчетной формулы приводится её вывод, сопровождающийся пояснением используемых математических приемов и преобразований.

7. Выполнить проверку единицы измерения искомой величины по расчетной формуле и тем самым подтвердить правильность решения задачи.

8. Выполнить вычисление искомой величины путем подстановки заданных числовых значений величин в расчетную формулу. Числа в расчетную формулу подставляются в том же порядке, в каком в неё записаны буквенные обозначения физических величин. При подстановке чисел в формулу целесообразно представлять их в виде чисел, умноженных на 10 в необходимых степенях. Расчеты выполнять с соблюдением правил вычисления приближенных чисел.

Контрольные работы, представленные без соблюдения указанных выше правил, а также работы, выполненные не по своему варианту, зачитываться не будут.

Если контрольная работа преподавателем не зачтена, то необходимые дополнения и исправления выполняются в той же тетради в конце работы. Исправления в тексте незачтённой задачи не допускаются.

При повторном рецензировании обязательно представлять работу с первой рецензией.

 

 

Рекомендованная литература

 

1. Грабовский Р. И.  Курс физики. – М.: Высш. шк., 2002.

2. Трофимова Т. И.  Курс физики. – М.: Высш. шк., 2002.

3. Бондарев Б. В., Калашников Н.П., Спирин Г. Г. Курс общей физики: В 3 книгах: Учеб. пособие для втузов. - М.: Высш. шк.. – 2003.

4. Дмитриев В. Ф., Прокофьев В. Л., Самойленко П. И. Основы физики. – М.: Высш.шк., 1997.

5. Ковалевский И. Г. Методические рекомендации по изучению курса физики. – Иркутск: ИрГСХА, 2009.

6. Трофимова Т. И., Павлова З. Г. Сборник задач по курсу физики с решениями: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 2002.

7. Фирганг Е. В. Руководство к решению задач по курсу физики. – М.: Высш. шк., 1977. 

 

Варианты контрольных работ

Контрольная работа № 1

Варианты

Номера задач