ТАМБОВСКОЕ ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Программа учебной дисциплины
ФИЗИКА
по специальностям
среднего профессионального образования:
050709 «Преподавание в начальных классах»
050710 «Педагог дополнительного образования»
Тамбов
2010
|
Одобрена Методическим объединением общеобразовательных дисциплин Председатель МО __________ «Утверждаю» Зам. директора по УР ________________ |
Составлена в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности среднего профессионального образования. |
Автор: , преподаватель физики ТОГОУ СПО «Педагогический колледж»
Рецензенты:
, кандидат педагогических наук, доцент кафедры общей физики ТГУ им. .
, преподаватель математики высшей категории ТО ГОУ ПО «Педагогический колледж».
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Основу рабочей программы дисциплины «Физика» составляет содержание, согласованное с требованиями федерального компонента стандарта среднего (полного) общего образования базового уровня.
Учебная дисциплина «Физика» базируется на знаниях, полученных студентами при изучении физики в основной школе и является фундаментом для последующей профессиональной деятельности.
Задачи обучения физике:
формирование знаний основ науки – важнейших фактов, понятий, законов и теорий, имеющих не только важное общеобразовательное, мировоззренческое, но и прикладное значение;
развитие умений наблюдать и объяснять физические явления; соблюдение правил техники безопасности при работе в лаборатории физики;
необходимость охраны окружающей среды;
развитие интереса к физике как возможной области будущей практической деятельности;
формирование диалектико-материалистического понимания окружающего мира.
В результате изучения учебной дисциплины студент должен:
знать:
- основы теории курса физики; обозначения и единицы физических величин в СИ;
- теоретические и экспериментальные методы физического исследования;
- физический смысл универсальных физических констант;
- о физических явлениях:
а) признаки явления, по которым оно обнаруживается;
б) условия, при которых протекает или фиксируется явление;
в) примеры использования явления на практике;
- о физических опытах:
а) цель, схему, ход и результат опыта;
- о физических понятиях, физических величинах:
а) определение понятия, величины;
б) формулы, связывающие данную величину с другими;
г) способы измерения;
- о физических законах:
а) формулировку и математическое выражение закона;
б) опыты, подтверждающие его справедливость;
в) примеры применения;
г) условия применимости (если границы применимости рассматриваются в курсе физики);
- о физических теориях:
а) опытное обоснование теории;
б) основные формулы, положения;
в) законы, принципы;
г) основные следствия;
д) условия применимости (если границы применимости рассматриваются в курсе физики);
- о приборах, механизмах:
а) схему устройства и принцип действия;
б) назначение, примеры применения;
уметь:
- пользоваться необходимой учебной и справочной литературой;
- использовать законы физики при объяснении различных явлений в природе и технике;
- решать задачи на основе изученных законов и с применением известных формул;
- пользоваться Международной системой единиц при решении задач;
- переводить единицы физических величин в единицы СИ в ходе лабораторных занятий:
а) применять правила техники безопасности при обращении с физическими приборами и оборудованием;
б) планировать проведение опыта;
в) собирать установку по схеме;
г) проводить наблюдения;
д) снимать показания с физических приборов;
е) составлять таблицы зависимости величин и строить графики;
ж) оценивать и вычислять погрешности измерений;
з) составлять отчет и делать выводы по проделанной работе.
Содержание примерной программы рассчитано на 117 часов.
Нормативная продолжительность изучения содержания программы определяется Базисным учебным планом общеобразовательных учреждений.
Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых умений программой учебной дисциплины предусмотрено проведение лабораторных занятий с использованием ИКТ.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
|
Наименование разделов и тем |
Количество аудиторных часов при очной форме обучения |
|
117 | |
|
всего |
в том числе лабораторные занятия |
|
Раздел 1. |
Механика с элементами теории относительности |
10 | |
|
Тема 1. |
Кинематика |
3 | |
|
Тема 2. |
Динамика |
3 | |
|
Тема 3. |
Законы сохранения в механике |
3 | |
|
Контрольная работа |
1 | ||
|
Раздел 2. |
Молекулярная физика и термодинамика |
23 |
2 |
|
Тема 1. |
Основы молекулярно-кинетической теории |
9 |
1 |
|
Тема 2. |
Основы термодинамики |
7 | |
|
Тема 3. |
Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы |
5 |
1 |
|
Контрольная работа |
2 | ||
|
Раздел 3. |
Основы электродинамики |
34 |
3 |
|
Тема 1. |
Электрическое поле |
10 |
1 |
|
Тема 2. |
Законы постоянного тока |
8 |
1 |
|
Тема 3. |
Электрический ток в различных средах |
8 | |
|
Тема 4. |
Магнитное поле |
4 | |
|
Тема 5. |
Электромагнитная индукция |
4 |
1 |
|
Контрольная работа |
2 | ||
|
Раздел 4. |
Колебания и волны |
28 |
2 |
|
Тема 1. |
Механические колебания и волны |
4 | |
|
Тема 2. |
Электромагнитные колебания и волны |
10 | |
|
Тема 3. |
Волновая оптика |
14 |
2 |
|
Раздел 5. |
Квантовая физика |
16 | |
|
Тема 1. |
Квантовая оптика |
6 | |
|
Тема 2. |
Физика атома и атомного ядра |
8 | |
|
Тема 3. |
Термоядерный синтез |
2 | |
|
Раздел 6. |
Современная научная картина мира |
2 | |
|
Контрольная работа |
2 | ||
|
|
117 |
19 |
Всего по дисциплине:СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Раздел 1. Механика с элементами теории относительности
Тема 1. Кинематика
Студент должен:
знать:
- виды механического движения в зависимости от формы траектории и скорости перемещения тела;
- понятие траектории, пути, перемещения;
уметь:
- формулировать понятия: механическое движение, скорость и ускорение, система отсчета,;
- изображать графически различные виды механических движений;
- решать задачи с использованием формул для равномерного и равноускоренного движений.
Механическое движение. Равномерное прямолинейное движение. Относительность механического движения. Классический закон сложения скоростей. Неравномерное прямолинейное движение.
Тема 2. Динамика
Студент должен:
знать:
- основную задачу динамики;
- понятие массы, силы, законы Ньютона;
- закон всемирного тяготения;
уметь:
- формулировать понятия: механический принцип относительности, постулаты Эйнштейна
- различать понятия веса и силы тяжести;
- объяснять понятия невесомости;
- решать задачи на применение законов Ньютона, закона всемирного тяготения.
Основная задача динамики. Сила. Масса. Законы Ньютона. Механический принцип относительности. Скорость света. Экспериментальные основы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле. Сила тяжести. Вес и невесомость.
Тема 3. Законы сохранения в механике
Студент должен:
знать:
- понятие импульса тела, работы, мощности, механической энергии и ее различных видов;
- закон сохранения импульса;
- закон сохранения механической энергии;
уметь:
- объяснять суть реактивного движения и различие в видах механической энергии;
- решать задачи на применение закона сохранения импульса и механической энергии.
Импульс тела. Закон сохранения. Реактивное движение.
Работа и мощность. Механическая энергия и ее виды. Закон сохранения энергии. Закон взаимосвязи массы и энергии.
Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика
Тема 1. Основы молекулярно-кинетической теории
Студент должен:
знать:
- основные положения молекулярно-кинетической теории;
- понятие идеального газа, температуры;
- уравнение Клапейрона – Менделеева;
уметь:
- строить и читать графики изопроцессов в координатах PV, VT, PT;
- решать задачи с использованием уравнения Клапейрона – Менделеева;
- переводить значения температур из шкалы Цельсия в шкалу Кельвина и обратно.
Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование. Масса и размеры молекул. Количество вещества. Моль. Постоянная Авогадро. Идеальный газ. Давление газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура как мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул.
Уравнение Клайперона – Менделеева. Изопроцессы и их графики. Термодинамическая шкала температур. Абсолютный нуль.
Лабораторное занятие
Исследование одного из изопроцессов.
Тема 2. Основы термодинамики
Студент должен:
знать:
- физическую сущность понятий: внутренняя энергия, изолированная и неизолированная системы, процесс, работа, количество теплоты;
- способы изменения внутренней энергии;
- первое начало термодинамики;
- необратимость тепловых процессов;
- принцип действия тепловой машины и холодильной установки;
- методы профилактики и борьбы с загрязнением окружающей среды;
уметь:
- применять первое начало термодинамики к изопроцессам в идеальном газе;
- решать задачи с использованием первого начала термодинамики, на расчет работы газа при изобарном процессе, на определение КПД тепловых двигателей.
Изменение внутренней энергии газа в процессе теплообмена и совершаемой работы. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.
Необратимость тепловых процессов. Понятие о втором начале термодинамики. Принцип действия тепловой машины. КПД теплового двигателя.
Тема 3. Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы
Студент должен:
знать:
- физическую сущность понятий: газообразное, жидкое и твердое
состояние вещества;
- отличие кристаллических тел от аморфных;
- природу теплового расширения тел;
уметь:
- решать задачи на определение относительной влажности воздуха.
Насыщенный пар и его свойства. Влажность воздуха. Точка росы. Приборы для определения влажности воздуха.
Кипение. Зависимость температуры кипения от давления. Характеристика жидкого состояния вещества. Кристаллическое и аморфное состояния вещества. Плавление и кристаллизация.
Лабораторное занятие
Определение относительной влажности воздуха.
Раздел 3. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
Тема 1. Электрическое поле
Студент должен:
знать:
- закон сохранения заряда;
- закон Кулона;
- физический смысл напряженности, потенциала и напряжения, емкости;
- электрические свойства проводников и диэлектриков;
уметь:
- формулировать понятие электромагнитного поля и его частных проявлений – электрического и магнитного полей;
- изображать графически электрические поля заряженных тел, поверхности равного потенциала;
- решать задачи: на применение и закона Кулона, на движение и равновесие заряженных частиц в электрическом поле; на расчет напряженности, потенциала, напряжения, работы электрического поля, электрической емкости, энергии электрического поля.
Понятие об электромагнитном поле и его частных проявлениях. Явление электризации тел. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона. Электрическая постоянная.
Электрическое поле и его напряженность. Принцип суперпозиции полей точечных зарядов. Графическое изображение полей точечных зарядов.
Работа по перемещению заряда, совершаемая силами электрического поля. Потенциал и разность потенциалов. Связь между напряженностью и разностью потенциалов.
Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы и их соединения. Энергия электрического поля.
Лабораторное занятие
Исследование электрического поля.
Тема 2. Законы постоянного тока
Студент должен:
знать:
- условия, необходимые для существования постоянного тока;
- физический смысл ЭДС;
- закон Ома для участка цепи и для полной цепи;
- закон Джоуля – Ленца;
- принцип работы приборов, использующих тепловое действие электрического тока;
уметь:
- решать задачи на определение силы тока с использованием законов Ома для участка цепи и для полной цепи, на определение эквивалентного сопротивления для различных способов соединений, с использованием формул зависимости сопротивления проводника от температуры, геометрических размеров и материала проводника, формул работы и мощности электрического тока.
Физические основы проводимости металлов. Постоянный электрический ток, его характеристики. Условия, необходимые для возникновения тока.
Электродвижущая сила. Закон Ома для участка цепи и для замкнутой цепи. Параллельное и последовательное соединение проводников.
Сопротивление как электрическая характеристика резистора. Зависимость сопротивления резистора от температуры. Понятие о сверхпроводимости. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля – Ленца.
Лабораторное занятие
Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источников электрической энергии.
Тема 3. Электрический ток в различных средах
Студент должен:
знать:
- природу электрического тока в металлах, электролитах, газах, вакууме;
- закон Фарадея для электролиза;
- использование электролиза в технике;
- виды проводимости полупроводников;
- зависимость электропроводности полупроводников от температуры и освещенности;
- различие в характере проводимости между проводниками, полупроводниками и диэлектриками;
уметь:
- решать задачи, используя законы Фарадея для электролиза.
Электрический ток в металлах.
Электрический ток в электролитах. Законы Фарадея для электролиза.
Электрический ток в полупроводниках. Виды полупроводников. Собственная и примесная проводимости полупроводников. P-n переход. Электропроводность полупроводников в зависимости от температуры и освещенности.
Тема 4. Магнитное поле
Студент должен:
знать:
- определение и свойства магнитного поля;
- физическую сущность магнитной индукции; силы Лоренца;
- закон Ампера;
- классификацию веществ по их магнитным свойствам;
уметь:
- графически изображать магнитные поля прямого проводника с током, кругового тока, соленоида, постоянного магнита;
- определять магнитные полюса соленоида; направление линий магнитной индукции; направление силы, действующей на проводник в магнитном поле;
- решать задачи на расчет силы Ампера, магнитной индукции, силы Лоренца.
Открытие магнитного поля. Постоянные магниты и магнитное поле Земли. Магнитная индукция. Магнитная постоянная. Взаимодействие токов. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера. Магнитный поток. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость среды.
Тема 5. Электромагнитная индукция
Студент должен:
знать:
- закон электромагнитной индукции;
- относительный характер электрического и магнитного полей;
уметь:
- определять направления индуктивного тока, используя правило Ленца;
- решать задачи, используя закон электромагнитной индукции;
- решать задачи на расчет ЭДС самоиндукции, энергии магнитного поля.
Электромагнитная индукция. Опыт Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревое электрическое поле. Самоиндукция. ЭДС самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.
Лабораторное занятие
Изучение явления электромагнитной индукции.
Раздел 4. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Тема 1. Механические колебания и волны
Студент должен:
знать:
- превращение энергии при колебательном движении;
- процесс распространения колебаний в упругой среде;
уметь:
- формулировать понятие колебательного движения и его видов; понятие волны;
- изображать графически гармоническое колебательное движение;
- решать задачи на нахождение параметров колебательного движения.
Колебательное движение. Гармонические колебания и их характеристики. Уравнение гармонического колебания. Превращение энергии при колебательном движении.
Распространение колебаний в упругой среде. Волны, их характеристики.
Тема 2. Электромагнитные колебания и волны
Студент должен:
знать:
- схему закрытого колебательного контура и основные энергетические процессы, происходящие в нем;
- принцип действия трансформатора, области его применения;
уметь:
- решать задачи на определение периода электромагнитных колебаний (формула Томсона), на определение скорости распространения электромагнитных волн.
Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии в колебательном контуре. Формула Томсона. Собственная частота колебаний в контуре.
Переменный ток и его получение. Преобразование переменного тока. Трансформатор. Передача и распределение электроэнергии.
Электромагнитное поле и его распространение в виде электромагнитных волн (по Максвеллу). Открытый колебательный контур как источник электромагнитных волн.
Тема 3. Волновая оптика
Студент должен:
знать:
- волновую природу света;
- физическую сущность явления интерференции, дифракции, поляризации и дисперсии света;
- действие дифракционной решетки;
- происхождение спектров испускания и поглощения;
- разложение белого света на отдельные цвета в тонкой пленке;
- действие различных видов электромагнитного излучения;
уметь:
- изображать падающий, отраженный и преломленный лучи и обозначать соответствующие углы;
- анализировать состав электромагнитных излучений;
- решать задачи на определение зависимости между длиной волны и частотой электромагнитных колебаний; с использованием законов отражения и преломления света, полного отражения.
Электромагнитная природа света. Законы отражения и преломления света. Физический смысл показателя преломления. Полное отражение света.
Интерференция света, ее проявление в природе и применение в технике. Дифракция света. Понятие о поляризации. Дисперсия света. Разложение белого света призмой. Формула тонкой линзы. Цвета тел. Виды спектров. Электромагнитное излучение в различных диапазонах длин волн: радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения. Свойства и применение этих излучений.
Лабораторное занятие
Определение показателя преломления стекла.
Лабораторное занятие
Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.
Раздел 5. Квантовая физика
Тема 1. Квантовая оптика
Студент должен:
знать:
- квантовую природу света, гипотезу Планка;
- законы внешнего фотоэффекта;
- уравнение Эйнштейна для фотоэффекта;
- давление света;
- особенности химического и биологического действия света;
уметь:
- решать задачи с использованием уравнения фотоэффекта; на вычисление энергии и импульса фотона.
Квантовая гипотеза Планка. Квантовая природа света. Энергия и импульс фотонов. Внешний фотоэлектрический эффект. Столетова. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта в технике. Давление света. Химическое действие света, его применение в фотографии и некоторых технологических процессах. Понятие о фотосинтезе.
Тема 2. Физика атома и атомного ядра
Студент должен:
знать:
- модель атома Резерфорда и Бора;
- происхождение спектров на основе теории Бора;
- сущность радиоактивности;
- состав радиоактивного излучения и его характеристики;
- состав атомного ядра;
- механизм деления тяжелых атомных ядер;
- принцип работы ядерного реактора;
- развитие атомной энергетики и проблемы экологии;
уметь:
- формулировать постулаты Бора;
- объяснять свойства элементарных частиц;
- решать задачи на использование закона радиоактивного распада; на использование дефекта массы и энергии связи в ядре; на составление уравнений ядерных реакций.
Модель атома Резерфорда и Бора. Излучение и поглощение энергии атомом. Происхождение спектров испускания и поглощения на основе теории Бора.
Естественная радиоактивность и ее виды. Закон радиоактивного распада. Биологическое действие радиоактивных излучений.
Состав атомных ядер. Открытие позитрона и нейтрона. Ядерные силы. Дефект массы. Энергия связи атомных ядер.
Деление тяжелых атомных ядер, цепная реакция деления. Управляемая цепная реакция. Ядерные реакторы. Получение радиоактивных изотопов и их применение в медицине, промышленности, сельском хозяйстве.
Общие сведения об элементарных частицах.
Тема 3. Термоядерный синтез
Студент должен:
знать:
- сущность термоядерного синтеза;
уметь:
- рассчитывать энергетический выход термоядерной реакции;
- решать задачи на сохранение баланса энергии при термоядерных реакциях.
Термоядерный синтез и условия его осуществления. Баланс энергии при термоядерных реакциях. Проблема термоядерной энергетики.
Раздел 6. Современная научная картина мира
Студент должен:
знать:
- основные этапы развития научной картины мира;
уметь:
- описывать современную научную картину мира.
Эксперимент и теория в процессе познания природы. Моделирование явлений и объектов природы. Научные гипотезы. Роль математики в физике. Физические законы и границы их применимости. Принцип причинности.
Основные этапы развития научной картины мира. Современная научная картина мира.
, Физика (с основами астрономии): Учебник для средних специальных учебных заведений. – М.: Высшая школа, 2003.
Дмитриева : Учебник для средних специальных учебных заведений. – М.: Академия, 2002.
, Физика: Учебник для средних специальных учебных заведений. – М.: Академия, 2002.
, Сборник задач и вопросов по физике. – М.: Академия, 2002.
, Элементарная физика: Справочник. – М.: Высшая школа, 2003.
Физика: Методическое пособие по выполнению контрольных заданий для студентов-заочников средних специальных учебных заведений. – М.: ИПР СПО, 2003.
, Физика 10,11.- М.: Просвещение, 2009.
