6.1. Интерактивные формы обучения
Интерактивные формы обучения | Вид работы (Л, ПЗ, ЛР) | Краткое описание | Количество часов |
компьютерная симуляция | Л | Демонстрации физических явлений | 10 |
деловая или ролевая игра | |||
разбор конкретных ситуаций | |||
Тренинг | ПЗ | Тестовые системы по всем разделам физики | 2 |
Встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций | |||
мастер-классы экспертов и специалистов | |||
Другое (введите название) |
6.2. Инновационные способы и методы, используемые в образовательном процессе
№ | Наименование | Краткое описание и примеры использования в темах и разделах |
1. | Использование информационных ресурсов и баз данных | электронный ресурс издательства "Лань" – e. *****; |
2. | Применение электронных мультимедийных учебников и учебных пособий | "Открытая физика" |
3. | Ориентация содержания на лучшие отечественные аналоги образовательных программ | |
4. | Применение предпринимательских идей в содержании курса | |
5. | Использование проблемно - ориентированного междисциплинарного подхода к изучению наук | |
6. | Применение активных методов обучения, «контекстного» и «на основе опыта» | |
7. | Использование методов, основанных на изучении практики (case studies) | |
8. | Использование проектно-организованных технологий обучения работе в команде над комплексным решением практических задач | |
9. | Другие |
7. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Виды контрольных мероприятий и формы аттестации дисциплины
В соответствии с “Положением о рейтинговой системе оценки учебной, учебно-исследовательской, научной и общественной деятельности студентов машиностроительного факультета дневного отделения” вводятся следующие правила и критерии оценки работы студентов в течение семестра
Рейтинг студента формируется накопительно из количественной оценки:
– аудиторной работы (проверочные, контрольные, практические работы, тестирование);
– самостоятельной работы (домашние работы, рефераты);
– результативного участия в конкурсах, олимпиадах;
– промежуточной аттестации (зачет или экзамен);
научно-исследовательской деятельности, включающей:
– выступления на конференциях;
– результативное участие в конкурсах грантов и конкурсах НИР;
Максимальное количество баллов, учитывающее все виды работ за семестр 100 баллов.
Студент должен выполнить в полном объеме все виды обязательных запланированных заданий. Работа в семестре оценивается в 80 баллов. Сдача экзамена или зачета — до 20 баллов.
Зачет по дисциплине выставляется на основе суммы баллов, полученных по результатам текущей успеваемости в семестре, и проставляется в том случае, когда студент набрал 60 и более баллов.
Программа считается выполненной, и студент допускается к сдаче экзамена, если студент набрал в течение семестра не менее 48 баллов.
Экзаменационная оценка по дисциплине выставляется на основе суммы баллов, полученных по результатам текущей успеваемости в семестре и баллов, полученных на экзамене. При этом устанавливается следующее соответствие между оценками:
– 91 – 100 баллов — «отлично»;
– 76 – 90 баллов — «хорошо»;
– 60 – 75 баллов — «удовлетворительно»;
– менее 60 баллов — «неудовлетворительно».
Итоговый балл по дисциплине проставляется лектором в экзаменационную ведомость вместе с оценкой.
Темы: эссе, рефератов, курсовых работ и др. в зависимости от заполнения таблицы п.4
Не предусмотрены учебным планом.
Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля
1. Дайте определение понятиям траектория, путь, перемещение.
2. Дайте характеристику скорость и ускорению как физическим величинам.
3. Выведите формулу для скорости при равноускоренном движении.
4. Выведите формулу для перемещения при равноускоренном движении.
5. 1.Дайте определение понятиям угла поворота, угловой скорости и углового ускорения.
6. Запишите уравнения вращательного движения.
7. Связь между векторами линейных и угловых величин.
8. Дайте определение понятиям силы, массы, импульса тела, импульса силы.
9. Перечислите виды сил.
10. Запишите законы Ньютона для поступательного движения.
11. Дайте характеристику силе трения и силе упругости.
12. Дайте определение работе и энергии.
13. Определение кинетической и потенциальной энергии.
14. Связь между работой и энергией.
15. Запишите закон сохранения импульса.
16. Запишите закон сохранения механической энергии.
17. Дайте определение понятиям момент силы, момент инерции, момент импульса.
18. Запишите основное уравнение динамики вращательного движения.
19. Как вычисляется момента инерции системы материальных точек и сплошного тела? Приведите пример.
20. Дайте определение понятиям смещения, амплитуды, периода, частоты, фазы, начальной фазы колебаний.
21. Запишите уравнение упругих колебаний.
22. Запишите уравнение для энергии колеблющегося тела.
23. Дайте определение понятиям длина волны, фаза, волновое число.
24. Запишите уравнение волнового движения.
25. Дайте определение понятиям атома, молекулы, моля, концентрации, температуры, идеального газа.
26. Запишите уравнение состояния идеального газа.
27. Запишите уравнения для характерных скоростей молекул.
28. Запишите уравнения для энергии молекул газов.
29. Дайте определение понятиям теплоёмкость, внутренняя энергия, теплота, число степеней свободы.
30. Запишите I уравнение термодинамики.
31. Запишите уравнения для расчёта теплоёмкостей идеального газа.
32. Дайте определение основным характеристикам электрического поля.
33. Изобразите силовые линии электростатических полей положительного и отрицательного зарядов, диполя.
34. Запишите уравнения для расчёта силы Кулона для точечных зарядов.
35. Дайте определение теоремы Остроградского–Гаусса.
36. Определение потока вектора напряжённости электростатических полей.
37. Определение напряжённости с помощью теоремы Остроградского–Гаусса.
38. Дайте понятие градиенту потенциала.
39. Запишите связь между напряжённостью электростатического поля и потенциалом.
40. Запишите формулу для вычисления работы электростатического поля по переносу электрического заряда.
41. Дайте определение конденсатора.
42. Запишите формулы для определения ёмкости различных типов конденсаторов.
43. Запишите формулы для расчёта энергии конденсатора.
44. Что такое электрический ток?
45. Запишите закон Ома для участка цепи.
46. Запишите закон Ома для полной цепи.
47. Запишите закон Джоуля-Ленца.
48. Мощность электрического тока (определения, формулы, единицы).
49. Назовите основным характеристики магнитного поля.
50. Изобразите силовые линии магнитных полей постоянного магнита, соленоида и прямого провода.
51. Как вычисляется напряжённость и индукция магнитного поля прямого тока и на оси кругового витка?
52. Дайте определение силы Ампера. Как она вычисляется?
53. Дайте определение силы Лоренца. Как она вычисляется?
54. Опишите движение заряженной частицы в магнитном поле.
55. Что такое электромагнитная индукция? Запишите закон Фарадея. Сформулируйте правило Ленца.
56. Перечислите способы получения ЭДС индукции.
57. Запишите формулу для вычисления энергии и объёмной плотности энергии магнитных полей.
58. Что такое интерференция?
59. Сформулируйте условие когерентности.
60. Запишите условия максимума и минимума для разности фаз и для разности хода лучей.
61. Поясните появление дифракции при встрече света с препятствием, имеющим отверстие, либо закрывающим часть волнового фронта.
62. Сформулируйте принцип разбиения фронта волны на зоны.
63. Что такое поляризация?
64. Сформулируйте закон Малюса.
65. Что такое угол Брюстера?
66. Что такое тепловое излучение? Какогвы его особенности?
67. Дайте понятие излучательной и поглощательной способностей и определите их размерности.
68. Сформулируйте опытные законы теплового излучения.
69. Дайте определение фотона.
70. Запишите формулы для определения массы и импульса фотона.
71. Что такое фотоэффект?
72. Сформулируйте основные закономерности фотоэффекта.
73. В чём заключается эффект Комптона?
74. Каковы условия наблюдения эффекта Комптона?
75. Запишите постулаты Бора.
76. Выведите формулы для радиуса стационарной орбиты и скорости электрона на ней.
77. Выведите формулы для энергии электрона в атоме водорода.
78. Получите сериальную формулу.
79. 1.Сформулируйте гипотезу де Бройля.
80. Сформулируйте принцип неопределённостей Гейзенберга.
81. Дайте определение волновой функции.
82. Запишите уравнение Шредингера. Каков его смысл?
83. Что такое радиоактивность?
84. Запишите закон радиоактивного распада.
85. Запишите уравнение реакции деления.
86. Запишите уравнение реакции слияния.
87. Как определяется энергия реакции?
Контрольные вопросы и задания для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Вопросы к экзамену
1 СЕМЕСТР
1. Физические основы механики. Кинематика поступательного движения материальной точки. Способы задания движения. Понятия траектории, пути, перемещения точки, скорости, ускорения.
2. Физические основы механики. Кинематические уравнения поступательного движения (с выводом).
3. Физические основы механики. Кинематика вращательного движения. Понятия угла поворота, угловой скорости и углового ускорения. Связь между векторами линейных и угловых величин.
4. Физические основы механики. Кинематические уравнения вращательного движения (с выводом).
5. Физические основы механики. Динамика материальной точки. Понятие силы, массы, импульса тела, импульса силы. Виды сил.
6. Физические основы механики. Законы Ньютона. Замкнутая механическая система. Внешние и внутренние силы. Пределы применимости классической механики.
7. Физические основы механики. Импульс тела, импульс силы. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Формула Циолковского.
8. Физические основы механики. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. Энергия, работа и мощность при вращательном движении.
9. Физические основы механики. Понятие об энергии и закон её сохранения. Связь работы и энергии. Вычисление кинетической энергии.
10. Физические основы механики. Потенциальная энергия. Вычисление потенциальной энергии для различных видов взаимодействия. Понятие консервативных сил.
11. Физические основы механики. Космические скорости.
12. Физические основы механики. Динамика вращательного движения. Понятия момента силы, момента инерции, момента импульса. Основное уравнение динамики вращательного движения.
13. Физические основы механики. Вычисление момента инерции системы материальных точек и сплошного тела. Теорема Штейнера.
14. Физические основы механики. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Гироскопический эффект.
15. Физические основы механики. Элементы специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Следствия из них. Динамика специальной теории относительности.
2 СЕМЕСТР
1. Колебания и волны. Колебательное движение. Амплитуда, период, частота, фаза. Смещение, скорость и ускорение колеблющейся точки. Векторная диаграмма. Энергия гармонических колебаний.
2. Колебания и волны. Динамика колебаний материальной точки. Понятие квазиупругой силы. Уравнение колебательного движения.
3. Колебания и волны. Дифференциальное уравнение свободных колебаний. Маятники.
4. Колебания и волны. Затухающие колебания. Коэффициент затухания. Понятие декремента и логарифмического декремента. Маятники.
5. Колебания и волны. Вынужденные колебания. Автоколебания. Явление резонанса.
6. Колебания и волны. Сложение однонаправленных и перпендикулярно направленных колебаний. Биения. Фигуры Лиссажу.
1. Колебания и волны. Волны. Уравнение плоской волны. Понятие длины волны. Волновое число. Энергия волны. Стоячие волны.
2. Молекулярная физика и термодинамика. Молекулярно-кинетическая теория. Агрегатные состояния вещества. Масса и размеры молекул. Количество вещества. Число Авогадро.
3. Молекулярная физика и термодинамика. Идеальный газ. Макропараметры. Изопроцессы. Опытные газовые законы. Уравнения состояния идеального газа.
4. Молекулярная физика и термодинамика. Средняя энергия молекул. Температура. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Число степеней свободы. Равномерное распределение энергии по степеням свободы молекул.
5. Молекулярная физика и термодинамика. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.
6. Молекулярная физика и термодинамика. Максвелловское распределение молекул по скоростям. Характерные скорости молекул. Опыты, подтверждающие максвелловское распределение.
7. Молекулярная физика и термодинамика. Больцмановское распределение частиц в потенциальном поле. Барометрическая формула.
8. Молекулярная физика и термодинамика. Внутренняя энергия системы. Способы изменения внутренней энергии.
9. Молекулярная физика и термодинамика. Вычисление работы газа. Работа газа в изопроцессах.
10. Молекулярная физика и термодинамика. Теплоёмкость газов. Уравнение Майера. Зависимость теплоёмкости от условий сообщения теплоты газу. Закон Дюлонга и Пти.
11. Молекулярная физика и термодинамика. Первый закон термодинамики и его применение к различным изопроцессам.
12. Молекулярная физика и термодинамика. Круговые процессы. Понятие обратимого и необратимого процесса. Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя. Идеальная тепловая машина Карно. КПД машины Карно.
13. Молекулярная физика и термодинамика. Второе начало термодинамики. Понятие энтропии. Вероятностная трактовка энтропии. Понятие термодинамической вероятности.
14. Молекулярная физика и термодинамика. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов.
15. Молекулярная физика и термодинамика. Тройная аналогия. Явление переноса в газах: диффузия, теплопроводность и внутреннее трение. (Уравнения Фика, Фурье, Ньютона).
16. Электричество и магнетизм. Закон Кулона. Изображение электростатического поля с помощью силовых линий.
17. Электричество и магнетизм. Напряжённость и потенциал электростатического поля. Принцип суперпозиции.
18. Электричество и магнетизм. Поток вектора напряжённости электростатического поля. Теорема Остроградского – Гаусса. Примеры применения теоремы для расчёта полей различных заряженных тел.
19. Электричество и магнетизм. Связь напряжённости и потенциала электростатического поля. Понятие градиента потенциала.
20. Электричество и магнетизм. Работа электростатического поля при перемещении заряда. Условие потенциальности электростатического поля.
21. Электричество и магнетизм. Электрическая ёмкость. Конденсаторы. Вывод формул электрической ёмкости для различных типов конденсаторов.
22. Электричество и магнетизм. Электрическое поле в диэлектриках. Поляризация диэлектрика.
23. Электричество и магнетизм. Электрическое поле в проводниках. Электростатическая защита.
24. Электричество и магнетизм. Сегнетоэлектрики. Пъезоэффект.
3 СЕМЕСТР
1. Электричество и магнетизм. Сила тока, плотность тока. Проводники и диэлектрики.
2. Электричество и магнетизм. Температурная зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость.
3. Электричество и магнетизм. Температурная зависимость сопротивления полупроводника от температуры. Понятие энергии активации.
4. Электричество и магнетизм. Опытные законы электрических цепей.
5. Электричество и магнетизм. Элементарная теория проводимости. Опыты Рикке, Мандельштама – Папалекси и Толмена – Стюарта.
6. Электричество и магнетизм. Закон Ома в дифференциальной форме.
7. Электричество и магнетизм. Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.
8. Электричество и магнетизм. Магнитное поле как релятивистский эффект.
9. Электричество и магнетизм. Напряжённость и индукция магнитного поля. Связь между индукцией и напряжённостью. Изображение магнитного поля с помощью силовых линий. Поля прямого провода, кругового витка, соленоида.
10. Электричество и магнетизм. Рамка в магнитном поле. Магнитный момент рамки с током. Вращающий момент, действующий на рамку.
11. Электричество и магнетизм. Закон Био-Савара-Лапласа. Вычисление напряжённости и индукции полей возле прямого провода (бесконечного и конечной длины) и в центре кругового витка с током. Принцип суперпозиции.
12. Электричество и магнетизм. Закон Ампера. Взаимодействие проводников с током. Работа магнитного поля по перемещению проводника с током.
13. Электричество и магнетизм. Сила Лоренца. Действие магнитного поля на движущийся заряд.
14. Электричество и магнетизм. Закон полного тока. Применение закона полного тока для вычисления индукции и напряжённости поля соленоида. Условие непотенциальности магнитного поля.
15. Электричество и магнетизм. Магнитный поток. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца.
16. Электричество и магнетизм. Способы получения ЭДС электромагнитной индукции. Объяснение причины появления ЭДС.
17. Электричество и магнетизм. ЭДС взаимо - и самоиндукции.
18. Электричество и магнетизм. Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атома.
19. Электричество и магнетизм. Парамагнетики, диамагнетики, ферромагнетики.
20. Электричество и магнетизм. Уравнения Максвелла. Следствия из уравнений Максвелла.
21. Электричество и магнетизм. Электромагнитные волны (ЭМВ). Спектр ЭМВ. Способы получения ЭМВ. Уравнения и характеристики ЭМВ.
22. Оптика. Свет – как ЭМВ. Виды спектров видимого света. Особенности излучения света.
23. Оптика. Интерференция. Способы наблюдения интерференции. Когерентность и условия когерентности ЭМВ.
24. Оптика. Дифракция ЭМВ. Принцип Гюйгенса-Френеля.
25. Оптика. Поляризация ЭМВ. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации.
26. Оптика. Взаимодействие света с веществом. Рассеяние и поглощение.
27. Оптика. Взаимодействие света с веществом. Дисперсия, отражение и преломление.
28. Оптика. Природа и основные характеристики теплового излучения.
29. Оптика. Формула Рэлея – Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Формула Планка.
30. Оптика. Закономерности внешнего фотоэффекта. Вольтамперная характеристика фотоэлемента. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
31. Оптика. Основные закономерности эффекта Комптона. Определение энергии и импульса электрона отдачи и рассеянного фотона.
32. Оптика. Тормозное рентгеновское излучение. Коротковолновая граница излучения. Устройство рентгеновской трубки.
33. Оптика. Характеристическое рентгеновское излучение. Формула Мозли.
34. Корпускулярные свойства света. Фотоны. Вычисление энергии, импульса и массы фотона.
35. Корпускулярные свойства света. Давление света. Объяснение существования давления света с волновой и квантовой точек зрения.
36. Квантово-волновой дуализм. Корпускулярное и волновое представления об ЭМВ.
37. Атомная и ядерная физика. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома. Её недостатки.
38. Атомная и ядерная физика. Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. Вывод формул для радиуса и скорости электрона в атоме водорода.
39. Атомная и ядерная физика. Квантование энергии электрона в атоме водорода. Вывод формул для кинетической, потенциальной и полной энергий электрона в атоме водорода по Бору.
40. Атомная и ядерная физика. Виды спектров. Серии линий в спектре водорода. Сериальная формула. Вывод сериальной формулы через постулаты Бора.
41. Атомная и ядерная физика. Корпускулярно-волновой дуализм. Длина волны де Бройля.
42. Атомная и ядерная физика. Понятие волновой функции, её физический смысл.
43. Атомная и ядерная физика. Уравнение Шредингера, его физический смысл. Одномерное стационарное уравнение Шредингера.
44. Атомная и ядерная физика. Частица в потенциальной яме. Квантование энергии частицы. Расчёт вероятности нахождения частицы в разных областях потенциальной ямы.
45. Атомная и ядерная физика. Атом в квантовой механике. Квантовые числа.
46. Атомная и ядерная физика. Модели ядра. Состав атомного ядра. Зарядовое и массовое числа. Нуклоны. Понятие и расчёт энергии связи, удельной энергии связи.
47. Атомная и ядерная физика. Радиоактивность. Виды радиоактивности. Закон радиоактивного распада.
48. Атомная и ядерная физика. Ядерные реакции деления. Обоснование возможности получения энергии при делении ядер. Энергия ядерной реакции.
49. Атомная и ядерная физика. Термоядерные реакции (реакции синтеза). Обоснование возможности получения энергии при слиянии ядер Энергия термоядерной реакции.
50. Атомная и ядерная физика. Ядерный реактор. Строение, принцип действия.
51. Атомная и ядерная физика. Термоядерный реактор. ТОКАМАК. Проект ITER.
52. Атомная и ядерная физика. Атомная бомба. Строение, принцип действия.
Задачи к экзамену
1 семестр
1. Найти среднюю длину свободного пробега l молекул воздуха при нормальных условиях. Диаметр молекул воздуха s =0,3 нм.
2. Камень, брошенный горизонтально, через время t=0,5с после начала движения имел скорость V, в 1.5 раза большую скорости V0 в момент бросания. С какой скоростью V0 брошен камень?
3. На автомобиль массой m=1т во время движения действует сила трения Fтр, равная 0,1 действующей на него силы тяжести mg. Найти силу тяги F, развиваемую мотором автомобиля, если автомобиль движется с ускорением а=1м/с2 в гору с уклоном 1 м на каждые 25м пути.
4. Молекула массой m=4,65´10-26кг, летящая со скоростью v=600м/с, ударяется о стенку сосуда под углом a=600 к нормали и упруго отскакивает от нее без потери скорости. Найти импульс силы FΔt, полученный стенкой за время удара.
5. Уравнение движения точки дано в виде x= 2sin (π/2´t+π/4) см. Найти период колебания Т, максимальную скорость Vmax и максимальное ускорение amax.
6. Колесо, вращаясь равноускоренно, достигло угловой скорости ω=20 рад/с через N=10 об после начала вращения. Найти угловое ускорение ε колеса.
7. Человек массой m1=60 кг, бегущий со скоростью V1=8 км/ч, догоняет тележку массой m2=80кг, движущуюся со скоростью V2=2,9 км/ч, и вскакивает на нее. С какой скорость u будет двигаться тележка? С какой скоростью будет двигаться тележка, если человек бежал ей навстречу?
8. Тело брошено со скоростью V0=14,7 м/с под углом α=300 к горизонту. Найти нормальное αn и тангенсальное ατ ускорение тела через время t=1,25 с после начала движения.
9. Точка движется по окружности радиусом R=10 см с постоянным тангенсальным ускорением ατ. Найти тангенсальное ускорение ατ точки, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения линейная скорость точки v=79,2 см/с.
10. Маховик, момент инерции которого J=63,6 кг´м2, вращается с угловой скоростью ω=31,4 рад/с. Найти момент сил торможения М, под действием которого маховик останавливается через время t=20 с. Маховик считать однородным диском.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
