1 Цели и задачи дисциплины
Дисциплина «Физика I» является основой теоретической подготовки и подготовки к инженерно – технической деятельности выпускников высшей технической школы.
Дисциплина «Физика I» представляет собой ядро физических знаний, необходимых инженеру, действующему в мире физических закономерностей. Дисциплина «Физика I» включает разделы: физические основы механики, молекулярная физика и термодинамика, электростатика и электродинамика, колебания и волны.
1.1 Цели преподавания дисциплины
Сформировать у студентов современное физическое и научное мировоззрение. Сформировать у студентов знания и умения использования фундаментальных законов, теорий классической и современной физики.
1.2 Задачи изучения дисциплины
Раскрыть сущность основных представлений, законов, теорий классической и современной физики в их внутренней взаимосвязи и целостности. Сформировать умения и навыки решения теоретических и экспериментально – практических задач из разных областей физики.
1.3 Пререквизиты: Высшая математика, Физика.
1.4 Постреквизиты: Физика 2
2 Система оценки знаний студентов
Распределение рейтинговых процентов по дисциплине по видам контроля
Таблица 1
Вид итогового контроля | Виды контроля | Проценты |
Экзамен | Итоговый контроль | 100 |
Рубежный контроль | 100 | |
Текущий контроль | 100 |
Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине «Физика I»
Таблица 2
Недели | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Недельное количество контроля | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Вид контроля | Пр | Пр | СР | К | СР | Пр | СР | РК | Пр | СР | К | СР | Пр | СР | РК |
Виды текущего контроля: Пр – практическая работа, К – контрольная, СР – самостоятельная работа, РК – рубежный контроль |
Оценка знаний студентов
Таблица 3
Оценка | Буквенный эквивалент | Рейтинговый балл (в процентах %) | В баллах |
Отлично | А | 95–100 | 4 |
А– | 90–94 | 3,67 | |
Хорошо | В+ | 85–89 | 3,33 |
В | 80–84 | 3,0 | |
В– | 75–79 | 2,67 | |
Удовлетворительно | С+ | 70–74 | 2,33 |
С | 65–69 | 2,0 | |
С– | 60–64 | 1,67 | |
D+ | 55–59 | 1,33 | |
D | 50–54 | 1,0 | |
Неудовлетворительно | F | 0–49 | 0 |
3 Содержание дисциплины
3.1 Распределение часов по видам занятий
Таблица 4
Наименование темы | Количество академических часов | |||
Лекции | Практические занятия | СРСП | СРС | |
| Кинематика. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Динамика поступательного движения. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Законы сохранения. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Динамика вращательного движения твёрдого тела. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Элементы специальной теории относительности. Элементы механики сплошных сред. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Механические гармонические колебания и волны. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Явления переноса. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Первое начало термодинамики. Теплоемкость вещества. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Энтропия и ее свойства. Второе начало термодинамики. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Реальные газы. Фазовые переходы. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Электростатическое поле. Теорема Гаусса. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Свойства электростатических полей. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Проводники в электрическом поле. Конденсаторы. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Диэлектрики в электрическом поле. Энергия электростатического поля. | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Постоянный электрический ток. | 2 | 1 | 3 | 3 |
Всего часов | 30 | 15 | 45 | 45 |
3.2 Содержание лекций
1. Кинематическое описание движения материальной точки. Траектория, длина пути, вектор перемещения. Скорость. Ускорение и его составляющие. Поступательное движение твёрдого тела. Кинематика вращательного движения.
2. Первый закон Ньютона – закон инерции. Сила. Масса. Второй закон Ньютона – основной закон динамики материальной точки. Центр масс механической системы и закон его движения. Третий закон Ньютона. Силы в природе. Силы гравитации. Силы упругости. Силы трения.
3. Закон сохранения импульса. Энергия, работа силы, мощность. Закон сохранения механической энергии.
4. Динамика вращательного движения твёрдого тела. Момент силы. Момент инерции тела, теорема Штейнера. Работа и кинетическая энергия вращающегося тела. Основное уравнение динамики вращательного движения твёрдого тела. Момент импульса и закон его сохранения.
5. Элементы специальной (частной) теории относительности. Постулаты теории относительности. Элементы релятивисткой динамики. Элементы механики сплошных сред. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли. Горизонтальное течение жидкости. Истечение жидкости из отверстия. Два режима течения жидкости.
6. Механические гармонические колебания и их характеристики. Энергия точки, совершающей гармонические колебания. Гармонический осциллятор. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Уравнение плоской бегущей волны. Стоячая волна.
7. Термодинамические параметры и процессы. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа. Статистические распределения. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Диффузия, теплопроводность, внутренне трение.
8. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия системы. Работа и теплота. Графическое изображение термодинамических процессов и работы. Теплоёмкость вещества. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в идеальном газе.
9. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы. Теорема Карно. Неравенство Клаузиуса. Энтропия и её свойства. Второе начало термодинамики.
10. Реальные газы. Уравнение Ван–дер–Ваальса. Учёт собственного объёма молекул. Учёт притяжения молекул. Изотермы Ван-дер-Ваальса и их анализ. Критическое состояние вещества. Фазовые переходы. Внутренняя энергия реального газа.
11. Электрическое поле. Закон Кулона. Напряжённость электростатического поля. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса для расчета электростатических полей.
12. Свойства электростатических полей. Работа, совершаемая при перемещении заряда в электростатическом поле. Потенциал электростатического поля. Связь между потенциалом φ и напряжённостью электрического поля 
. Графическое изображение электростатических полей.
13. проводники в электрическом поле. Распределение зарядов в проводнике. Электрическая ёмкость. Электроёмкость уединённого проводника. Взаимная ёмкость. Конденсаторы.
14. Диэлектрики в электрическом поле. Типы диэлектриков. Поляризованность. Поляризационные заряды. Электрическое смещение. Энергия заряженного конденсатора. Энергия взаимодействующих зарядов. Энергия заряженного проводника.
15. Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. Закон Ома для однородного участка цепи. Закон Джоуля-Ленца. Электродвижущая сила источника тока. Напряжение. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Правила Кирхгофа для разветвлённых цепей. Электропроводность газов.
3.3 Содержание практических занятий
1. Кинематика поступательного и вращательного движений.
2. Применение законов Ньютона в решении задач.
3. Законы сохранения импульса, энергии
4. Динамика вращательного движения твёрдого тела.
5. Элементы специальной (частной) теории относительности. Элементы механики сплошных сред.
6. Механические гармонические колебания и волны. Стоячая волна.
7. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.
8. Первое начало термодинамики.
9. Второе начало термодинамики.
10. Уравнение Ван–дер–Ваальса.
11. Электрическое поле и его характеристики. Применение теоремы Гаусса для расчета электростатических полей.
12. Потенциал электростатического поля.
13. Электрическая ёмкость. Конденсаторы.
14. Поляризованность. Электрическое смещение. Энергия заряженного конденсатора.
15. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа для разветвлённых цепей.
3.4 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП)
Задания:
1. Кинематика поступательного движения.
2. Законы Ньютона.
3. Законы сохранения. Работа силы и мощность.
4. Динамика вращательного движения.
5. Теория относительности Эйнштейна. Уравнение Бернулли.
6. Колебания и волны.
7. МКТ. Уравнение состояния идеального газа.
8. Первое начало термодинамики. Изопроцессы.
9. Энтропия. Второе начало термрдинамики.
10. Уравнение Ван–дер–Ваальса. Внутренняя энергия реального газа.
11. Закон сохранения электрических зарядов. Напряжённость электрического поля. Теорема Гаусса.
12. Теорема о циркуляции электрического поля.
13. Электроёмкость. Конденсаторы.
14. Диэлектрики. Электрическое смещение. Энергия электростатического поля. 15. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Правила Кирхгофа.
3.5 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС)
Задание 1. Кинематика и динамика поступательного и вращательного движений.
Задание 2. Законы сохранения импульса, энергии момента импульса.
Задание 3. Колебания и волны.
Задание 4. Молекулярная физика и термодинамика.
Задание 5. Электростатика.
Задание 6. Постоянный электрический ток.
Домашние задания берутся из сайта КазНИТУ.
График проведения занятий
Таблица 5
№ | Дата | Время | Наименование тем |
Лекции: | |||
1 | Кинематическое поступательного и вращательного движений | ||
2 | Законы Ньютона. Силы в механике. | ||
3 | Закон сохранения импульса. Энергия, работа силы, мощность. Закон сохранения механической энергии. | ||
4 | Динамика вращательного движения твёрдого тела. | ||
5 | Элементы специальной (частной) теории относительности. Элементы механики сплошных сред. | ||
6 | Механические гармонические колебания и волны. Стоячая волна. | ||
7 | МКТ. Явления переноса. | ||
8 | Первое начало термодинамики. Теплоёмкость вещества. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в идеальном газе. | ||
9 | Теорема Карно. Неравенство Клаузиуса. Энтропия и её свойства. Второе начало термодинамики. | ||
10 | Реальные газы. Уравнение Ван–дер–Ваальса. Внутренняя энергия реального газа. | ||
11 | Электростатика. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Теорема Гаусса. | ||
12 | Работа электрического поля. Связь потенциала с напряжённостью электростатического поля. | ||
13 | Проводники в электрическом поле. Электрическая емкость.. Конденсаторы. | ||
14 | Диэлектрики в электрическом поле. Поляризованность. Электрическое смещение. Энергия заряженного конденсатора. | ||
15 | Постоянный электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа для разветвлённых цепей. | ||
Практические занятия: | |||
1 | Кинематика поступательного и вращательного движений. | ||
2 | Применение законов Ньютона в решении задач. | ||
3 | Законы сохранения импульса, энергии | ||
4 | Динамика вращательного движения твёрдого тела. | ||
5 | Элементы специальной (частной) теории относительности. Элементы механики сплошных сред. | ||
6 | Механические гармонические колебания и волны. Стоячая волна. | ||
7 | Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. | ||
8 | Первое начало термодинамики. | ||
9 | Второе начало термодинамики. | ||
10 | Уравнение Ван–дер–Ваальса. | ||
11 | Электрическое поле и его характеристики. Применение теоремы Гаусса для расчета электростатических полей. | ||
12 | Потенциал электростатического поля. | ||
13 | Электрическая ёмкость. Конденсаторы | ||
14 | Поляризованность. Электрическое смещение. Энергия заряженного конденсатора. | ||
15 | Законы Ома и Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа для разветвлённых цепей. |
4 Список литературы
Список основной литературы
1. Савельев общей физики. Механика. Молекулярная физика, т. 1 М. Наука. 1989.
2. , Яворский физики. М.: Высшая школа, 1989.
3. Сулеева и молекулярная физика. 2004г.
4. Савельев общей физики: Электричество и магнетизм, т.2. М. Наука, 1998.
5. Матвеев и магнетизм. – М: Высшая школа, 1983.
6. , Павлова задач по курсу физики с решениями: Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, испр./ 3-е - 591 с. М: Высшая Школа, 2002г.
7. Волькенштейн задач по общему курсу физики для студентов технических вузов Изд. доп., перераб. - 327 с. {Специалист} СПб: СпецЛит, 2002г.
8. адачник по физике. – М.: Высшая школа, 1981.
Список дополнительной литературы
9. Трофимова курс физики: Учебное пособие для вузов. М: Наука, 2002 г.
10. ешение задач по физике. – М.: Высшая школа, 1986.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения………………………………………...……………….….…..3
2. Система оценки знаний студентов………………………………….…………...3
3. Содержание дисциплины, распределение часов по видам занятий…………...4
4. Содержание лекций……………………………………………………………….5
4. Содержание прапктических занятий......................................................................6
5. Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП)………………………....................................7
6. Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС)………....8
7. График проведения занятий ………………………….........................................10
8. Список основной и дополнительной литературы…………………………......11
