МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РБ

ГБПОУ СПО ОНК

Внеаудиторная самостоятельная работа по дисциплине

ФИЗИКА

Составитель: Газиева Оксана Фагимовна, преподаватель физики ГБПОУ ОНК

2015

Пояснительная записка

Данное методическое пособие предназначено для реализации внеаудиторных самостоятельных работ по дисциплине физика.

Содержание внеаудиторных самостоятельных работ соответствует рабочей программе дисциплины физика для специальностей среднего профессионального образования технического профиля «общеобразовательный цикл» и направлена на развитие у студентов практических навыков использования физических знаний.

Содержание пособия направлено на формирование и развитие у обучающихся общих компетенций.

Пособие содержит: примерное тематическое планирование внеаудиторных работ по физике; методические рекомендации по подготовке сообщений- докладов; общие методические рекомендации по решению задач по физике; методические рекомендации решения задач по кинематике, динамике, молекулярной физике электростатике, электродинамике, электромагнетизму.

В пособии приводятся темы возможных сообщении - докладов и задачи с техническим содержанием для выполнения внеаудиторных самостоятельных работ, тематика которых соответствует рабочей программе. При выполнении внеаудиторных самостоятельных работ студенты учатся организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения поставленных задач, оценивать эффективность и качество полученных расчетов и вычислений. Студент самостоятельно ставит перед собой цели, осуществляет поиск информации, анализ и решение проблемы.

Методические рекомендации решения физических задач по различным разделам, предлагаемые в пособии, могут быть использованы при подготовке студентов к текущему и итоговому контролю.

Введение

На современном этапе развития общества государство предъявляет особые требования к подготовке конкурентоспособного специалиста, который обладает не только глубокими и разносторонними знаниями, умениями и навыками, но и развитыми аналитическими способностями, умением работать в команде, адаптироваться в любых ситуациях и саморазвиваться!

Согласно ГОСТам третьего поколения серьезное внимание уделяется организации самостоятельной работы как одному из видов учебных занятий.

Всем известно, что информация, исходящая от преподавателя, студентами не усваивается одновременно в виде знаний и умений. Потери, возникающие во время этого процесса, необходимо восполнять качественно организованной самостоятельной работой.

Эффективная самостоятельная работа должна быть:

Во- первых, запланирована на всех уровнях и иметь системный организованный характер. Поэтому, в календарно-тематическом плане указывается количество часов, отводимое на внеаудиторную самостоятельную работу студентов, а также тему и вид самостоятельной работы. Задания по выполнению самостоятельной работы выдаются студентам в начале изучения каждого раздела физики, а контроль осуществляю на консультациях и последних занятиях.

Во - вторых, внеаудиторная самостоятельная работа, должна иметь методическое обеспечение: общие методические рекомендации по выполнению самостоятельных работ. В частности рекомендации по правилам написания рефератов, подготовки докладов, оформлению и методам решения физических задач и выполнения практических заданий.

В- третьих, внеаудиторная самостоятельная работа студентов должна контролироваться на всех уровнях ее выполнения и иметь критерии оценки. В течение семестра необходимо контролировать ход выполнения самостоятельной работы на консультациях, а также на зачетных занятиях, предусмотренных календарно- тематическим планированием. При отчете о выполнении самостоятельной работы критериями оценки ответа служат полнота и правильность представленных на проверку заданий, знание теоретического материала и умение логично, кратко и аргументировано излагать последовательность выполняемых действий при решении задач и формулировке выводов.

Один из критериев качественной внеаудиторной самостоятельной работы является индивидуальный дифференцированный подход. За выполнение внеаудиторной самостоятельной работы студент получает дополнительные баллы, что позволяет ему повысить свой рейтинг. Причем студенту предоставляется выбор заданий самостоятельной работы, которая не является для него обязательной, но ее выполнение гарантирует ему получение более высокого рейтинга, а значит, повышает его самооценку и стимулирует для дальнейшей работы над собой, и достижение более высоких результатов.

Содержание

Стр.

Тематическое планирование внеаудиторных самостоятельных работ

4

Методические рекомендации по подготовке сообщения-доклада

5

Темы докладов -сообщений по дисциплине: физика

8

Как решать задачи по физике

9

Общие правила решения задач по кинематике

11

Задачи с техническим содержанием по теме: «Механическое движение».

12

Общие правила решения задач по теме: «Динамика и законы сохранения в механике»

13

Задачи с техническим содержанием по теме: «Плотность вещества. Сила тяжести. Сила упругости»

15

Решение задач с техническим содержанием по теме: «сложение сил. Сила трения»

16

Задачи с техническим содержанием по теме: «механическая работа. Мощность»

17

Задачи с техническим содержанием по теме: «простые механизмы»

18

Задачи с техническим содержанием по теме: «потенциальная и кинетическая энергия»

19

Задачи с техническим содержанием по теме: «потенциальная и кинетическая энергия»

20

Задачи на определение периода колебаний математического и пружинного маятника

21

Задачи с техническим содержанием по теме: «Давление жидкости на дно и стенки сосудов»

22

Задачи с техническим содержанием по теме: «Закон паскаля. Использование разности давлений для перекачки жидкости»

23

Задачи с техническим содержанием по теме: «Давление. Сила давления»

24

Методика решения задач молекулярной физики

25

Качественные задачи с техническим содержанием по теме: «Способы передачи теплоты. Количество теплоты»

29

Задачи с техническим содержанием по теме: «Превращение энергии в тепловых процессах».

30

Задачи с техническим содержанием по теме: «Тепловые двигатели»

31

Методика решения задач по электростатике

32

Качественные задачи с техническим содержанием по теме: «Электризация тел. Дискретность электрического заряда».

36

Методика решения задач по электродинамике

37

Задачи с техническим содержанием по теме: «Электрический ток. Источники тока».

43

Задачи с техническим содержанием по теме: «Сила тока. Напряжение. Сопротивление»

44

Задачи с техническим содержанием по теме: «электромагнетизм»

45

Методика решения задач по теме: «электромагнитная индукция»

46

Задачи с техническим содержанием по теме: «Электромагнитные явления».

47

Задачи по теме: «Законы внешнего фотоэффекта. Излучение и поглощение энергии»

48

Литература

49

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ВНЕАУДИТОРНЫХ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ

Тема

Внеаудиторная самостоятельная работа

Количество часов

Кинематика

-Решение задач с техническим содержанием по теме: «Механическое движение».

-Сообщение по теме: «Практическое применение законов кинематики»

4

Динамика

-Решение задач с техническим содержанием по теме: «Плотность вещества. Сила тяжести. Сила упругости»

-Решение задач с техническим содержанием по теме: «Сложение сил. Сила трения»

- Сообщение по теме: «Практическое применение законов динамики»

6

Законы сохранения в механике

-Решение задач с техническим содержанием по теме: «Механическая работа. Мощность»

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Простые механизмы»

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Потенциальная и кинетическая энергия»

- Сообщение по теме: «Применение реактивного движения в освоении космического пространства»

8

Механические колебания и волны

-Подготовить доклад - сообщение по теме: «Ультразвук и его применение»

- Решение задач на определение периода колебаний математического и пружинного маятника

4

Основы молекулярно-кинетической теории

-Подготовить доклад - сообщение по теме: «Экспериментальные методы измерения скорости молекул газа»

2

Свойства паров, жидкостей и твердых тел

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Давление жидкости на дно и стенки сосудов»

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Закон Паскаля. Использование разности давлений для перекачки жидкости»

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Давление. Сила давления»

- Составить сравнительную таблицу: «Характеристики различных агрегатных состояний вещества»

8

Термодинамика

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Способы передачи теплоты. Количество теплоты»

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Превращение энергии в тепловых процессах».

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Тепловые двигатели»

- Подготовить доклад - сообщение по теме: «Охрана природы и окружающей среды»

6

Электрическое поле

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электризация тел. Дискретность электрического заряда».

- Доклад - сообщение по теме: «Применение конденсаторов»

4

Законы постоянного тока

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электрический ток. Источники тока».

-Решение задач с техническим содержанием по теме: «Сила тока. Напряжение. Сопротивление».

- Доклад - сообщение по теме: «Применение полупроводниковых приборов»

8

Магнитное поле и электромагнитная индукция

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электромагнетизм»

4

Электромагнитные колебания и волны

- Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электромагнитные явления».

- Подготовить доклад - сообщение по теме: «Практическое применение различных видов электромагнитных излучений для развития радио- и телекоммуникаций».

6

оптика

- Подготовить доклад - сообщение по теме: «Практическое применение интерференции и голографии»

4

Кванты света

- Решение задач по теме: «Законы внешнего фотоэффекта. Излучение и поглощение энергии»

2

Ядерная физика

- Сообщение- доклад: «Квантовые генераторы и их применение», «Радиоактивные изотопы и их применение в медицине, сельском хозяйстве, промышленности», «Проблемы ядерной энергетики»

2

Эволюция Вселенной

- Сообщение- доклад: «Строение Вселенной».

2

Резерв времени

- Сообщение- доклад: «применение физики в будущей профессиональной деятельности обучающихся».

6

Методические рекомендации по подготовке сообщения-доклада

Для того чтобы написать доклад нужно сначала понять для чего вообще пишут этот самый доклад. Доклад - это одна из разновидностей самостоятельной работы студента, в которой, в краткой форме, отражают суть того или иного вопроса. В среднем объём доклада составляет не более 5 страниц. Поэтому всегда старайтесь придерживаться именно такого объема, чтобы ваш труд не перерос в реферат или не был слишком поверхностным.

В докладе вы должны разобрать ту или иную тему в тезисной форме. Что это значит? Это значит, что перед вами стоит задача отобрать только такой материал, который бы отражал самые важные моменты темы вашего доклада. Поэтому старайтесь не приводить много примеров в докладе, ибо это приводит к существенному увеличению его объёма, что не есть хорошо. Поверьте, всегда можно обойтись одними тезисами, т.к. Даже, если вы будете использовать только их, у вас всё равно работа будет вполне объёмной.

Теперь встаёт другой вопрос: где брать необходимую информацию для доклада? Большинство из вас, конечно, скажет, что в Интернете. Несомненно, глобальная сеть сейчас предоставляет большое количество самого различного материала практически на любую тему. И при этом, в связи с его тотальным распространением и удобством, многие студенты прибегают к помощи именно Интернета.

Однако спешим вас предостеречь: не стоит быть овощем. Я практически всегда призываю студентов к тому, чтобы они ответственно и с честной совестью подходили к выполнению любого учебного задания. Причём подобная философия продиктована не простой верой в честность и справедливость, как вам может показаться на первый взгляд, а, как ни странно, прагматической выгодой.

Откуда здесь выгода? Поясняю: от того, насколько именно вы будете писать работы самостоятельно, и, соответственно овладевать теми или иными знаниями, от этого зависит ваш дальнейший успех. Чем больше вы «пропустили» через свои пальцы и, главное, голову информации, тем больше знаний у вас в вашей голове останется. Логично, не правда ли?

Соответственно, чем большим объёмом знаний вы обладаете, тем проще вам будет устроиться на высокооплачиваемую работу. Просто работники сейчас не столь востребованы, всем нужны супер работники! Сейчас ценят успех, а не посредственных личностей!

Итак, выше вам рассказали об основополагающих вещах, которые являются определённым плацдармом, базой, которая помогает сформировать правильное представление о докладе и о том, как написать доклад.

Теперь переходим непосредственно к детальному плану работ или списку практических рекомендаций, который поможет вам без проблем написать доклад на любую тему.

При подготовке сообщения (доклада) целесообразно воспользоваться следующими рекомендациями:

• Уясните для себя суть темы, которая вам предложена.

• Подберите необходимую литературу (старайтесь пользоваться несколькими источниками для более полного получения информации).

• Тщательно изучите материал учебника по данной теме, чтобы легче ориентироваться в необходимой вам литературе и не сделать элементарных ошибок.

• Изучите подобранный материал (по возможности работайте карандашом), выделяя самое главное по ходу чтения.

• Составьте план сообщения.

• Напишите текст доклада.
  

Помните!

Выбирайте только интересную и понятную информацию. Не используйте неясные для вас термины и специальные выражения.

1. Не делайте сообщение очень громоздким.

2. При оформлении доклада используйте только необходимые, относящиеся к теме рисунки и схемы.

3. В конце сообщения составьте список литературы, которой вы пользовались при подготовке.

4. Прочитайте написанный текст заранее и постарайтесь его пересказать, выбирая самое основное.

5. Перед тем, как делать сообщение, выпишите необходимую информацию (термины, даты, основные понятия) на доску или подготовьте презентацию.

6. Никогда не читайте доклад! Чтобы не сбиться, пользуйтесь планом и выписанной на доске информацией или презентацией.

7. Говорите громко, отчётливо и не торопитесь. В особо важных местах делайте паузу или меняйте интонацию - это облегчит её восприятие для слушателей.

Темы докладов -сообщений по дисциплине: физика

1. Практическое применение законов кинематики

2. Практическое применение законов динамики

3. Применение реактивного движения в освоении космического пространства

4. Подготовить доклад - сообщение по теме: «Ультразвук и его применение»

5. Экспериментальные методы измерения скорости молекул газа

6. Охрана природы и окружающей среды

7. Применение конденсаторов

8. Применение полупроводниковых приборов

9. Практическое применение различных видов электромагнитных излучений для развития радио- и телекоммуникаций

10. Практическое применение интерференции и голографии

11. Квантовые генераторы и их применение

12. Радиоактивные изотопы и их применение в медицине, сельском хозяйстве, промышленности

13. Проблемы ядерной энергетики

14. Строение Вселенной

15. Применение физики в будущей профессиональной деятельности обучающихся».

Как решать задачи по физике

1. Решить физику: бояться или решиться?

Физика является чуть ли не самым сложным предметом в колледже для студентов первого курса. Некоторых только при одном упоминании о ней бросает в дрожь. И только несколько человек из группы способны схватывать все на лету. Остальные же, которые пытаются самостоятельно разобраться, найти решение, теряют силу воли и в определенный момент пускают все на самотек. Таким образом, можно начать получать плохие оценки. Согласитесь, что для большинства студентов является делом не из легких. Но стоит ли бояться решить физику? Или необходимо всё-таки перебороть свой страх и доказать самому себе, что сможешь это сделать?

2. Желание чего-то достичь - основа успеха.

Самое главное - это желание. Если захотеть, можно разобраться во всех тонкостях этой науки и не отодвигать решение физики на задний план. Для того, чтобы помочь вам ниже приведём основные этапы, где опишем, как сделать так, чтобы решение задач по физике превратилось в увлекательное занятие. Если внимательно прочитать и осмыслить каждый пункт, вам под силу будет решить физику! Это поможет вам не только сэкономить время, но и выполнять работу продуктивнее, а также быстрее усваивать учебный материал.

3. Список необходимых «инструментов для решения задачи по физике.

Сначала предоставим перечень так называемых «инструментов» для решения задачи по физике. Это задача (имеется в виду условие), умение читать и писать, знание физики и внимательность, ластик, карандаш, тетрадка (листик), калькулятор, а также желание решить физику.

4. Первый этап. Извлечение данных из условия задачи

С самого начала нужно очень внимательно прочитать условие задачи по физике. Часто бывает так, что после того, как мы прочитали задачу и записали в "Дано" краткое условие задачи, мы вдруг обнаруживаем недостаток данных. Прежде всего, предлагается начать поиск с самого текста. Есть несколько моментов, на которые следует обратить внимание. Например, какие то цифры могут быть написаны письменно (например, слово "полусумма", обычно не пишется так "в два раза"), а какие то показатели могут быть указаны в вопросе (например, вопрос поставлен так: "через, сколько минут, вторая машина догонит первую, если её скорость 80 км/час). Но простого списания данных в «дано» недостаточно. Необходимо перевести все данные в единую систему единиц, так называемую СИ (килограмм, метр, секунда, градус, ампер и др.)
И надо определить, что от нас требуют найти и записать, но этот пункт обычно не вызывает сложностей.

5. Второй этап. Правильный рисунок - половина решенной задачи по физике.

Есть еще одна вещь, которая является очень важной. Многие даже считают, что она - это половина решенной задачи. Как вы уже догадались, это рисунок. На самом деле нельзя занижать одну из главнейших моментов при решении задачи по физике. Если рисунок был составлен четко и понятно, то, глядя на него можно сразу понять что, куда и как делать. Но бывают случаи, когда рисунок был составлен неправильно и все решение также накрывается. Остаётся только обида за зря потраченное время.

6. Третий этап. Решение задач по физике.

После того, как у нас составлено краткое условие задачи и нарисован рисунок, самое время приступить к ответственному этапу - решение задач по физике. Если попросить физика, специализирующегося на квантовой теории, решить задачу по теме механика, то он может и найдёт правильное решение, но не сразу. И его можно понять, так как сразу очень тяжело вспомнить все мелочи и тонкости решения задач по физике. Следовательно, стоит вспомнить основные , законы, и правила той темы, на которой основана задача по .

7. Четвёртый этап. Выводим конечную формулу и подставляем значения.

Таким образом, к записанному "Дано", "Найти", нарисованному рисунку добавился перечень формул и законов. Теперь всё готово для того, чтобы начинать. Вы готовы решить физику? Тогда начинайте, но для простоты советуем начинать с формулы, где есть та неизвестная, которую надо найти вопросу задачи по физике. После этого, необходимо определить, какие данные в этой формуле заданы условием, а какие - нет. Для них написать уже другие формулы их нахождения. Данные подставляются уже в конечную формулу, после чего рассчитывается значение, Проводится проверка размерности для того, чтобы убедиться, что все подстановки и преобразования сделаны, верно.

8. Пятый этап. Решайте, решайте, решайте! Опыт бесценен!

Последний этап заключается в следующем: можно купить задачник и начинать решать задачи по физике. Самое главное - прорабатывать задачи, находить новые пути решения, так как и внимательно читать условие задачи! Надеемся, наши рекомендации помогли вам освоить решение задач по физике, и теперь вы с гордостью сможете ответить - «Я!» - на вопрос: «Кто может решить физику?»

ОБЩИЕ ПРАВИЛА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО КИНЕМАТИКЕ.

1. Сделать схематический чертеж, на котором следует, прежде всего, изобразить систему отсчета и указать траекторию движения точки. Удачно выбранная система координат может значительно упростить решение и сделать кинематические уравнения предельно простыми. Начало координат удобно совмещать с положением движущейся точки в начальный рассматриваемый момент времени, а оси направлять так, чтобы приходилось делать как можно меньше разложений векторов.

2. Установить связь между величинами, отмеченными на чертеже. При этом следует иметь в виду, что в уравнения скорости и перемещения входят все кинематические характеристики равнопеременного прямолинейного движения (скорость, ускорение, время, перемещение).

3. Составляя полную систему кинематических уравнений, описывающих движение точки, нужно записать в виде вспомогательных уравнений все дополнительные условия задачи, после чего, проверив число неизвестных в полученной системе уравнений, можно приступать к ее решению относительно искомых величин. Если неизвестных величин в уравнениях оказалось больше, то это может означать, что в процессе их определения, «лишние неизвестные» сократятся.

4. Составляя уравнения, необходимо следить за тем, чтобы начало отсчета времени было одинаковым для всех тел, участвующих в движении.

5. Решая задачи на движение тел, брошенных вертикально вверх, нужно обратить особое внимание на следующее. Уравнения скорости и перемещения для тела, брошенного вертикально вверх, дают общую зависимость скорости V и высоты h от времени t для всего времени движения тела.
   Они справедливы (со знаком минус) не только для замедленного подъема вверх, но и для дальнейшего равноускоренного падения тела, поскольку движение тела после мгновенной остановки в верхней точке траектории происходит с прежним ускорением.
   Под высотой h при этом всегда подразумевают перемещение движущейся точки по вертикали, т.е. ее координату в данный момент времени - расстояние от начала отсчета движения до точки.

6. Движение тел, брошенных под углом к горизонту, можно рассматривать как результат наложения двух одновременных прямолинейных движений по осям ОХ и OУ, направленных вдоль поверхности Земли и по нормали к ней.
   Учитывая это, решение всех задач такого типа удобно начинать с разложения вектора скорости и ускорения по указанным осям и затем составлять кинематические уравнения движения для каждого направления.
   Необходимо при этом иметь в виду, что тело, брошенное под углом к горизонту, при отсутствии сопротивления воздуха и небольшой начальной скорости летит по параболе и время движения по оси ОХ равно времени движения по оси OY, поскольку оба эти движения происходят одновременно.

7. Время падения тела в исходную точку равно времени его подъема на максимальную высоту, а скорость падения равна начальной скорости бросания.

8. Решение задач о движении точки по окружности принципиально ничем не отличается от решения задач о прямолинейном движений. Особенность состоит лишь в том, что здесь наряду с общими формулами кинематики приходится учитывать связь между угловыми и линейными характеристиками движения.

ЗАДАЧИ С ТЕХНИЧЕСКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ПО ТЕМЕ:

«МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ».

1. Поезд длиной 240 м, двигаясь равномерно, прошел мост за 2 мин. Какова скорость поезда, если длина моста 360 м?

2. Сколько времени потребуется скорому поезду длиной 150 м, чтобы проехать мост длиной 850 м, если скорость поезда равна 72 км/ч?

3. Один автомобиль, двигаясь со скоростью 12 м/с в течение 10 с, совершил такое же перемещение, что и другой за 15 с. Какова скорость второго автомобиля, если оба двигались равномерно?

4. На какую максимальную высоту поднимется тело, брошенное вертикально вверх со скоростью 40 м/с?

5. С какой скоростью вода выбрасывается насосом вверх, если струя воды достигает высоты 20 м?

6. Стрела, выпущенная из лука вертикально вверх со скоростью 25 м/с, поражает цель через 2 с. Какую скорость будет иметь стрела к моменту достижения цели?

7. Автомобиль движется по закруглению дороги радиусом 120 м со скоростью 36 км/ч. Чему равно центростремительное ускорение автомобиля?

8. Вал диаметром 20 см при вращении делает один оборот за 0,4 с. Определите линейную скорость точек на поверхности вала.

9. Колесо диаметром 50 см, двигаясь равномерно, проходит расстояние 2 м за 4 с. Какова угловая скорость вращения колеса?

10. Шлифовальный камень радиусом 30 см совершает один оборот за 0,6 с. Где расположены точки, имеющие наибольшую линейную скорость, и чему она равна

Ответы:

1.5м/с

2.50с

3. 8м/с

4. 80м.

5. 20м/с

6. 5м/с

7. 0,83м/с²

8. 1,57м/с

9. 2рад/с

10. 1,57м/с