рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ

ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ - раздел Физика, Минобрнауки России   Федеральное Государственное Бюдже...

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

Кафедра физики

 

 

ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ

 

Методические указания и контрольные задания

для студентов заочной формы обучения

 

 

Тула 2012


УДК 531

 

Введение в физику. Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения / Муравлева Л.В., Семин В.А., Бурцева О.И., Кажарская С.Е.- Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. – 47 с.

 

 

Данные методические указания содержат краткие сведения из теории, набор контрольных заданий, краткое математическое приложение и общие методические указания к выполнению контрольных работ.

 

 

Ил.:62, Библ.: 9

 

Печатается по решению библиотечно-издательского совета Тульского государственного университета.

 

Рецензент: д-р физ.-мат.наук, проф. Д.М.Левин

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Общие методические указания к выполнению

контрольных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2. Основы векторной алгебры и математического анализа

2.1. Скалярные и векторные величины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2. Действия с векторами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.1 Сравнение векторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.2 Сложение векторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.3 Вычитание векторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.4 Умножение вектора на скаляр . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

2.3. Скалярное и векторное произведения . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3.1 Скалярное произведение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3.2 Векторное произведение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.4. Производная и интеграл . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

2.4.1. Производная и ее применения . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.4.2. Первообразная и интеграл . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3.Задания для контрольной работы по дисциплине

«Введениие в физику»

3.1. Основы векторной алгебры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.2. Прямая задача кинематики. Векторный способ

описания движения частицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

3.3. Обратная задача кинематики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

3.4. Связь линейных и угловых величин в кинематике . . . . . .26

3.5. Кинематика вращательного движения . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.6. Сила как причина изменения импульса . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.7. Динамика вращательного движения твердого тела . . . . . .33

3.8. Момент инерции. Теорема Штейнера. Центр масс . . . . . .36

3.9. Кинетическая энергия. Мощность. Работа . . . . . . . . . . . . .41

3.10. Закон сохранения импульса и момента импульса . . . . . .43

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47


Общие методические указания к выполнению

Контрольных работ

Контрольная работа №2 заключается в написании конспекта по физике в соответствии с перечнем тем, приведенных ниже. Объем конспекта должен составлять… 2. Контрольные работы нужно выполнять чернилами в школьной тетради в клетку…  

Контрольная работа №1 (№2)

По дисциплине «Введение в физику»

Вариант № 1

выполнил: студент группа Б660121 Иванов П.П.

проверил: доцент каф. физики Васильев И.И.

 

 

3. Условия задач переписать без сокращений. Все величины перевести в систему СИ. Каждую задачу следует писать с новой страницы. Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставлять поля.

4. Решения задач следует сопровождать краткими пояснениями; в тех случаях, когда это необходимо, рисунками, выполненными карандашом с использованием чертежных принадлежностей.

5. При подстановке в расчетную формулу, а также при записи ответа, числовые значения величин следует записывать как произведение десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на десять в соответствующей степени, округляя ответ до трех значащих цифр. Например, вместо 456297 надо записать ; вместо 0,0004515 записать и т.п.

6. Ответ должен быть обязательно представлен с указанием единиц измерения искомой величины.

7. Выполненные контрольные работы студент представляет в деканат заочного факультета.

8. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторную работу необходимо представить вместе с незачтенной.

 

 

Задачи к контрольной работе №1 по дисциплине

Перечень тем к контрольной работе № 2 по дисциплине

  Кинематика. Материальная точка. Система отсчета. Путь и перемещение. Поступательное и вращательное движение. Средняя скорость…

Основы векторной алгебры и математического анализа

Скалярные и векторные величины

Скалярная величина может быть положительной или отрицательной. Примеры скалярных величин: температура, масса, объем, время, плотность.… Векторная величина – это физическая величина, которая имеет две характеристики:

Действия с векторами

Математические действия с векторными величинами – это геометрические действия.

Сравнение векторов

Равные векторы.Два вектора равны, если они имеют:

- равные модули,

- одинаковые направления.

Противоположные векторы. Два вектора противоположны, если они имеют:

- равные модули,

- противоположные направления.

-

Сложение векторов

Пусть заданы два вектора и (см. рис.). Найдем сумму этих векторов + = . Величины и - это составляющие векторы, вектор - это результирующий вектор. …   Правило параллелограмма для сложения двух векторов:

Вычитание векторов

Найти разность вектора и вектора - это тоже самое, что найти сумму вектора и…

Правило параллелограмма.

Стороны параллелограмма - вектор и вектор -; диагональ параллелограмма - вектор разности .

 

 

 

Правило треугольника.

 

Умножение вектора на скаляр

В результате умножения вектора на скаляр мы получаем новый вектор : Направление вектора такое же, как направление вектора при . Направление вектора противоположно направлению вектора при .

Скалярное и векторное произведения

Скалярное произведение

Это выражение называется скалярным произведением векторов и и обозначается… Следовательно, .=.

Векторное произведение

, где Модуль нового результирующего вектора находим по формуле:

Производная и интеграл

Производная и ее применения

Если существует предел отношения приращения функции к приращению аргумента при условии, что , то функция у=f(х) называется дифференцируемой в точке… Операцию отыскания производной называют дифференцированием.  

Cписок производных простейших элементарных функций

2. , а – любое число 3. , в частности 4. , в частности, при :

Первообразная и интеграл

Очевидно, что если функция - первообразная для f(х) на (а,b), а С – некоторая…

Задания для контрольной работы по дисциплине

«Введениие в физику»

 

Основы векторной алгебры

1-1. Найдите а) модуль суммы б) разности двух векторов и .

Прямая задача кинематики

Векторный способ описания движения частицы

Радиус-вектор частицы начинается в начале системы координат и заканчивается на частице.

Скорость частицы (перемещение частицы за единицу времени)

Ускорение частицы (изменение скорости за единицу времени)

Координатный способ описания движения частицы

Скорость материальной точки . Ускорение материальной точки . Здесь – единичные векторы (орты), направленные по осям соответственно (декартова система координат),

Обратная задача кинематики

; ; ; ; Путь, пройденный частицей за время t:

Связь линейных и угловых величин в кинематике

Линейные и угловые величины связаны следующим образом: ; ;  

Кинематика вращательного движения

Если известна зависимость и начальные условия и , то можно найти и (обратная задача).   5-1. Диск радиуса м начал вращаться вокруг своей оси без начальной скорости с угловым ускорением, зависящим от времени…

Сила как причина изменения импульса

  – вектор изменения импульса за время t (импульс силы), где – средняя сила,…  

Динамика вращательного движения твердого тела

Закон динамики вращательного движения твердого тела в проекции на ось вращения z: , где Iz – момент инерции тела относительно оси вращения, –… , где – радиус вектор точки приложения силы . , , – проекции момента силы. Модуль момента силы или , где a – угол между…

Момент инерции. Теорема Штейнера. Центр масс

Если масса тела непрерывно распределена в пространстве то , где – масса элементарного объема тела, – расстояние от этого объема до…

Теорема Штейнера.

Координата центра масс , где – координата материальной точки с массой или…

Таблица моментов инерции некоторых фигур.

– кольца относительно оси, проходящей через центр кольца перпендикулярно его плоскости. – однородного шара относительно оси, проходящей через центр шара.
– диска относительно оси, проходящей через центр диска перпендикулярно его плоскости. – стержня относительно оси, проходящей через середину стержня перпендикулярно к нему.

 


 

8-1. Перпендикулярно плоскости однородного диска массы m и радиуса R проходят две параллельные оси. Одна проходит через центр масс диска С, а другая через точку О, лежащую на расстоянии х от точки А на краю диска. Точки О, С и А лежат на диаметре диска. Во сколько раз больше момент инерции диска , чем ? Если m = 1 кг, R = 1 м, х = 0,4 м.

8-2. Перпендикулярно однородному тонкому стержню массы m и длиной l проходят две параллельные оси. Одна проходит через центр масс стержня С, а другая через точку О, лежащую на расстоянии х от его конца А. Во сколько раз больше момент инерции стержня , чем ? Если m = 1 кг, l = 1 м, х = 0,4 м.

8-3. Через однородный шар массы m и радиуса R проходят две параллельные оси. Одна проходит через центр масс шара С, а другая через точку О, лежащую на расстоянии х от края шара A. Точки А, О и С лежат на диаметре шара. Во сколько раз больше момент инерции шара , чем ? Если m = 1 кг, R = 1 м, х = 0,4 м.

8-4. Два одинаковых диска массой m и радиусом R каждый положили на плоскость и приварили друг к другу. Найти момент инерции получившейся детали относительно оси, проходящей перпендикулярно плоскости дисков через точку О . Если R = 1 м, m = 1 кг.

8-5. Два одинаковых диска массой m и радиусом R каждый положили на плоскость и приварили друг к другу. Найти момент инерции получившейся детали относительно оси, проходящей перпендикулярно плоскости дисков через центр масс одного из дисков О. R = 1 м, m = 1 кг.

8-6. Два одинаковых шара массой m и радиусом R каждый приварили друг к другу. Касательная к шару ось О проходит перпендикулярно линии, проходящей через центры шаров. Найти момент инерции получившейся детали относительно оси О. R = 1 м, m = 1 кг.

8-7. Два одинаковых шара массой m и радиусом R каждый приварили друг к другу. Ось О проходит по диаметру шара перпендикулярно линии, соединяющей центры шаров. Найти момент инерции получившейся детали относительно оси О.

R = 1 м, m = 1 кг.

8-8. Два одинаковых однородных тонких стержня массой m и длиной l каждый приварили концами перпендикулярно друг к другу. Через конец одного из стержней проходит ось О, перпендикулярная плоскости стержней. Найти момент инерции получившейся детали относительно оси О. l = 1 м, m = 1 кг.

8-9. Два одинаковых однородных тонких стержня массой m и длиной l каждый приварили концами перпендикулярно друг к другу. Через центр одного из стержней проходит ось О, перпендикулярная плоскости стержней. Найти момент инерции получившейся детали относительно оси О. l = 1 м, m = 1 кг.

8-10. Перпендикулярно плоскости однородного диска массы m= 1 кг и радиуса R = 1 м проходят две параллельные оси. Одна проходит через центр масс диска С, а другая через точку О, лежащую на расстоянии х = 0,4 м от точки А на краю диска. Точки О, С и А лежат на диаметре диска. На сколько отличаются моменты инерции диска относительно этих осей?

8-11. Перпендикулярно плоскости однородного диска массы m и радиуса R проходят две параллельные оси. Одна проходит через точку A на краю диска, а другая через точку О, лежащую на расстоянии х от точки А. Точки О и А лежат на диаметре диска. m = 1 кг, R = 1 м, х = 0,4 м. Во сколько раз отличаются моменты инерции диска и ?

8-12. Перпендикулярно однородному тонкому стержню массы m = 1 кг и длиной l = 1 м проходят две параллельные оси. Одна проходит через центр масс стержня С, а другая через точку О, лежащую на расстоянии х = 0,4 м от его конца А. На сколько отличаются моменты инерции стержня относительно этих осей?

8-13. Перпендикулярно однородному тонкому стержню массы m = 1 кг и длиной l = 1 м проходят две параллельные оси. Одна проходит через конец стержня А, а другая через точку О, лежащую на расстоянии х = 0,4 м от точки А. Во сколько раз отличаются моменты инерции стержня и ?

8-14. Через однородный шар массы m и радиуса R проходят две параллельные оси. Одна касается шара в точке А, а другая проходит через точку О, лежащую на расстоянии х от точки A. Точки А и О лежат на одном диаметре шара. m = 1 кг, R = 1 м, х = 0,4 м. Во сколько раз отличаются моменты инерции шара и ?

8-15. Через однородный шар массы m и радиуса R проходят две параллельные оси. Одна проходит через центр масс шара С, а другая через точку О, лежащую на расстоянии х от края шара A. Точки А, О и С лежат на диаметре шара. На сколько отличаются моменты инерции шара относительно этих осей? m = 1 кг, R = 1 м, х = 0,4 м.

8-16. На одну плоскость положили тонкий однородный стержень массы m и длины l = 2R и диск радиуса R и такой же массы m. Центр стержня О приварили к диску. Перпендикулярно плоскости получившейся детали проходит ось через точку О. Найти момент инерции детали относительно этих осей. Если m = 1 кг, R = 1 м.


8-17. Деталь в виде равностороннего треугольника сварили из трех одинаковых однородных тонких стержней массы m и длины l каждый. Ось О проходит перпендикулярно плоскости детали через вершину треугольника. Найти момент инерции детали относительно этой оси. m = 1 кг, l = 1 м.

8-18. Деталь в виде равностороннего треугольника сварили из трех одинаковых однородных тонких стержней массы m и длины l каждый. Ось C проходит перпендикулярно плоскости детали через центр масс треугольника. Найти момент инерции детали относительно этой оси. m = 1 кг, l = 1 м.

8-19. Деталь в виде квадрата сварили из четырех одинаковых однородных тонких стержней массы m и длины l каждый. Ось C проходит перпендикулярно плоскости детали через центр масс квадрата. Найти момент инерции детали относительно этой оси. m = 1 кг, l = 1 м.

8-20. Тонкий стержень постоянного сечения длиной l = 1 м лежит на оси х и его левый конец совпадает с началом координат О. Линейная плотность вещества, из которого сделан стержень, зависит от координаты х по закону (кг/м) . Рассчитать момент инерции стержня относительно оси у.


Кинетическая энергия. Мощность. Работа

Мощность , где – скорость перемещения точки приложения силы. Работа силы ,где – перемещение, a – угол между вектором силы и вектором… Работа момента силы .

Закон сохранения импульса и момента импульса

а) , б) и время взаимодействия очень мало. В этих случаях , где – векторная сумма импульсов частиц, которые существовали до взаимодействия, –… При взаимодействии частиц системы между собой полный вектор момента импульса… а) , б) и время взаимодействия очень мало. В этих случаях где – векторная сумма моментов импульсов частиц, которые…

Литература

 

1. Савельев И.В. Курс общей физики : учебное пособие для вузов:[в 3 т.]. Т.1. Механика. Молекулярная физика / И.В. Савельев.- 5-е изд. стер. — СПб. и др.: Лань, 2006. - 432 с.

2. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике : учеб. пособие для втузов / И.В.Савельев .— СПб. и др. : Лань, 2005. - 288 с.

3. Стрелков С.П. Сборник задач по общему курсу физики : в 5 кн. - 5-е изд., стер .— М : Физматлит : Лань, 2006 .— (Общий курс физики). Кн. 1: Механика / С. П. Стрелков [и др.] ; под ред. И. А. Яковлева. - 2006. - 240 с.

4. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности : Учебник для вузов / А.Н.Матвеев .- 3-е изд. - М. : ОНИКС 21 век: Мир и образование, 2003. - 432 с.

5. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями : учеб. пособие для вузов / Т.И.Трофимова .- 8-е изд. перераб. - М. : Высш. шк., 2007. - 591 с.

6. Трофимова Т.И. Основы физики : учеб. пособие:в 5 кн. Кн.1. Механика / Т.И.Трофимова .- М. : Высш. шк., 2007 .- 220с

7. Трофимова Т.И. Справочник по физике для студентов и абитуриентов / Т.И.Трофимова .— М. : Астрель:АСТ: Профиздат, 2005. - 399 с.

8. Яворский Б.М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф, А. К. Лебедев .- 8-е изд., перераб. и испр. - М. : ОНИКС : Мир и Образование, 2007. - 1055 с.

9. Полянин А.Д. Универсальный справочник. Высшая математика. Физика. Теоретическая механика. Сопротивление материалов / А.Д.Полянин [и др.].- М. : АСТ:Астрель: Профиздат, 2005. - 480 с.

 

– Конец работы –

Используемые теги: Введение, физику0.05

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Мир дискретных объектов - физика частиц. Модель частицы (корпускула). От физики Аристотеля до физики Ньютона
Л е в к и п п 5 век до н. э древнегреческий философ-материалист, один из создателей древней атомистики. Левкипп был учителем Демокрита, фигура… Пустота разделяет все сущее на множество элементов. Свойства этих элементов… Историческое место философии Демокрита определяется переходом древнегреческой натурфилософии к выработке понятия…

Предмет физики. Теория и эксперимент в физике Физика – наука о наиболее простых и общих формах движения материи
Физика наука о наиболее простых и общих формах движения материи... Основным методом исследования в физике является опыт В результате обобщения... Экспериме нт также опыт в научном методе метод исследования некоторого явления в управляемых условиях...

Квантовая физика и физика атома
На сайте allrefs.net читайте: Квантовая физика и физика атома.

Физика и философия физики
Цитирование не есть доказательство. Оно является иллюстрацией.В этой статье мы хотели избежать упомянутых недостатков, руководствуясь философским… Первый аспект. Конкретность научной истины означает, что любая гипотеза или… Развитие научного знания в форме теорий всегда предполагает уточнение и увеличение объема наших знаний. Новая…

Введение в Физику конденсированного состояния
Атомные ядра Электроны Атомы и молекулы роль электромагнитных сил Опытные данные и основные представления о строении атомов и молекул Масштабы... Тепловое движение частиц и агрегатные состояния вещества Неконденсированные состояния плазма газы...

Краткий курс механики в качестве программы и методических указаний по изучению курса Физика Краткий курс механики: Программа и методические указания по изучению курса Физика / С
Федеральное агентство железнодорожного транспорта... Омский государственный университет путей сообщения...

От физики необходимого к физике возможного
Тем не менее во всех явлениях макроскопической физики, химии, геологии, биологии или гуманитарных наук будущее и прошлое неравноправны - в них… Парадокс времени не был осмыслен вплоть до второй половины XIX века. В те… В последние десятилетия родилась новая наука - физика неравновесных процессов, связанная с понятиями самоорганизации и…

Квантовая физика и физика атома
Задание... Задание...

ДЕ Квантовая физика и физика атома
ДЕ Квантовая физика и физика атома... ДЕ Элементы ядерной физики и физики элементарных... Частиц...

Научная революция в физике начала ХХ века: возникновение релятивистской и квантовой физики
Во всех инерциальных системах т.е. движущихся прямолинейно и равномерно друг по отношению в другу применимы одно и те же законы механики.Но… Отдаленные истоки такого рода исследований складывались еще в ХVIII веке в… Решение этого вопроса требовало введения ряда допущений.Эти гипотетические допущения касались явлений, которые было…

0.036
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам