Программа лекционного курса, семинаров, коллоквиумов и самостоятельной работы студентов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Национальный исследовательский университет

Новосибирский государственный университет

Факультет естественных наук

Основные главы элементарной физики

Программа лекционного курса, семинаров, коллоквиумов и самостоятельной работы студентов

Курс 1–й, I семестр

Учебно-методический комплекс

Новосибирск 2013

Учебно-методический комплекс «Основные главы элементарной физики» предназначен для студентов 1-го курса химического отделения факультета естественных наук и является вводным курсом по физике.

Содержит программу курса лекций и задачи по элементарной физике, предлагавшиеся студентам ФЕН 1-го курса на входной (начало 1-го семестра) и выходной (окончание 1-го семестра) контрольных работах. Вводится система понятий - “язык” физики и устанавливается между ними взаимосвязь, повторяются и вводятся необходимые понятия элементарной математики и анализа, дается общий метод решения физических задач.

Приводится набор задач с решениями, охватывающих основной объем курса, рассмотрены несколько контрольных работ с решениями, а также приведены условия задач (с ответами) контрольных работ за разные годы для самостоятельного решения. Предлагаемый курс включает основные разделы школьной программы по механике, с расширением и детализацией основных положений, соответствует программе первого курса ФЕН НГУ.

Составители Черноусов Ю.Д., Зикирин С.Б., Стась Д. В., Матвеева А.Г., Еделева М.В., Левичев А.Е., Стюф А.С.

УМК подготовлен в рамках реализации Программы развития «НИУ-НГУ»

© Новосибирский государственный университет, 2013

Содержание

Аннотация рабочей программы
1. Цели освоения дисциплины (курса)
2. Место курса в структуре образовательной программы
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения курса
4. Структура и содержание курса
5. Образовательные технологии
6. Правила ИКИ
Программа курса лекций I. Введение. Цель курса. Метод Галилея. Кинематика. Основные понятия. Материальная точка. Твердое тело. Пространство-Время. Система отсчета. Декартова система координат. Вектор. Скалярное и векторное произведение векторов. Радиус-вектор. Правая (левая) система координат. Полярная, сферическая и цилиндрическая система координат.
II. Функция. Понятие функции. Приращение функции. Временной интервал. Производная функции. Интегральная сумма. Определенный интеграл от функции. Первообразная. Неопределенный интеграл от функции. Формула Ньютона-Лейбница.
III. Движение по траектории. Путь. Перемещение. Скорость. Ускорение. Скорость угловая. Ускорение угловое, тангенциальное, нормальное (центростремительное). Движение с постоянным ускорением. Движение в поле тяжести. Уравнение траектории.
IV. Инвариантные и относительные величины. Преобразования Галилея. Относительность движения.
V. Динамика. Законы Ньютона. Основные понятия. Уравнения движения. Законы сохранения. Масса. Инерция. Импульс частицы и системы частиц. Сила. Сила трения. Первый закон. Второй закон. Третий закон. Принцип относительности Галилея. Закон всемирного тяготения. Вес тела. Сила реакции опоры. Невесомость.
VI. Работа. Энергия. Закон сохранения механической энергии. Механическая работа. Работа консервативной силы на криволинейной траектории. Потенциальная энергия в однородном поле тяжести. Закон сохранения механической энергии тела.
VII. Закон сохранения импульса. Импульс силы. Система центра инерции. Столкновение частиц.
VIII. Закон Гука. Гармонические колебания. Амплитуда, фаза, период, частота колебаний.
IX. Движение по окружности. Твердое тело. Колесо на дороге. Спутник на орбите. Кинетическая энергия твердого тела. Момент инерции.
X. Неинерциальные системы отсчета. Принцип эквивалентности. Масса инертная, гравитационная. Поле эквивалентное.
XI. Механика в целом. Метод Галилея. Функция. Инвариантность и относительность. Законы механики Галилея-Ньютона – физико-математическая модель мира. Теория против эксперимента. Современная «Стандартная модель».
Рекомендованная литература к теоретическому курсу
Перечень коллоквиумов
Часть 1. Функция. Вектор. Скорость. Ускорение. Движение по окружности. Сдача первой контрольной работы.
Часть 2. Законы Ньютона. Равноускоренное движение. Движение в поле тяжести. Сдача второй контрольной работы.
Часть 3. Работа. Энергия. Законы сохранения. Сдача третьей контрольной работы.
Задачи по курсу «Основные главы элементарной физики» Задачи с решениями. Введение. Задачи по теме «Равномерное движение. Сложение скоростей. Относительность движения». Задачи по теме «Движение с ускорением, движение в поле тяжести». Задачи по теме «Законы Ньютона». Задачи по теме «Законы сохранения энергии и импульса». Задачи по теме «Колебания. Математический маятник». Как решать задачи-оценки. Примеры решения контрольных работ. Контрольная работа, сентябрь 2006 г. Контрольная работа, сентябрь 2007 г. Контрольная работа, декабрь 2007 г. Задачи контрольных работ разных лет с ответами. 8сентября 2006 г. Контрольная работа №1 8 декабря 2006 г. Контрольная работа №2 14 сентября 2007 г. Контрольная работа №1 14 декабря 2007 г. Контрольная работа №2 12 сентября 2008 г. Контрольная работа №1 12 сентября 2008 г. Контрольная работа №1 11 декабря 2009 г. Контрольная работа №2. 10 сентября 2010 г. Контрольная работа №1 10 декабря 2010 г. Контрольная работа №2 9 сентября 2011 г. Контрольная работа №1 9декабря 2011 г. Контрольная работа №2 14 сентября 2012 г. Контрольная работа №1 14 декабря 2012 г. Контрольная работа №2
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины