МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Физика

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки44.03.04. Профессиональное обучение (по отраслям)
ПрофильДекоративно-прикладное искусство и дизайн
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план44_03_04_ПО_ДПИиД-3-2017
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 50
самостоятельная работа 31
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 1

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) Итого
Недель 18,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 16 16 16 16
Лабораторные 34 34 34 34
Сам. работа 31 31 31 31
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
Дмитриев С.Ф.

Рецензент(ы):
Рудер Д.Д.

Рабочая программа дисциплины
Физика

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 44.03.04 ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ (ПО ОТРАСЛЯМ) (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 01.10.2015г. №1085)

составлена на основании учебного плана:
44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям): Декоративно-прикладное искусство и дизайн
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2017 протокол № 7.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от г. №
Срок действия программы: 2015-2016 уч. г.

Заведующий кафедрой
Плотников В.А.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2017-2018 учебном году на заседании кафедры

Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от г. №
Заведующий кафедрой Плотников В.А.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.− освоение знаний о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира; наиболее важных открытиях в области физики, оказавших определяющее влияние на развитие техники и технологии; методах научного познания природы;
− овладение умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели, применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ; практически использовать физические знания; оценивать достоверность естественно-научной информации;
− развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе приобретения знаний и умений по физике с использованием различных источников информации и современных информационных технологий;
− воспитание убежденности в возможности познания законов природы, использования достижений физики на благо развития человеческой цивилизации; необходимости сотрудничества в процессе совместного выполнения задач, уважительного отношения к мнению оппонента при обсуждении проблем естественно-научного содержания; готовности к морально-этической оценке использования научных достижений, чувства ответственности за защиту окружающей среды;
− использование приобретенных знаний и умений для решения практических задач повседневной жизни, обеспечения безопасности собственной жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды и возможность применения знаний при решении задач, возникающих в последующей профессиональной деятельности.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОК-3 способностью использовать основы естественнонаучных и экономических знаний при оценке эффективности результатов деятельности в различных сферах
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.− смысл понятий: физическое явление, гипотеза, закон, теория, вещество, взаимодействие, электромагнитное поле, волна, фотон, атом, атомное ядро, ионизирующие излучения, планета, звезда, галактика, Вселенная;
− смысл физических величин: скорость, ускорение, масса, сила, импульс, работа, механическая энергия, внутренняя энергия, абсолютная температура, средняя кинетическая энергия частиц вещества, количество теплоты, элементарный электрический заряд;
3.2.Уметь:
3.2.1.− описывать и объяснять физические явления и свойства тел: движение небесных тел и искусственных спутников Земли; свойства газов, жидкостей и твердых тел; электромагнитную индукцию, распространение электромагнитных волн; волновые свойства света; излучение и поглощение света атомом; фотоэффект;
− отличать гипотезы от научных теорий;
− делать выводы на основе экспериментальных данных;
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.− физически грамотного поведения в профессиональной деятельности и быту при обращении с приборами и устройствами;
− совершенствования собственной познавательной деятельности;
− использования достижений современной физической науки и физических технологий для повышения собственного интеллектуального развития в выбранной профессиональной деятельности;
− самостоятельной добычи новых для себя физических знаний, используя для этого доступные источники информации;
− применения основных методов познания (наблюдения, описания, измерения, эксперимента) для изучения различных сторон окружающей действительности;
− формулирования гипотез, анализа и синтеза, сравнения, обобщения, систематизации, выявления причинно-следственных связей, поиска аналогов, формулирования выводов для изучения различных сторон физических объектов, явлений и процессов, с которыми возникает необходимость сталкиваться в профессиональной сфере;
− публичного представления результатов собственного исследования, ведения дискуссии, доступно и гармонично сочетая содержание и формы представляемой информации.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Механика
1.1. Механическое движение Лекции 1 1 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
1.2. Взаимодействие тел. Силы. Лекции 1 2 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
1.3. Закон всемирного тяготения Лекции 1 1 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
1.4. Механика жидкостей Лекции 1 2 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
1.5. Обработка и визуализация данных физических экспериментов с помощью пакета Origin и др Лабораторные 1 2 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
1.6. Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника Лабораторные 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
1.7. Определение модуля Юнга из растяжения проволоки. Лабораторные 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика
2.1. Основы молекулярной физики Лекции 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
2.2. Агрегатные состояния вещества. Теплоемкость. Лекции 1 2 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
2.3. Определение коэффициента вязкости жидкости капиллярным вискозиметром Лабораторные 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
2.4. Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха Лабораторные 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
Раздел 3. Электродинамика
3.1. Электростатика Лекции 1 2 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.2. Магнетизм Лекции 1 2 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.3. Изучение осциллографа Лабораторные 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.4. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли Лабораторные 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.5. Исследование зависимости полезной мощности и КПД источника тока от его нагрузки Лабораторные 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.6. Определение фокусного расстояния собирающей и рассеивающей линз Лабораторные 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.7. Волновая и геометрическая оптика. Формула тонкой линзы Сам. работа 1 4 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.8. Интерференция и дифракция света Сам. работа 1 10 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.9. Теория относительности Сам. работа 1 2 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.10. Излучения и спектры. Спектральный анализ Сам. работа 1 3 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.11. Фотоэффект Сам. работа 1 2 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.12. Атомная физика. Квантовая механика Сам. работа 1 5 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1
3.13. Физика атомного ядра. Радиоактивные превращения Сам. работа 1 5 ОК-3 Л3.1, Л1.1, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Протон движется со скоростью 0,7 скорости света. Найти импульс и кинетическую энергию протона.
2. Определить импульс электрона, обладающего кинетической энергией 5 МэВ
3. Найти среднюю кинетическую энергию одной молекулы аммиака NH3 при температуре t=27 °С и среднюю энергию вращательного движения этой молекулы при той же температуре.
4. Определить изменение давления при изотермическом расширении кислорода массой m=10 г от объема V1=25 л до объема V2=100 л.
5. Шарик из пластилина массой m, висящий на нити, отклоняют от положения равновесия на высоту Н и отпускают. Он сталкивается с другим шариком массой 2m, висящим на нити равной длины.
Найти: Полную механическую энергию шарика перед ударом и его импульс. Скорости шариков после абсолютно неупругого столкновения. На какую высоту поднимутся шарики после столкновения.
6. Вольтметр, внутреннее сопротивление которого 50 кОм, подключенный к источнику вместе с дополнительным резистором сопротивлением 120 кОм, показывает 100 В Определите напряжение на зажимах источника
7. Нагревательная спираль электрического аппарата для испарения воды имеет при температуре 100 °С сопротивление 10 Ом. Какой ток надо пропустить через эту спираль, чтобы за 1 мин испарилась кипящая вода массой 100 г?
8. Кинетическая энергия α-частицы, вылетающей из ядра атома радия при радиоактивном распаде W1 = 4,78 МэВ. Найти скорость v α-частицы и полную энергию W, выделяющуюся при вылете α-частицы.
9. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из калия при его освещении лучами с длиной волны 345 им. Работа выхода электронов из калия равна 2,26 эВ.
10. Определить: 1) число N молекул воды, занимающей при температуре t=4 °С объем V=1 мм3; 2) массу m1 молекулы воды; 3) диаметр d молекулы воды, считая, что молекулы имеют форму шариков, соприкасающихся друг с другом.
11. В баллоне объемом V=10 л находится гелий под давлением p1=1 МПа при температуре T1=300 К. После того как из баллона был израсходован гелий массой m=10 г, температура в баллоне понизилась до T2=290 К. Определить давление p2 гелия, оставшегося в баллоне.

5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
. Прямолинейное движение и движение по окружности: уравнения и основные физические законы
2. Условия, необходимые для существования электрического тока. Сила тока, напряжение, ЭДС.
3. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Изопроцессы.
4. Линза. Увеличение линзы. Формула тонкой линзы.
5. Период и частота движения по окружности, центростремительное ускорение, скорость.
6. Кинетическая энергия и ее изменение. Мощность.
7. Сила Ампера. Сила Лоренца. Опыты Фарадея.
8. Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Модель идеального газа.
9. Третий закон Ньютона: формулировка третьего закона Ньютона, характеристика сил действия и противодействия: модуль, направление, точка приложения, природа.
10. Внутренняя энергия и способы ее изменения. Работа в термодинамике.
11. Второй закон Ньютона: масса и сила, суперпозиция сил; формулировка второго закона Ньютона.
12. Элементарный электрический заряд; положительные и отрицальные заряды; сумма электрических зарядов, закон Кулона.
13. Работа силы тяжести. Потенциальная энергия. Работа силы упругости.
14. Закон Ома для участка цепи и для полной цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников газа
15. Силы упругости: природа сил упругости; виды упругих деформаций; закон Гука.
16. Явление самоиндукции. Индуктивность.
17. Импульс. Законы сохранения импульса.
18. Принцип Гюйгенса. Отражение света. Преломление света.
19. Механическая работа. Мощность. Энергия: кинетическая энергия; потенциальная энергия тела в однородном поле тяготения и энергия упруго деформированного тела;
20. Три закона термодинамики.
21. Молекулярно-кинетическая теория. Распределение молекул по скоростям.
22. Криволинейное движение. Частота. Период. Угловая скорость. Центростремительное ускорение.
23. Границы применимости закона сохранения механической энергии; работа как мера изменения механической энергии тела.
24. Скорость при неравномерном движении. Ускорение. Перемещение при равноускоренном движении.
25. Кинематика. Равномерное прямолинейное движение. Скорость. Сложение скоростей.
26. Закон сохранения энергии; закон сохранения энергии в механических процессах;
27. Первый закон Ньютона: инерциальная система отсчета.
28. Абсолютная температура. Температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц.
29. Свободные электромагнитные колебания. Катушка индуктивности, конденсатор в электрической цепи. Резонанс в электрической цепи.
30. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.
31. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести; вес и невесомость. Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
32. Силы трения: природа сил трения; коэффициент трения скольжения; закон сухого трения; трение покоя; учет и использование трения в быту и технике.
33. Импульс тела. Закон сохранения импульса: импульс тела и импульс силы; выражение второго закона Ньютона с помощью понятий изменения импульса тела и импульса силы, закон сохранения импульса; реактивное движение.
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
см. приложение (ФОС)

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Г. А. Бордовский, Э. В. Бурсиан Общая физика в 2 т. Том 1 [Электронный ресурс]: учебное пособие для академического бакалавриата Издательство Юрайт, 2018 urait.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Б. В. Бондарев, Н. П. Калашников, Г. Г. Спирин. Курс общей физики в 3 кн. Книга 1: механика [Электронный ресурс]: учебник для бакалавров М. : Издательство Юрайт, 2017 www.biblio-online.ru/book/861D143B-2C32-4579-BBDC-1C7C922EF576
6.1.3. Дополнительные источники
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л3.1 Н.П. Калашников, М.А. Смондырев. Основы физики: в 2 т. Том 1 [Электронный ресурс]: учеб. Москва : Издательство "Лаборатория знаний", 2017 e.lanbook.com
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 ЭБС "Znanium.com" znanium.com
Э2 ЭБС "Юрайт" biblio-online.ru
Э3 ЭБС "Университетская библиотека online" biblioclub.ru
Э4 ЭБС «Лань» e.lanbook.com
6.3. Перечень программного обеспечения
Программное обеспечение:топерационная система семейств Windows/Unix; приложения виртуальных машин Innotek VirtualBox и др.; антивирусные программы: Avast, Avira AntiVir и др. диспетчеры архивов: 7-zip и др.; файл-менеджеры: Far, Unread Commander и др.; офисный пакет Microsort Office, включающий приложения: о текстовый процессор Word, о табличный процессор Excel, о СУБД Access,
программа создания презентаций PowerPoint, о программа создания печатной продукции Publisher и др. пакеты для символьных вычислений: MathCAD, Maxima и др.; пакеты компьютерной графики: Photoshop.
6.4. Перечень информационных справочных систем
https://elibrary.ru/
www.gpntb.ru/ - Государственная публичная научно-техническая библиотека
www.nlr.ru/ - Российская национальная библиотека
www.nns.ru/ - Национальная электронная библиотека
www.rsl.ru/ - Российская государственная библиотека
www.intuit.ru/ - Образовательный сайт
www.window.edu.ru/ - Библиотека учебной и методической литературы
http://teachmen.ru - Физикам - преподавателям и студентам
http://www.fizika.asvu.ru - Проект «Вся физика»
http://www.physics.ru - Открытый колледж: Физика

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Реализация учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета, оснащённого учебной доской, комплектом мультимедиатехники для показа презентаций и видеороликов с учебным материалом и лаборатории, оснащенной комплектом оборудования для проведения демонстрационных лабораторных занятий

Технические средства обучения: проектор, компьютер, приборы для осуществления лабораторных измерений.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, а также в ходе выполнения студентами индивидуальных заданий..
Изучение дисциплины «Физика» предполагает осуществление самоподготовки к практическим занятиям, организацию самостоятельной работы, тестирование по темам в соответствии с Рабочей программой дисциплины.

Изучение данного курса предполагает последовательное выполнение всех заданий по порядку. Каждое очередное задание будет недоступно, пока не будет выполнено предыдущее.
Допуск к экзамену осуществляется при условии выполнения всех лабораторных работ, не менее 4 проверочных и 4 контрольных работ, выполненных не менее, чем на 50 баллов.
Аттестация проводится в форме экзамена, включающего в себя два теоретических и одно практическое задание.