книги из ЭБС / 812469
.pdfИзучение данной темы направлено на приобретение студентами
знаний смысла физических величин: тангенциальной и нормальной составляющей ускорения материальной точки, углового перемещения, угловой скорости, углового ускорения, момента силы, момента инерции, момента импульса тела, связь угловых и линейных величин; умений проводить научный анализ результатов исследования криволинейного и вращательного движения и формирование профессиональной (ПК-8) и
универсальной компетенций (УК-1).
5.2.2. Содержание практических занятий (4 часа)
1 семестр
Тема 1. Кинематика и динамика поступательного движения
материальной точки. Законы сохранения в механике (2 часа).
Практическое занятие №1 Вычисление кинематических характеристик движения материальной точки. Применение законов Ньютона и законов сохранения для решения практических задач.
План.
1.Равномерное прямолинейное движение и его графическое представление. Ускорение тела. Равноускоренное прямолинейное движение, графики. Уравнения кинематики поступательного движения материальной точки.
2.Динамика поступательного движения тела. Центр масс тела.
3.Применение закона сохранения энергии и импульса для решения практических задач.
Литература
1. Трофимова Т. И. Т761 Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т. И. Трофимова. — 15-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2012.
— 560 с. ISBN 978-5-7695-4565-8 Учебное пособие (9-е издание)
11
2.Каткова Т. В Механика (задачи и тесты). Уч. пособие. / Т.В. Каткова – Смоленск: ООО «Принт-экспресс», 2014.
3.Физика. Механика [Электронный ресурс]: учеб. пособие / К.В. Аленькина, Р.М. Маркель, В.М. Любимский. — Новосибирск: Изд-во НГТУ,
2009. — 76 с. — ISBN 978-5-7782-1144-5. — Режим доступа: https://rucont.ru/efd/206162
4. Никеров, В.А. Физика для вузов. Механика и молекулярная физика [Электронный ресурс]: учебник / В.А. Никеров. — М.: ИТК "Дашков и К",
2019. — 136 с. — ISBN 978-5-394-00691-3. — Режим доступа: https://rucont.ru/efd/689286
Изучение данной темы направлено на приобретение студентами знаний основных понятий кинематики и динамики, законов классической механики; умений объяснять и применять данные знания для решения задач по вычислению средней скорости движения и кинематических характеристик материальной точки, для решения задач на закон сохранения импульса и полной механической энергии. Навыков применения полученных знаний в последующей профессиональной деятельности формирование профессиональной (ПК-8) и универсальной компетенций (УК-1).
2 семестр
Тема 2. Криволинейное и вращательное движение. Механика
твердого тела.
Практическое занятие № 2. Вычисление характеристик криволинейного и вращательного движения. Решение задач с использованием основного закона вращательного движения. (2 часа)
План.
1. Компоненты ускорения при неравномерном вращательном движении. Элементы описания движения человека.
2. Моменты инерции некоторых тел
12
3.Моменты инерции элементов конечностей.
4.Вращательное движение на перекладине.
Литература
1.Трофимова Т. И. Т761 Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т. И. Трофимова. — 15-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2012.
—560 с. ISBN 978-5-7695-4565-8 Учебное пособие (9-е издание)
2.Трофимова Т.И. Курс физики: задачи и решения. Учебное пособие. – М.: Академия, 2011.
3.Курс «Основы современного естествознания» для студентов физических специальностей вузов [Электронный ресурс] / В.М. Грабов, Пронин, Семенова // Физическое образование в вузах. — 2013. — №1 .— С.
27-32. — Режим доступа: https://rucont.ru/efd/420657
4. Чакак, А.А. Курс физики. Физические основы механики [Электронный ресурс]: учеб. пособие для вузов / А.А. Чакак. — Оренбург: ГОУ ОГУ, 2006. — 182 с. — Режим доступа: https://rucont.ru/efd/190626
Изучение данной темы направлено на понимание сути вращательного движения, а также на приобретение практических навыков применения уравнений кинематики для описания вращательного движения. Навыков применения полученных знаний в последующей профессиональной деятельности и формирование профессиональной (ПК-8) и универсальной компетенций (УК-1).
13
6. Самостоятельная работа студентов
При изучении темы студент самостоятельно готовиться по следующим
вопросам и выполняет творческие самостоятельные задания:
№ |
Содержание работы |
|
|
Количеств |
Виды контроля |
|
||||
п/п |
|
Темы занятий |
|
|
о часов |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||||
Тема 1. Кинематика поступательного движения материальной точки – 10 часов |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
Предмет физики. Методы физического |
|
10 |
Проверка |
отчетов |
по |
||||
|
исследования. |
|
|
|
|
|
практической |
работе, |
||
|
Предмет |
и |
задачи |
механики. |
|
|
собеседование |
|
|
|
|
Механическое движение. Кинематика. |
|
|
|
|
|
||||
|
Система отсчета. Траектория, путь и |
|
|
|
|
|
||||
|
перемещение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость. Ускорение. Уравнения |
|
|
|
|
|
||||
|
кинематики |
поступательного |
|
|
|
|
|
|||
|
движения |
|
материальной |
точки. |
|
|
|
|
|
|
|
Исследование |
кинематики |
точки |
|
|
|
|
|
||
|
методом |
|
|
графического |
|
|
|
|
|
|
|
дифференцирования. |
Графическое |
|
|
|
|
|
|||
|
описание движения. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||||
|
Тема 2. Динамика поступательного движения материальной точки – 10 часов |
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||
1 |
Динамика. Предмет динамики и ее |
|
10 |
Проверка |
конспекта, |
|||||
|
основные задачи. Инерциальные и |
|
|
собеседование по теме. |
|
|||||
|
неинерциальные системы отсчета. |
|
|
|
|
|
||||
|
Законы |
динамики |
материальной |
|
|
|
|
|
||
|
точки. Дифференциальные уравнения |
|
|
|
|
|
||||
|
движения точки и их интегрирование. |
|
|
|
|
|
||||
|
Движение тела, брошенного под углом |
|
|
|
|
|
||||
|
к горизонту. Силы в механике. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Тема 3. Работа, мощность, энергия. – 14 часов |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
Импульс тела. Импульс силы. |
|
|
14 |
Проверка |
отчетов |
по |
|||
|
Работа и мощность. Механическая |
|
|
практической работе. |
|
|||||
|
энергия. Теорема о кинетической |
|
|
|
|
|
||||
|
энергии системы. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Тема 4. Законы сохранения. – 12 часов |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
Закон сохранения механической |
|
|
12 |
Презентация, |
проверка |
||||
|
энергии. Упругие и неупругие |
|
|
|
конспекта. |
Проверка |
||||
|
столкновения. Закон сохранения |
|
|
|
выполнения индивидуального |
|||||
|
импульса. |
|
|
|
|
|
|
задания, собеседование |
по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
результатам работы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
Тема 5. Криволинейное и вращательное движение. – 10 часов
1 |
Тангенциальная |
и |
нормальная |
10 |
|
Презентация, |
проверка |
|||
|
составляющая |
|
ускорения. |
Полное |
|
|
отчетов по |
практической |
||
|
ускорение. Угловое перемещение, |
|
|
работе, собеседование |
|
|||||
|
угловая скорость, угловое ускорение. |
|
|
|
|
|
||||
|
Связь угловых и линейных величин. |
|
|
|
|
|
||||
|
Уравнения кинематики вращательного |
|
|
|
|
|
||||
|
движения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тема 6. Механика твердого тела. - 12 часов |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
Момент силы, момент импульса. |
12 |
|
Презентация, |
проверка |
|||||
|
Момент инерции. |
|
|
|
|
конспекта, собеседование. |
|
|||
|
Определение |
момента |
инерции тела |
|
|
Собеседование, демонстрация |
||||
|
человека. |
Основное |
уравнение |
|
|
презентации |
|
|
||
|
динамики вращательного движения. |
|
|
|
|
|
||||
|
Кинетическая |
энергия |
вращательного |
|
|
|
|
|
||
|
движения. Закон сохранения момента |
|
|
|
|
|
||||
|
импульса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тема 7. Статика - 14 часов |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
Условия равновесия |
тела. |
Рычаг. |
14 |
|
Презентация, |
проверка |
|||
|
Центр тяжести. Виды равновесия в |
|
|
конспекта, собеседование. |
|
|||||
|
спортивной |
|
|
практике. |
|
|
Проверка |
отчетов |
по |
|
|
Гидроаэромеханика. Закон Паскаля. |
|
|
практической работе. |
|
|||||
|
Закон Архимеда. Условие плавания |
|
|
|
|
|
||||
|
тел. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тема 8. Механические колебания и упругие гармонические волны. –14 часов |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
Гармонические колебания и их |
|
14 |
|
Презентация, |
проверка |
||||
|
характеристики. Уравнение |
|
|
|
конспекта. |
Собеседование, |
||||
|
свободных гармонических колебаний. |
|
|
демонстрация презентации |
|
|||||
|
Механические гармонические |
|
|
|
|
|
|
|||
|
колебания и их характеристики |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Пружинный и математический |
|
|
|
|
|
|
|||
|
маятник. Волновые процессы. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Уравнение упругой гармонической |
|
|
|
|
|
||||
|
волны. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
|
|
96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15
7. Оценочные средства для проведения промежуточной аттестации
7.1. Показатели и критерии оценивания компетенций на этапе изучения дисциплины
Компетенции |
|
Трудовые функции (при |
Индикаторы достижения компетенций |
||||||||||||||
|
|
|
|
наличии) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
УК-1 |
|
ПС |
|
– |
|
|
|
Педагог |
|
Знает (пороговый уровень): основы |
|||||||
ПК– 8 |
|
дополнительного образования |
двигательной |
деятельности |
человека |
их |
|||||||||||
|
|
детей и взрослых |
|
|
|
роль и место в теории физической |
|||||||||||
|
|
В/01.6 |
– |
Организация |
и |
культуры и спорта, основные методы |
|||||||||||
|
|
проведение |
|
|
исследований |
сбора |
и |
|
первичной |
|
обработки |
||||||
|
|
рынка услуг дополнительного |
информации; |
компьютерные программы |
|||||||||||||
|
|
образования детей и взрослых |
для обработки |
результатов |
научных |
||||||||||||
|
|
ПС |
– |
Специалист |
по |
|
исследований |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
инструкторской |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
методической |
|
работе |
в |
|
Умеет (стандартный уровень): |
|
|
||||||||
|
|
области физической культуры |
самостоятельно осуществлять и применять |
||||||||||||||
|
|
и спорта |
|
|
|
|
|
|
|
в соответствии с целями деятельности |
|||||||
|
|
E/01.6 |
– |
Организация |
и |
законы |
механики; |
рассчитывать |
|||||||||
|
|
выполнение |
|
с |
населением |
характеристики |
различных |
видов |
|||||||||
|
|
занятий |
по |
физической |
и |
механического |
движения; |
производить |
|||||||||
|
|
технической |
|
|
подготовке, |
простейшие |
расчеты с использованием |
||||||||||
|
|
физкультурных и спортивных |
программных средств |
|
|
|
|||||||||||
|
|
мероприятий |
|
в |
горной среде |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
на |
этапе |
|
|
начального |
Имеет опыт (эталонный уровень): |
|
|||||||||
|
|
разучивания |
|
|
двигательных |
применения |
|
физических |
основ |
||||||||
|
|
действий |
|
|
|
|
|
|
|
двигательной |
|
деятельности |
в |
||||
|
|
E/02.6 |
– |
Организация |
и |
практической |
|
деятельности; |
работы |
с |
|||||||
|
|
выполнение |
|
с |
населением |
программными |
средствами |
для решения |
|||||||||
|
|
занятий |
по |
|
физической |
и |
поставленных задач в области физической |
||||||||||
|
|
технической |
|
подготовке |
в |
культуры и спорта |
|
|
|
||||||||
|
|
горной |
среде |
на |
этапе |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
углубленного |
|
|
разучивания |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
двигательных действий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
E/03.6 |
– |
Организация |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
выполнение |
|
с |
населением |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
занятий |
по |
|
физической |
и |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
технической |
|
подготовке |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
горной |
среде |
на |
этапе |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
закрепления |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
совершенствования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
двигательных действий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
ПС |
|
– |
|
|
Руководитель |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
организации |
|
(подразделения |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
организации), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
осуществляющей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
деятельность |
|
|
в |
области |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
физической культуры и спорта |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
А/01.6 |
– |
|
|
Управление |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
эксплуатацией |
|
инвентаря |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
оборудования, |
используемого |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
для |
деятельности в |
области |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
физической культуры и спорта по месту работы, месту жительства и месту отдыха, а также в образовательных организациях
C/01.6 – Управление процессами технической эксплуатации, ремонта и модернизации спортивного и технологического оборудования
7.2. Типовые контрольные задания или иные материалы
7.2.1.Вопросы к зачету
1.Физика: предмет, методы, цели и задачи дисциплины.
2.Предметы и задачи механики. Кинематика. Система отсчета.
Кинематическое уравнение движения материальной точки.
3.Траектория, путь, перемещение.
4.Скорость: определение, средняя скорость, мгновенная скорость.
5.Графическое описание движения.
6.Элементы описания движения человека.
7.Динамика. Ее цели и задачи. Первый закон Ньютона. Инертность.
Инерциальная система отсчета. Масса. Сила.
8.Второй закон Ньютона. Принцип независимости действия сил. Сложение сил.
9.Третий закон Ньютона. Центр масс тела. Масса тела. Распределение
массы в теле человека.
10.Применение законов динамики для анализа движений спортсменов.
11.Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес.
Перегрузки и невесомость.
12.Силы трения покоя и скольжения. Коэффициент трения скольжения. Сила трения качения. Силы сопротивления при движении в жидкости и газе.
13.Консервативные силы, потенциальная энергия. Закон сохранения энергии
в механике. Энергетика прыжков.
17
14.Закон сохранения импульса. Применение закона сохранения импульса к ударам. Соударение предмета с движущимся массивным препятствием.
15.Динамика движения материальной точки по окружности. Тангенциальная и нормальная составляющая ускорения материальной точки.
16.Угловое перемещение. Угловая скорость. Угловое ускорение. Период вращения. Частота вращение.
17.Связь угловых и линейных величин. Уравнения кинематики вращательного движения.
18.Момент инерции тела, системы тел, тел правильной формы. Теорема Штайнера.
19.Кинетическая энергия вращающегося тела. Кинетическая энергия плоского движения. Теорема о движении центра масс.
20.Момент силы относительно неподвижной точки. Момент силы относительно неподвижной оси. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела.
21.Момент импульса относительно неподвижной точки. Момент импульса относительно неподвижной оси. Закон сохранения момента импульса.
22.Цели и задачи статики. Центр тяжести.
23.Рычаги и блоки. Условия равновесия тела. Рычаг. Виды равновесия.
24.Элементы механики жидкостей.
25.Свободные колебания: гармонические и затухающие колебания.
Вынужденные колебания.
26.Механические гармонические колебания и их характеристики.
Пружинный и математический маятник. Волны.
18
7.2.2. Примерные индивидуальные задания для промежуточного
контроля
Индивидуальные задания составлены с учетом спортивной практики,
связей с такими дисциплинами, как математика, биомеханика.
1. Велосипедист проехал первую часть пути со скоростью 30км/ч, а вторую,
равную первой по длине, со скоростью 48 км/ч. Определите среднюю скорость велосипедиста.
2. Автобус, двигавшийся прямолинейно в одном направлении со скоростью
60 км/ч, затормозил у остановки в течение 5с. Найдите тормозной путь автобуса.
3.Мяч упал вниз с высоты 50м. Найдите скорость мяча в момент падения и время, в течение которого он падал.
4.Поезд массой 10 6 кг, двигавшийся по прямолинейному участку, за 30с
увеличил скорость с 54км/ч до 72км/ч. Найдите силу тяги, если коэффициент сопротивления движению равен 0,006.
5.Начальная скорость полета тела спортсмена при прыжке в длину равна
8м/с и направлена под углом 200. Найдите длину прыжка и максимальную
высоту, если в конце отталкивания эта высота была 1м.
6.С какой силой давит человек массой 90кг на пол лифта, движущегося ускоренно вверх с ускорением 3м/с2 ?
7.Одномерное и прямолинейное движение тела массой 3кг описывается уравнением S = 3t 2 + 5t - 2. Определите импульс тела через 4с после начала движения.
8.Один вагон, идущий со скоростью 10 км/ч, догоняет другой вагон, идущий со скоростью 2 км/ч, сцепляется с ним, вместе они сталкиваются с третьим стоящим вагоном. Определите общую скорость движения трех вагонов, если их массы одинаковы. Трением о рельсы пренебречь.
9.Вертикально вверх брошен мяч со скоростью 8м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите, на какой высоте потенциальная
энергия мяча в два раза превысит кинетическую.
19
10.Скорость свободно падающего тела массой 4кг на некотором пути увеличилась от 2м/с до 8м/с. Определите работу силы тяжести на этом пути.
11.Диск радиусом 20см вращается вокруг неподвижной оси, причем зависимость угла поворота от времени задается уравнением φ=5+2t+t2 +t3 .
Требуется определить для произвольной точки на ободе диска через 4с после начала движения следующие величины: угловую скорость, угловое ускорение, модуль полного ускорения.
12.Конькобежец, двигаясь по окружности радиусом 150м, изменяет свою скорость от 3м/с до 6м/с за 5с. Определите угловое перемещение конькобежца за это время, угловую скорость в конце пути.
13.Два диска с радиусами 20см и 30см и массами 2кг и 3кг соответственно насажены на общую ось. Верхний диск радиусом 20см вращается с угловой скоростью 10 рад/с, нижний диск радиусом 30см неподвижен. Определите угловую скорость совместного вращения двух дисков после столкновения верхнего диска с нижним диском.
14.Два шарика массами 0,5кг и 0,3кг, закрепленные на тонком невесомом стержне, на расстоянии от оси вращения соответственно на 0,7м и на 0,9м,
вращаются относительно неподвижной оси под действием момента 20Нм.
Определите угловое ускорение шариков.
16.На концах доски длиной 4,5м и массой 5кг качаются два человека массами 52кг и 64кг. Определите, где от концов доски должна находиться опора, чтобы вся система находилась в равновесии?
17.Материальная точка совершает гармонические колебания по закону х=0,1cos[(π/3)t+(π/8)]. Определите линейную скорость и ускорение точки в момент времени, равный 3с от начала движения.
18.Гармонические колебания материальной точки описываются уравнением х=0,02cos[(π/2]t+(π/6)]. Определите амплитуду колебаний, циклическую частоту, период колебаний.
20