Законы механики. Курс физики для учащихся физико-математических школ - Бченков Е.И.
Законы механики. Курс физики для учащихся физико-математических школ
Автор: Бченков Е.И.Издательство: Н.: ИДМИ
Год издания: 1999
Страницы: 166
ISBN 5-88119-120-Х
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59
Скачать:
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ УЧЕБНО-НАУЧНЫЙ ЦЕНТР
Е.И. БИЧЕНКОВ
ЗАКОНЫ МЕХАНИКИ
КУРС ФИЗИКИ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ШКОЛ
НОВОСИБИРСК
1999
ББК 22.36 я 7 УДК 530.1
Б 67
Биченков Е.И. Законы механики. Курс физики для учащихся физико-математических школ / Новосибирск: Издательство ИДМИ, 1999 - 168 с.
ISBN 5-88119-12G-X
Первая часть курса физики для учащихся Новосибирской физико-математической школы при НГУ. Содержит материал первых полутора семестров обучения на двухгодичном потоке школы, неоднократно излагавшийся автором ученикам ФМШ с 1965 года и по настоящее время. Часть материала использовалась для проведения факультативных занятий с учениками, проявляющими повышенный интерес к изучению физики. В пособие включено 225 задач.
Предназначено для специализированных школ. Может быть использовано на первых курсах вузов.
Рецензент профессор М.Е. Топчиян.
О ЕИ. Биченков, 1999
ISBN 5-88119-120-Х
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ 1
ВРЕМЯ, ПРОСТРАНСТВО, ДВИЖЕНИЕ
I ВРЕМЯ И РАССТОЯНИЕ 3
II ДВИЖЕНИЕ 14
ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ
Ш СОХРАНЕНИЕ ИМПУЛЬСА 30
IV ЗАКОНЫ ДИНАМИКИ 39
V СОХРАНЕНИЕ ЭНЕРГИИ 55
VI СОХРАНЕНИЕ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ 76
ТВЕРДОГО ТЕЛА
ИЗУЧЕНИЕ СИЛ
VU ИЗУЧЕНИЕ СИЛ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ И НАБЛЮДЕНИЯХ 80
VIII ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ 100
РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ
IX ЗАДАЧА КЕПЛЕРА 105
X КОЛЕБАНИЯ 117
МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ
XI ГИДРОДИНАМИКА ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ 131
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее пособие содержит сведения, излагаемые учащимися 9-го класса ФМШ в течение первых полутора семестров обучения на двухгодичном потоке. Первый вариант его был издан 30 лет назад небольшим тиражом и сегодня сохранился почти исключительно в памяти моих учеников.
За прошедшие годы в Новосибирской физико-математической школе сформировалось несколько подходов к изложению учебного материала, некоторые из них опубликованы. Отличаясь деталями, все они ориентированы на изложение основных, наиболее существенных понятий и закономерностей физической науки на уровне, доступном учащимся двух старших классов школы. Многолетний опыт убедил нас, что этот уровень может быть достаточно высоким, чтобы у ученика сложилось цельное представление о физике как науке о наиболее глубоких закономерностях природы и понимание внутренней логики этой науки. Мы исходим из того, что при изучении физики ученик получает не только определенный набор конкретных знаний, но - и это, наверное, более важно для формирования его личности и интеллекта - у него воспитывается характерный для не только для физической науки, но и для науки вообще особый стиль и склад мышления: творческий, аналитический и рациональный.
Изучение физики позволяет научить:
• создавать модель явления и формулировать необходимые для нее понятия,
• делать минимум посылок и получать из них возможный максимум результатов,
• анализировать полученные результаты и замечать возникающие в них противоречия, в нужный момент видеть границы используемой модели и уметь, изменив модель, рассмотреть новые стороны анализируемых явлений,
• видеть за деталями и частностями проявление небольшого количества фундаментальных закономерностей и, наконец,
• воспринимать всякую ситуацию не изолировано, а в ее связи с окружающим миром.
Представленный в пособии учебный материал предназначен для учеников с разным уровнем подготовки и разным личным интересом к изучению физики и потому не может рассматриваться как обязательный для всех учащихся. Мне кажется, что задача учителя состоит вовсе не в том, чтобы заставить своих учеников выучить какое-то обязательное количество определений и теорем и натренироваться в решении стандартных задач. По-моему, главное в обучении - это показать ученику наиболее ценные стороны предмета и научить ставить правильную последовательность
1
вопросов и находить на некоторые из них ответы. В определенном смысле работа учителя в школе должна быть подобна работе экскурсовода в собрании выдающихся сокровищ, созданных гением человека. Такой экскурсовод знакомит посетителей с шедеврами, созданными мастерами прошлого, воспитывает вкус, стимулирует интерес к предмету и не претендует на большее. При этом он поставит самую высокую оценку своей аудитории, если увидит в ней живой интерес к предмету, искреннее желание понять о чем идет речь и подумать. Это - минимальный уровень задач, связанных с обучением.
С другой стороны, среди посетителей музея всегда оказываются несколько особенно предрасположенных к представленному там. Таким посетителям надо дать нечто большее, чем внешнее знакомство, - им иадо позволить заглянуть в глубину. Из-за этого любой учебник должен быть выполнен на нескольких уровнях изложения материала. Поэтому в предлагаемом пособии популярный рассказ почти всегда переходит в изложение тонких деталей и подробностей. Особенно это относится к разделам о методах изучения сил, колебаниях и движению жидкости.
Решение задач - необходимая компонента изучения физики. Трудно переоценить умение думать над задачей для становления физика. В свои студенческие годы мне довелось слышать от академика П.Л. Капицы, что задачу о распределении молекул по скоростям Дж. К. Максвелл получил в качестве вопроса на вступительном экзамене в университет. Конечно, юноша не смог ответить на него. Да и его экзаменатор тоже не знал ответа. Но в университет Максвелл был принят, окончил его и спустя немного лет после этого решил-таки задачу, полученную на вступительном экзамене. Сегодня это решение называется распределением Максвелла.