Рекомендации для подготовки к вступительному испытанию по физике

Подготовка к вступительному испытанию по физике должна быть направлена на изучение теории в объеме программы вступительных испытаний и приобретение навыков решения задач.

Знание теории имеет важное самостоятельное значение и является необходимым условием для успешного решения задач по физике. При работе с учебником по физике необходимо обращать внимание на определения физических понятий и величин, формулировки физических законов и их смысл. Нередко законы, определения и понятия усваиваются формально, без твердого понимания того, при каких условиях они справедливы. В результате происходят ошибочное использование законов и правил, неумелое их применение при качественном анализе физических процессов и явлений, а также проведении количественных расчетов.

Навыки решения задач формируются в процессе регулярной систематической работы с задачником и другой учебной литературой. Приступая к решению задачи, внимательно прочитайте ее условие (и не один раз), вникните в ее смысл и постановку вопроса. Необходимо как можно более полно воспринять физическую ситуацию, которую необходимо исследовать в данной задаче. Установите, все ли физические величины, необходимые для решения задачи, даны в ее условии. Недостающие данные можно найти в таблицах.

Решение любой задачи требует умения разбить ее на несколько простых этапов, свести решение к последовательности несложных действий. Это означает, что прежде чем погружаться в математические выкладки, а тем более количественные расчеты, необходимо составить план решения задачи. Не нужно стремиться сразу найти, чему равна искомая величина. Следует найти соотношения, которые правильно описывают рассматриваемую физическую ситуацию и содержат искомую и известные величины.

При решении задачи можно выделить следующие основные этапы:

I. Анализ условия задачи, включающий следующие операции:

– выделение материальных объектов, которые согласно условию задачи вступают во взаимодействие;

– определение характеристик начальных и конечных состояний взаимодействующих объектов;

– выяснение характера и условий взаимодействия материальных объектов, рассматриваемых в задаче, т. е. причинно-следственных связей; при этом отмечаются физические величины, изменяющиеся в процессе взаимодействия объектов;

– определение темы курса физики, в которой изучались законы, необходимые для описания связей между величинами, характеризующими начальное и конечное состояния объектов;

– краткая запись условия задачи с переводом заданных величин в единицы СИ;

– выполнение чертежа или схематического рисунка; если в задаче ведется речь о векторных величинах, то выполнение чертежа обязательно.

II. Отыскание исходного положения для решения задачи , в качестве которого могут быть:

– физические законы, определяющие протекание рассматриваемых в задаче явлений, процессов (законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, массы, заряда и т. д.);

– соотношение между физическими величинами (формула), в которое входит искомая величина;

– соотношение между различными физическими величинами, выясненное при анализе условия задачи и записанное в виде уравнения или неравенства.

III. Отыскание вспомогательных формул , устанавливающих связь неизвестных величин, появившихся при решении задачи, с величинами, заданными в условии. С помощью этих формул необходимо выразить неизвестные величины через известные и подставить их в исходное выражение. После математических преобразований получается расчетная формула. В большинстве случаев преобразования целесообразно делать в общем виде, обозначив все величины соответствующими буквами. Иногда при решении задачи появляются величины, отсутствующие в ее условии. В последующих математических преобразованиях они могут сократиться или их значения следует взять из таблиц. Решение некоторых задач в общем виде приводит к громоздким преобразованиям и сложным математическим расчетам. В этих случаях задачу можно решать по этапам с промежуточными вычислениями.

IV. Подстановка в расчетную формулу числовых данных, выраженных в единицах СИ. В этом случае отпадает необходимость проставления размерности величин – искомая величина будет найдена также в единицах СИ. Доведение решения задачи до количественного ответа обязательно, так как часто числовой результат содержит определенный физический смысл.

V. Проверка расчетной формулы может быть сделана несколькими способами. Полученное в общем виде решение должно быть проверено методом анализа размерностей. Для этого в расчетную формулу подставляют размерности входящих в нее величин. В результате преобразований должна быть получена размерность искомой величины. Если этого не произойдет, значит, в решении задачи допущена ошибка. Кроме того, решение физической задачи должно быть проверено "на разумность", т. е. необходимо выяснить, удовлетворяет ли конечная формула очевидным качественным зависимостям (например, ускорение тела тем больше, чем меньше его масса; частота колебаний тем больше, чем жестче пружина, и т. п.). Довольно надежной проверкой является исследование предельного случая, когда при подстановке в конечную формулу предельных значений (например, x→0; x→∞ или m₁= m₂) ответ должен совпадать с очевидным для предельных условий ответом.