《大学物理》课程教学大纲11111

1《大学物理》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程名称（中/英文）：大学物理/CollegePhysics2、课程性质：普通教育课程3、学时数/学分：64/44、授课对象：理工科普本各专业5、先修课程：高等数学6、开课时间：大一第二学期或大二第一学期（建议高等数学修完再开设大学物理课程）。二、课程简介1、教学目的物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及相互转化规律的科学。以物理学基础知识为内容的大学物理课程，是一个高级工程技术人员所必备的。因此，大学物理课是高等工科院校各个专业的一门重要的必修基础课。理工科各专业开设大学物理的目的，首先是使理工科学生较系统地掌握物理学的基本知识，作为他们应具备的基本文化素质；其次才是作为后续专业学科的基础知识。它对学生的逻辑思维能力、空间想象能力、抽象思维能力以及科学、实验等综合能力的培养是别的课程难以替代的。通过对本课程的教学，使学生对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面和系统的认识和正确的理解，将微积分知识具体地、灵活地应用于物理问题之中，培养学生分析、解决实际问题的能力，并为后继课程的学习打下坚实的基础。2、教学内容本课程为信院，工学院各专业的必修基础课，主要讲授内容为力学部分：介绍质点的运动，牛顿运动定律，力学中常见的力，机械能守恒定律，动量守恒定理，角动量守恒定律；电磁学部分：介绍静电场的基本性质，电流与恒磁场的物理量和基本规律，电磁感应基本性质和规律；振动与波动部分：介绍简谐振动、简谐振动的合成、分解，波的产生和传播、波的干涉、多普勒效应；波动光学部分：介绍光的传播、干涉、衍射和偏振；近代物理基础等。3、主要教学方法（1）以课堂讲授为主，充分利用教材、多媒体课件、参考书，尽可能多采2取课堂讲授和学生自学相结合、课内与课外相结合、讲授与提问相结合的教学组织形式和方法；（2）加强课外辅导、答疑，通过习题强化知识点。三、教学安排学科总课时为64学时，根据各院专业特点可选择对应的模块进行学习（*为选修章节），各章节课时分配如下：章次教学学时第0章绪论2章次力学教学时数第一章运动学基础8第二章运动定律和力学中的守恒定律10第三章刚体力学10总计28章次电学教学时数第四章静电场和稳恒电场12第五章稳恒磁场10第六章电磁感应6第七章电磁场与电磁波6总计34章次光学教学时数第八章振动概论6第九章波动概论6第十章光的干涉8第十一章光的衍射4第十二章光的偏振4总计283章次近代物理学基础教学时数第16章*量子物理基础4总计4四、考核方式和成绩评定办法1、考核方式：闭卷考试2、成绩评定办法：平时、期末成绩分别为50、50（平时成绩由作业成绩、出勤、小论文、章节考试等构成）五、正文第一章、运动学基础（教学时数8）教学目的：1．了解大学物理课程的地位、作用、学习方法和教学要求，了解物理学的研究对象及其分类；2．了解质点、参考系、坐标系、惯性参考系的概念；3．理解位移、位矢、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量;4．掌握直角坐标系计算质点作空间运动时的速度、加速度；掌握自然坐标系，能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。教学重点：1．位置矢量、位移、速度、加速度、角速度和角加速度的概念；2．直角坐标系计算质点作空间运动时的速度、加速度；掌握自然坐标系，能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度；教学难点：1．位置矢量、位移、速度、加速度四个物理量概念；2．自然坐标系，角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度的概念；第一节参考系物理模型一、运动描述的相对性二、参考系、坐标系4三、物理模型质点和刚体第二节描述质点运动的四个物理量一、位置矢量二、位移和路程三、速度与速率四、加速度第三节几种典型的运动的描述一、抛体运动二、切向加速度和法向加速度三、圆周运动四、一般平面曲线运动本章思考题与习题：1～4题第二章运动定律和力学中的守恒定律（教学时数10）教学目的：1．理解力学中常见的几种力，掌握牛顿三定律及其应用；2．了解惯性系和非惯性系的基本概念；了解非惯性系和惯性力的概念；理解质点的相对运动问题。3.掌握功和功率的概念，正功和负功的物理意义；会计算功和功率；4.掌握保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。了解势能曲线；5.理解动量、碰撞的概念；掌握质点的动能定理、动量定理以及动量守恒定律；理解质点的力矩、角动量（动量矩）概念、角动量定理和角动量守恒定律；并能用它们分析、解决质点运动的力学问题；掌握机械能守恒定律。掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法、能分析简单系统在平面内运动的力学问题；6.理解质心和质心运动定律。教学重点：1.力学中常见的几种力；2.牛顿运动定律求解动力学问题。3.质点动能定理及其应用；54.保守力作功的特点与势能的概念；5.质点系的功能原理及其应用；6.机械能守恒定律及其适用条件；7．质点系的动量定理；8.冲量，动量守恒定律的内容和适用条件；9．完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞。教学难点：1．牛顿三大定律及应用。2.保守力作功的特点与势能的概念；3．机械能守恒定律及其适用条件；4．动量守恒定律的内容和适用条件；5．质点的角动量定理和角动量守恒定律；6．力矩和角动量的概念；7．质点的角动量定理和角动量守恒定律。第一节牛顿运动定律及其应用（自学）一、牛顿第一定律二、牛顿第二定律三、牛顿第三定律第二节功、能、机械能守恒定律一、功和功率二、质点动能和动能定理三、保守力势能四、功能原理机械能守恒定律第三节动量定理动量守恒定律一、冲量质点的动量定理二、质点系的动量定理三、动量守恒定律本章思考题与习题：1、9、10、12、19、23题6第三章刚体力学（教学时数10）教学目的：1．了解刚体的平动和转动；2．理解转动惯量概念；掌握刚体绕定轴转动的转动定律；3．会计算力矩的功、转动动能；掌握刚体定轴转动中动能定理和功能原理。教学重点：1．刚体绕定轴转动的转动定律；2．刚体定轴转动中动能定理和功能原理。教学难点：·1．转动惯量的计算；2．转动定理的应用。第一节刚体的运动一、平动和转动二、刚体的定轴转动第二节转动定理一、力矩二、转动定理三、转动惯量四、转动定理的应用第三节转动中的功和能一、力矩做功二、刚体的转动动能和重力势能三、定轴转动的动能定理第四节角动量角动量守恒定律一、质点的角动量和角动量守恒定律二、刚体的角动量和角动量守恒定律本章基本概念：平动、转动、转动惯量、惯性参考系、位移、位置矢量、速度、加速度、角速度、角加速度、万有引力、弹性力、摩擦力、惯性力。本章思考题与习题：1、2、3、6、7、8、17、18题7第四章电荷和静电场（教学时数12）教学目的：1．理解电荷的量子化、电荷守恒定律；了解电场线、等势面的概念；理解电势和电势差的概念，理解电场力作功的特点；2．掌握静电场的基本性质、电场强度和电势的概念以及电场强度和电势的叠加原理；3．掌握用积分的方法计算电场强度；掌握电势的两种计算方法；4．掌握电势与电场强度的积分关系，理解其微分关系。能计算一般问题中的电场强度和电势；5．掌握静电场的基本规律：库仑定律、高斯定理和环路定理，掌握用高斯定理计算电场强度的条件和方法；6．掌握利用电势来求电场强度的分布的计算方法；7．理解静电感应和静电平衡条件；了解静电屏蔽及其应用；掌握静电平衡条件下导体上电荷的分布的特点；8．掌握电容器的概念和特殊情况下电容器的计算；掌握电容器的串联和并联的特点；了解电介质对电容的影响和相对电容率的概念；9．理解电介质的极化机理和电介质中的极化电荷和自由电荷的关系；掌握电极化强度的物理意义；掌握有电介质时的高斯定理。教学重点：·1．电场强度概念及其计算；2．电势的概念及其计算；3．高斯定理、环路定理及应用；4．电容和电容的计算；5．有电介质时的高斯定理。教学难点：1．库仑定律、高斯定理及应用；2．电势、电场强度的概念及计算方法，以及它们之间的关系；3．电介质极化机理；电极化强度以及极化电荷和自由电荷的关系；84．电容和电容计算；5．有电介质时的高斯定理。第一节电场和电场强度一、电荷二、库仑定律三、电场四、电场强度第二节电通量高斯定理一、电场线二、电通量三、高斯定理四、高斯定理的应用第三节电场力的功电势一、电场力的功二、静电场的环路定理三、电势能四、电势五、电势的计算第四节电场强度和电势的关系一、等势面二、电场强度与电势第五节静电场中的导体和电介质一、静电场中的导体二、导体上的电荷分布三、带电导体表面附近的电场四、静电屏蔽五、静电场中的电介质第六节电容和电容器9一、孤立导体的电容二、电容器三、电容的计算四、电容器的联接第七节静电场的能量*一、电容器的储能公式二、静电场的能量本章基本概念：电荷、电场强度、电通量、高斯定理、电势、电势差、静电平衡、电容、电介质、极化电荷、电介质极化。本章思考题与习题：1~6、13、14题第五章电流和恒磁场（教学时数10）教学目的：1．掌握电流强度和电流密度的概念及其计算方法；了解电流的连续性方程和稳恒条件；掌握电阻率的公式和电阻的计算方法；掌握欧姆定律的微分形式；掌握电源和电动势的概念；2．了解磁感应线的物理意义；理解磁通量的物理意义及计算方法；理解磁场的基本性质和磁感应强度的基本概念；掌握毕一萨定律的物理意义，能计算一些简单问题中的磁感应强度；3．掌握稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。重点是用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法；4．掌握安培定律和洛仑兹力公式；掌握磁场对载流线圈的作用的磁力矩的物理意义及其计算方法，会计算安培力、洛伦兹力的大小；能分析点电荷在均匀电磁场（包括纯电场、纯磁场）中的受力和运动；了解霍耳效应；5．了解磁介质及其分类；了解磁介质的磁化机理，理解磁化强度的物理意义；了解铁磁质的物理性质，磁化曲线和磁滞回线的物理意义。掌握磁场强度H的概念，物理意义，B与H之间的关系；掌握磁介质中的高斯定理和安培环路定理；会计算介质作均匀规则分布时的场强。教学重点：1．电流密度；102．磁感应强度的定义；3．毕一萨定律及其应用；4．安培环路定律及应用；5．安培力、洛伦兹力的计算6．磁场强度，磁介质的安培环路定律。教学难点：1．磁感应强度的定义；2．毕一萨定律及其应用；3．安培环路定律及应用；4．安培力、洛仑兹力的计算；5．磁介质的安培环路定律。第一节磁场磁感应强度一、电动势和磁性起源二、磁场和磁感应强度三、磁通量和磁场中的高斯定理第二节毕奥_萨伐尔定律一、毕奥_萨伐尔定律二、运动电荷的磁场三、毕奥_萨伐尔定律的应用举例第三节安培环路定理一、安培环路定理二、安培环路定理的应用举例第四节磁场对载流导线的作用一、安培定律二、两平行长直电流之间的相互作用三、均匀磁场对载流线圈的作用第五节带电粒子在磁场中的运动一、洛伦兹力二、带电粒子在磁场中的运动11三、霍尔效应第六节磁介质的磁化*一、物质磁性的概述二、磁化的磁介质内的磁感应强度三、磁化强度与磁化电流的关系四、有磁介质存在时的安培环路定理五、边界条件第七节回旋加速器*一、自发磁化强度二、居里温度三、铁磁体内的磁畴结构四、磁滞现象本章基本概念：电流、电阻、欧姆定律、电动势、洛伦兹力、磁感应强度、毕奥_萨伐尔定律、安培环路定理、安培定理、洛伦兹力、霍耳效应、磁介质本章思考题与习题：1~6、11~14题第六章电磁感应（教学时数6）教学目的：1．理解电动势基本概念，掌握法拉第电磁感应定律与愣次定律，并能熟练应用法拉第电磁感应定律分析研究电磁感应现象；2．理解产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力，掌握动生电动势的计算方法；3．理解产生感生电动势的非静电力是变化的磁场，掌握感生电动势的计算方法；4．掌握自感与互感概念的物理意义，并能熟练计算自感电动势与互感电动势，自感系数与互感系数；了解自感与互感的应用，会分析自感与互感现象；5．理解磁场能量概念，熟练计算磁场的能量；6．掌握位移电流的概念，理解全电流安培环路定律；教学重点：121．法拉第电磁感应定律和愣次定律；2．动生电动