大学物理教学大纲.docx
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大学物理教学大纲
《大学物理》课程教学大纲
一课程说明
1.课程基本情况
课程名称：
大学物理
英文名称：
CollegePhysics
课程编号：
2411247
开课专业：
数学与应用数学（师范兼非师范）专业本科
开课学期：
第6学期
学分/周学时：
3/3
课程类型：
专业主干课
2．课程性质（本课程在该专业的地位作用）
大学物理是数学与应用数学专业本科教学计划中的一门重要的专业必修课，该课程主要介绍普通物理学的基本概念、基本原理和研究方法，是本专业学生学习数学物理方程、计算机等课程的重要基础。
大学物理课程的教学效果，对学生今后从事更高层次的学习、应用和研究有着深刻的影响。
3．本课程的教学目的和任务
通过本课程的学习，使学生对自然界中物质的最基本最普遍的运动形态及其基本规律有比较系统的认识；了解各种理想物理模型，并能够根据物理问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化；掌握物理学中最基本的概念和原理，能运用物理学的理论、观点和方法以及矢量、微积分等数学工具分析、计算一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级和与已知典型结果的比较，判断结果的合理性。
4．本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求
本课程为以后学习数学物理方程、计算机等课程的重要基础。
5．教学时数及课时分配
专题
教学内容
教学时数
第一部分
物体运动的描述
5
第二部分
牛顿运动定律
5
第三部分
功和能
5
第四部分
冲量和动量
5
第五部分
刚体
6
第六部分
机械振动基础
6
第七部分
介质中的电场和磁场
6
第八部分
电磁感应和电磁场
8
第九部分
热力学
8
总计
二教材及主要参考书
1.马文蔚改编，物理学（第四版），北京：
高等教育出版社，1999
2.程守洙，江之永主编，普通物理学（第五版），北京：
高等教育出版社，1998.
3.赵凯华,罗蔚茵.新概念物理教程[M]（力学、热学、电磁学、量子物理）北京：
高等教育出版社，2003
4.吴锡珑.大学物理教程[M]（第二版）.北京：
高等教育出版社，2004
三教学方法和教学手段说明
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。
四成绩考核办法
考核方式为考查。
总评成绩根据平时成绩和期末成绩评定，所占比例按教务处相关规定执行。
五教学内容
第一部分 物体运动的描述（5学时）
一、教学目的
了解：
机械运动的表示方法
理解：
平面运动的位移、速度和加速度
掌握：
直角、自然坐标下的质点的位移、速度和加速度
二、教学重点
1.参照系、质点；描述物体运动的基本物理量；
2.质点运动的描述
三、教学难点
1．极坐标；
2．切向和法向加速度
四、讲授要点
1.确定质点位置的方法
2.质点的位移、速度和加速度
3.用直角坐标表示质点的位移、速度和加速度
4.用自然坐标表示平面曲线运动
5.圆周运动
6.不同坐标系变换
第二部分 牛顿运动定律（5学时）
一、教学目的
了解：
力学相对性原理
理解：
牛顿定律应用及适用范围
掌握：
隔离法分析物理受力
二、教学重点
1.牛顿运动定律；
2.牛顿运动定律的应用
三、教学难点
用积分法求变力的质点运动
四、讲授要点
1.牛顿三定律
2.力学中常见的力
3.运动定律应用
4.牛顿定律适用范围
第三部分 功和能（5学时）
一、教学目的
了解：
保守和非保守势能
理解：
保守力做功
掌握：
功和功底计算
二、教学重点
1.机械能守恒定律；
2.动能守恒定律
三、教学难点
用积分法求变力的功
四、讲授要点
1.功
2.几种常见的功
3.动能定理
4.势能机械能守恒
5.能量守恒
第四部分 冲量和动量（5学时）
一、教学目的
了解：
弹性和非弹性碰撞
理解：
动量定理的应用
掌握：
动量守恒的条件
二、教学重点
1.机械能守恒定律；
2.动能守恒定律
三、教学难点
用积分法求变力的冲量；
某一方向动量守恒。
四、讲授要点
1.质点动量定理
2.质点系动量定理
3.质点系动量守恒
4.质心运动定理
第五部分 刚体（6学时）
一、教学目的
1.掌握刚体概念和刚体的基本运动，理解刚体运动与质点运动的区别和联系。
2.熟练掌握刚体定轴转动的运动学规律和描述刚体定轴转动的角坐标、角位移、角速度和角加速度等概念以及它们和有关线量的关系。
3.理解转动惯量的意义及计算方法会利用平行轴定理和了解垂直轴定律求刚体的转动惯量。
着重掌握刚体定轴转动的动力学方程，熟练应用刚体定轴转动定律求解定轴转动刚体以及其与质心联动的问题。
4.掌握力矩的功，刚体的转动动能，刚体的重力势能等的计算方法能在有刚体定轴转动的问题中正确地应用机械能守恒定律。
5.会计算刚体对固定轴的角动量，并能对含有定轴转动刚体在内的系统正确应用角动量定理及角动量定恒定律。
二、教学重点
刚体的平动和转动；刚体的定轴转动；
刚体的转动动能；刚体的转动惯量；刚体的转动势能；刚体的重力势能；力矩与转动定理；力矩的功与动能定理；
角动量（动量矩）；动量矩定理；动量矩守恒定律；刚体的自由度
三、教学难点
刚体平面平行运动；刚体平面运动的基本动力学方程
四、讲授要点
1.刚体和刚体运动；
2.力矩；
3.定轴转动；
4.动量矩
第六部分 机械振动基础（6学时）
一、教学目的
1.掌握简谐振动的基本特征及描述简谐振动的基本特征量：
频率、相位、振幅的意义及确定方法。
2.掌握简谐振动的旋转矢量描述方法，能够熟练地应用旋转矢量方法解决具体的简谐振动问题。
3.掌握同方向、同频率简谐振动的合成，了解拍的现象，了解两个重直简谐振动的合成。
二、教学重点
简谐振动的基本特征及其表示；描述简谐振动的特征量；简谐振动的矢量图解法和复数解法；
简谐振动的能量
阻尼振动；受迫振动和共振
三、教学难点
同方向同频率的两个简谐振动振动的合成；同方向不同频率的两个简谐振动振动的合成拍；相互垂直的简谐振动的合成；电路的振荡；阻尼振荡；受迫振荡
四、讲授要点
1.简谐运动；
2.谐振动的合成；
3.阻尼和受迫运动
第七部分 介质中的电场和磁场（6学时）
一、教学目的
1.理解导体的静电平衡条件，掌握导体达到静电平衡状态时电荷及电场强度的分布特征。
能结合静电平衡条件分析静电感应、静电屏蔽等现象。
掌握存在导体时静电场的场强分布和电势分布的计算方法。
2.掌握电容的定义及其物理意义，掌握典型电容器及电容器储能的计算方法。
3.了解电介质的极化原理和电介质对静电场的影响。
掌握含电介质时的高斯定理和有电介质存在时静电场中的电位移适量和电场强度的计算方法。
4.理解电场具有能量，掌握带电系统和静电场能量的计算方法。
二、教学重点
导体的静电平衡，导体表面的电荷和电场，静电屏蔽
孤立导体的电容，电容器及其电容，几种常用的电容器及其电容，电容器的连结。
三、教学难点
电介质的电结构，电介质的极化，电极化强度矢量，
极化强度与束缚电荷的关系，电介质中的高斯定理，电位移矢量，电场能量。
四、讲授要点
1.电介质的极化
2.介质中的电场强度
3.介质中的高斯定理
4.磁介质的分类
5.顺磁和抗磁的微观解释
6.磁介质中的环路定理
7.铁磁质
第八部分 电磁感应和电磁场（8学时）
一、教学目的
1.掌握法拉第电磁感应定律及其物理意义。
能熟练地应用法拉第电磁感应定律计算感应2.理解动生电动势。
能够用动生电动势的公式计算简单几何形状的导体的匀强磁场或对称分布的非匀强磁场中运动时的动生电动势。
3.理解感生电动势和感生电场的概念，了解感生电场的基本性质以及它与静电场的区别。
能够计算简单的感生电场强度及感应电动势在必行，并会判断感生电场的方向。
4.了解自感现象。
了解简单回路的自感系数和自感电动势的计算方法。
了解互感现象。
会计算简单回路的互感系数及互感电动势。
5.了解磁场能量及密度的概念。
了解自感磁能、互感磁能和磁场能量的计算方法。
6.理解位移电流和全电流的概念。
了解位移电流的特性以及与传导电流的区别。
掌握位移电流密度和位移电流强度的简单计算。
7.理解麦克斯韦电磁场理论的基本概念及麦克斯方程组的积分形式。
了解麦克斯韦方程组的微分形式。
二、教学重点
电磁感应现象；法拉第电磁感应定律
动生电动势；动生电动势的电子论解释；
感生电动势和感生电场；
三、教学难点
自感现象；互感现象；磁场的能量
电磁场理论的基本概念位移电流；。
四、讲授要点
1.电磁感应基本定律
2.动生电动势和感生电动势
3.自感和互感
4.磁能
5.麦克斯韦电磁场理论
第九部分 热力学（8学时）
一、教学目的
1.理解准静态过程、功、热量、内能等概念，并掌握其运算。
2.理解热力学第一定律的意义，掌握它在理想气体各准静态过程中的应用。
3.理解循环过程的意义，掌握热机循环和臻冷循环中能量传递和转化的特点，掌握热机效率和致冷系数的计算。
4.理解可逆过程概念，理解热力学第二定律及卡诺定理的意义。
二、教学重点
热力学系统；气体的状态参量；平衡态；理想气体物态方程；
准静态过程；功；热量；内能；热力学第一定律；
等体过程定体摩尔热容；等压过程定压摩尔热容；等温过程
三、教学难点
绝热过程；
循环过程；卡诺循环；
热力学第二定律的两种表述；两种表述的等效性；
可逆过程与不可逆过程；卡诺定理
四、讲授要点
1.理解准静态过程、功、热量、内能等概念，并掌握其运算。
2.理解热力学第一定律的意义，掌握它在理想气体各准静态过程中的应用。
3.理解循环过程的意义，掌握热机循环和臻冷循环中能量传递和转化的特点，掌握热机效率和致冷系数的计算。
4.理解可逆过程概念，理解热力学第二定律及卡诺定理的意义。
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