大学物理大学物理C教学大纲.docx

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大学物理大学物理C教学大纲

《大学物理C》教学大纲

课程名称：

中文名称：

大学物理C；英文名称：

CollegePhysicsC

课程编码：

学分：

8分

总学时：

120学时理论学时:

84学时实验学时:

36学时

适应专业：

非物理类理工科各专科专业

先修课程：

高等数学

执笔人：

杨长铭

审订人：

田永红

一、课程的性质、目的与任务

《大学物理》是高等院校非物理类理工科专科各专业的一门十分重要的必修基础课。

《大学物理》课程所包含的内容是高级工程应用型人才应具备的基本知识。

本课程的主要任务是：

1.使学生理解物理学的基本规律，了解物理学基本理论在生产技术中的重要应用。

2.使学生在思维能力方面受到一定的训练，培养学生分析问题与解决问题的能力和自学能力，使学生毕业后在实际的工程技术工作中有一定的适应能力。

3.为学生学习专业知识和参加工程实践打下必要的物理基础。

4.培养学生实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观。

二、教学内容与学时分配

第一章质点运动学（3学时）

第一节质点运动的描述

一、参考系质点；二、位置矢量运动方程位移；三、速度；四、加速度。

第二节加速度为恒矢量时的质点运动

一、加速度为恒矢量时质点的运动方程；二、斜抛运动。

第三节圆周运动

一、平面极坐标；二、圆周运动的角速度；三、圆周运动的切向加速度和法向加速度角加速度；四、匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动。

第二章牛顿定律（2学时）

第一节牛顿定律

一、牛顿第一定律；二、牛顿第二定律；三、牛顿第三定律。

第二节物理量的单位和量纲

第二节几种常见的力

一、万有引力；二、弹性力；三、摩擦力。

第三节惯性参考系力学相对性原理

一、惯性参考系；二、力学相对性原理。

第四节牛顿定律的应用举例

第三章动量守恒定律和能量守恒定理（5学时）

第一节质点和质点系的动量定理

一、冲量；二、质点系的动量定理。

第二节动量守恒定理

第三节火箭飞行原理*

第四节动能定理

一、功；二、质点的动能定理。

第五节保守力与非保守力势能

一、万有引力、重力、弹性力作功的特点；二、保守力与非保守力保守力作功的数学表达式；三、势能.

第六节功能原理机械能守恒定律

一、质点系的动能定理；二、质点系的功能定理；三、机械能守恒定律；四、宇宙速度*。

第七节能量守恒定律

第八节经典力学的成就和局限性

第四章刚体的转动（6学时）

第一节刚体的定轴转动

一、刚体转动的角速度和角加速度；二、匀变速转动公式；三、角量与线量的关系。

第二节力矩转动定律转动惯量

一、力矩；二、转动定律；三、转动惯量。

第三节角动量角动量守恒定律

一、质点的角动量定理和角动量守恒定律；二、刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律。

第五章热力学基础（6学时）

第一节气体的物态参量平衡态理想气体物态方程

一、气体的物态参量；二、P、V、T的单位；三、平衡态；四、理想气体物态方程。

第二节准静态过程功热量

一、准静态过程；二、功；三、热量。

第三节内能热力学第一定律

一、内能；二、热力学第一定律。

第四节理想气体的等温过程和等压过程摩尔热容

一、等体过程定体摩尔热容；二、等压过程定压摩尔热容；三、比热容。

第五节理想气体的等温过程和绝热过程

一、等温过程；二、绝热过程；三、绝热线和等温线。

第六节循环过程卡诺循环

一、循环过程；二、热机和致冷机；三、卡诺循环。

第七节热力学第二定律的表述卡诺定理

一、热力学第二定律的表述；二、可逆过程与不可逆过程；三、卡诺定理。

第六章气体动理论（4学时）

第一节物质的微观模型统计规律性

一、分子的数密度和线度；二、分子力；三、分子热运动的无序性和统计规律性。

第二节理想气体的压强公式

一、理想气体的微观模型；二、理想气体的公式。

第三节理想气体分子的平均平动动能与温度的关系

第四节能量均分定理理想气体内能

一、自由度；二、能量均分定理；三、理想气体的内能和摩尔热容。

第五节麦克斯韦气体分子速率分布律

一、麦克斯气体分子速率分布定律；二、三种统计速率。

第六节分子平均碰撞次数和平均自由程

第七章静电场（9学时）

第一节电荷的量子化电荷守恒定律

一、电荷的量子化；二、电荷的守恒定律。

第二节库仑定律

第三节电场强度

一、静电场；二、电场强度；三、点电荷的电场强度；四、电场强度叠加原理；五、电偶极子的电场强度。

第四节电场强度通量度高斯定理

一、电场线；二、电场强度通量；三、高斯定理；四、高斯定理应用举例。

第五节静电场的环路定理电势能

一、静电场力所作的功；二、静电场的环路定理；三、电势能。

第六节电势

一、电势；二、点电荷电场的电势；三、电势的叠加原理。

第七节电场强度与电势梯度*

一、等势面；二、电场强度与电势梯度。

第八章静电场中的导体与电介质（4学时）

第一节静电场中的导体

一、静电平衡条件；二、静电平衡时导体上电荷的分布；三、静电屏蔽。

第二节静电场中的电介质

一、电介质对电场的影响相对电容率；二、电介质的极化*；三、电极化强度*；四、电介质中的电场强度极化电荷与自由电荷的关系*。

第三节电容有电介质时的高斯定理

第四节电容电容器

一、孤立导体的电容；二、电容器；三、电容器的并联和串联。

第五节静电场的能量能量密度

一、电容器的电能；二、静电场的能量能量密度。

第九章恒定电流（1学时）

第一节电流电流密度

一、电流；二、电流密度。

第二节电阻率欧姆定律的微分形式

一、电阻率；二、欧姆定律的微分形式。

第三节电动势全电路欧姆定律

一、电动势；二、全电路欧姆定律。

第十章稳恒磁场（6学时）

第一节磁场磁感强度

第二节毕奥-萨伐尔定律

一、毕奥-萨伐尔定律；二、毕奥-萨伐尔定律应用举例；三、磁偶极矩。

第三节磁通量磁场的高斯定理

一、磁感线；二、磁通量磁场的高斯定理。

第四节安培环路定理

一、安培环路定理；二、安培环路定理的应用举例。

第五节带电粒子在电场和磁场中的运动

一、带电粒子在电场和磁场中所受的力；二、带电粒子在磁场中的运动举例；三、带电粒子在电场和磁场中的运动举例。

第六节载流导线在磁场中所受的力

第七节磁场对载流线圈作用的力矩*

第十一章磁场中的磁介质（2学时）

第一节磁介质磁化强度

一、磁介质；二、磁化强度。

第二节磁介质中的安培环路定理磁场强度

第三节铁磁质

第十二章电磁感应电磁场（6学时）

第一节电磁感应定律

一、电磁感应现象；二、电磁感应定律；三、楞次定律。

第二节动生电动势和感生电动势

一、动生电动势；二、感生电动势；三、涡电流。

第三节自感和互感

一、自感电动势自感；二、互感电动势互感。

第四节磁场的能量磁场能量密度

第五节位移电流电磁场基本方程的积分形式

一、位移电流全电流安培环路定理；二、电磁场麦克斯韦电磁场方程的积分形式。

第十三章振动（4学时）

第一节简谐运动

第二节简谐运动中的振幅周期频率和相位

一、振幅；二、周期；三、相位；四、常数A和

的确定

第三节旋转矢量

第四节单摆

第五节简谐运动的能量

第六节简谐运动的合成

一、两个同方向同频率简谐运动的合成；二、多个同方向同频率简谐运动的合成*；三、两个同方向不同频率简谐运动的合成*

第七节阻尼振动受迫振动共振*

第八节电磁振荡*

一、振荡电路无阻尼自由电磁振荡；二、无阻尼电磁振荡的振荡方程。

第十四章波动（6学时）

第一节机械波的几个概念

一、机械波的形成；二、横波与纵波；三、波长波的周期和频率波速；四、波线波面波前

第二节平面简谐波的波函数

一、平面简谐波的波函数；二、波函数的物理含义。

第三节波的能量

一、波动能量的传播；二、能流和能流密度。

第四节惠更斯原理

第五节波的干涉

一、波的叠加原理；二、波的干涉。

第六节驻波

一、驻波的产生；二、驻波方程；三、相位跃变；四、驻波的能量。

第七节声波超声波次声波*

第八节多普勒效应*

第九节电磁波

一、电磁波的产生与传播；二、电磁波的特性；三、电磁波谱。

第十五章波动光学（12学时）

第一节相干光

第二节杨氏双缝干涉实验双镜劳埃德镜。

一、杨氏双缝干涉实验；二、劳埃德镜。

第三节光程薄膜干涉

一、光程；二、透镜不引起附加的光程差；三、薄膜干涉。

第四节劈尖牛顿环

一、劈尖；二、牛顿环。

第五节迈克耳孙干涉仪*

第六节光的衍射

一、光的衍射现象；二、惠更斯-菲涅耳原理；三、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射。

第七节单缝衍射

第八节圆孔衍射光学仪器的分辨率

第九节衍射光栅

一、光栅；二、光栅衍射条纹的形成；三、衍射光谱。

第十节X射线的衍射*

第十一节全息照相简介*

第十二节光的偏振性马吕斯定律

一、自然光偏振光；二、偏振片起偏与检偏；三、马吕斯定律。

第十三节反射光和折射光的偏振

第十六章狭义相对论（3学时）

第一节伽利略变换式牛顿力学相对性原理遇到的困难

一、伽利略变换式经典力学的相对性原理；二、经典力学的绝对时空观；三、光速依赖于惯性参考系的选取吗？

第二节狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式

一、狭义相对论的基本原理；二、洛伦兹变换式。

第三节狭义相对论的时空观

一、同时的相对性；二、长度的收缩；三、时间的延缓；四、关于时间延缓和长度收缩的实验证明。

第四节相对论性动量和能量

一、动量与速度的关系；二、狭义相对论力学的基本方程；三、质量与能量的关系；四、质能公式在原子核裂变和聚变中的应用；五、动量与能量的关系。

第十七章量子物理（5学时）

第一节黑体辐射普朗克能假设

一、黑体黑体辐射；二、斯特藩–玻耳兹曼定律维恩位移定律；三、黑体辐射的瑞利–金斯公式经典物理的困难；四、普朗克假设普朗克黑体辐射公式

第二节光电效应光的波粒二象性

一、光电效应实验的规律；二、光子爱因斯坦方程；三、光电效应在近代技术中的应用；四、光的波粒二象性。

第三节康普顿效应

第四节氢原子的玻尔理论*

第五节弗兰克–赫兹实验

第六节德布罗意波实物粒子的二象性

第七节不确定关系

三、实验内容与学时分配

实验一用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量3学时

实验二用三线摆测刚体的转动惯量3学时

实验三用模拟法测绘静电场3学时

实验四用惠斯登电桥测电阻3学时

实验五用线式电势差计测电动势3学时

实验六示波器的使用3学时

实验七超声声速的测定3学时

实验八光电效应3学时

实验九等厚干涉—牛顿环3学时

实验十物体密度的测量3学时

实验十一油品粘度的测量3学时

实验十二迈克尔逊干涉仪的使用3学时

四、教学基本要求

课堂教学力求使学生弄清基本概念，熟练掌握基本内容。

在了解基本概念的基础上，结合各专业特点，理论联系实践，引导学生学会分析问题和解决问题的能力。

教学方法上应贯彻少而精、启发式和形象化等原则，通过幻灯、录像、课堂演示、动画、多种媒体和课外参加演示实验等各种途径加深学生的印象，提高教学效果。

授课教师除应吃透教材内容外，还应广泛阅读有关参考材料，注意本学科的发展，并适当介绍一些重要的新进展。

详细教学基本要求见教育部《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》。

五、大纲说明

1、本课程为独立开设的学年课程，按上、下两个学期安排（二年级上学期和二年级下学期）。

其中，上学期为60学时（理论42学时,实验18学时），计4学分；下学期为60学时（理论42学时，实验18学时），计4学分。

2、关于课堂教学：

应切实保证本课程的系统性与基本内容的完整性，不应过分强调专业；本课程应着重讲授《大学物理》的基本知识；课堂讲授中应保证有适当数量的例题，并注意讲练结合。

与中学重复的内容应以复习的形式讲授，对后续课有重复的内容只给出结论，不作推导。

3、关于练习：

课外作业以活页习题的方式进行。

每次课10道题：

选择题5道，填空题3道，计算题、或证明题、或问答题2道。

选择题与填空题以让学生巩固物理概念为主。

力求在不增加学生负担的情况下以帮助学生复习所学知识。

将全学期的习题分课次编印成册，学生课后用统一的练习答题纸顺次往下做。

4、关于*号内容：

带*号内容不属于教学最低基本要求内容。

教师可以不讲授,也可根据专业特点适当讲授。

5、专科大学物理的理论课与实验课作为一门课，分两学期开设，期末考试占70%，实验占20%，平时成绩占10%。

六、教学参考书

1、东南大学等七所工科院校编，马文蔚改编，物理学（第五版）（上下册），高等教育出版社，2005年。

2、赵近芳主编，大学物理学，北京邮电大学出版社，2002年。

3、汪晓元、赵明等编，大学物理教程，北京邮电出版社，2005年。

4、杨长铭等编,大学物理实验，武汉大学出版社，2005年。