普通物理学课程教学大纲.docx

1、普通物理学课程教学大纲 目录1.普通物理学22.电工与电子技术163.电工学31普通物理学课程教学大纲一、课程基本信息课程代码： 070050课程名称： 普通物理学英文名称：GeneralPhysics课程类别：公共必修课 学 时： 90学分： 4.0适用对象: 理工科专业的学生考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30%，理论考试占总成绩的70%）先修课程：高等数学二、课程简介物理学是研究客观物质世界运动规律的科学。物理学所研究的是最基本最普遍的运动，它包括机械运动、分子热运动、电磁运动、原子和原子核内部的运动等等，这些运动广泛地存在于其它高级、复杂的运动形式之中。因此可以认为物理学是除了数学以

2、外的一切自然科学的基础，同时也是当代工程技术的重要理论支柱。 普通物理学主要讲述物理学的基本概念，基本定理（定律）及其一些重要应用。其主要内容包括力学、热学、电磁学、振动与波、光学和狭义相对论力学基础。除此之外，介绍物理学在现代科学技术中的应用知识也是本课程的重要内容之一。 三、课程性质与教学目的普通物理学是理科学生的必须基础课。自然科学的发展是极其迅速的，出现了大量科学的分支，包括了各个高科技领域，但从其基本理论上讲都是建立在物理理论的基础上。因此物理学也是自然科学的基石。对于计算机专业学生，在学习电子技术，硬件基础课程都要涉及到一定的物理知识，所以学习普通物理也是给该学科的相关专业打下一定

3、的理论基础，同时建立一定的科学体系。通过本课程的教学，使学生系统地掌握物理学的基本概念、基本原理以及基本规律，从而建立起鲜明的物理图像，同时培养和提高学生分析问题、解决问题的能力，帮助学生建立辩证唯物主义世界观。四、教学内容及要求第 1 章质点运动学（一）目的与要求学习、掌握确定质点位置的方法，质点的位移、速度和加速度的描述,以及用自然坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度.（二）教学内容第一节至第三节1主要内容为描述物体的运动而选的标准物叫做参考系。不同的参考系对同一物体运动情况的描述是不同的。因此，在描述物体的运动情况时，必须指明是对什么参考系而言的。参考系的选择是任意的。在讨论地面上物体的

4、运动时，通常选地球为参考系。实际物体都有一定的形状和大小。当物体的大小和形状，在所研究的问题中可以忽略不计时。该物体可以看成没有大小而仅有质量的几何点，称为质点。一具物体能否被称为质点是有条件的，是相对的。例如，研究地球绕太阳公转，由于地球的各点相对于太阳的运动基相上可视为相同的，也就是说，可以忽略地球的形状和大小，把地球视为一个质点。但是研究院地球自转时，就不能把它当作质点处理了。但在处理方法上可把复杂物体看成由许多质点组成，在解决质点运动问题的基础上来研究这些复杂物体的运动。为了表示运动质点的位置，首先应该选取一个参照系，然后在参照系上选定坐标系的原点和坐标轴。2基本概念和知识点质点位移速

5、度和加速度用直角坐标表示位移、速度和加速度用自然坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度3问题与应用（能力要求）学习、掌握用直角坐标表示位移、速度和加速度以及用自然坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度.第四节至第六节1主要内容在匀速圆周运动中,由于速度的大小不变，方向在发生变化，其加速度大小等于 ,方向指向圆心，称为向心加速度，表示为： 向心加速度又称法向加速度。如果质点作变速圆周运动，除上述法向加速度外，还有切向加速度，表示为： 法向加速度描述质点的速度方向的时间变化率；切向加速度描述质点的速度大小对时间的变化率。质点的圆周运动也常用解位移、角速度、角加速度等角量来描述。质点作圆周运动时，有关线

6、量（速度V，加速度a）和角量（角速度W，角加速度）之间，存在如下关系。 2基本概念和知识点圆周运动角速度角加速度向心加速度法向加速度3问题与应用（能力要求）学习、掌握圆周运动的角量表示 角量与线量的关系,了解不同坐标系中的速度和加速度变换定理简介。（三）实践环节与课后练习习题1.3 1.7 1.9 1.17 1.19（四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第 2 章 牛顿运动定律（一）目的与要求学习、掌握牛顿运动三定律，力学中常见的几种力，牛顿运动定律的应用及其适用范围。（二）教学内容第一节至第四节1主要内容牛顿把力学的基本原理归为三条定律。利用这些结论，他不仅成功地解释了许多力学现

7、象，应用于天体运动问题获得成功，而且发现了万有引力定律，将天上与地上的现象统一起来。所以这些定律称为牛顿运动定律。1）牛顿第一定律 该定律的内容是：任何物体都继续保持其静止或匀速直线运动状态，除非有力的作用迫使它改变这种运动状态。牛顿第一定律正确说明了力和运动的关系物体的运动并不要力去维持，只有当物体的运动发生变化时，才需要力的作用。牛顿第一定律还揭示出，任何物体都具有一种保持其原来运动状态的特性，我们称这种特性为物体的惯性。因此，牛顿第一定律也常称为惯性定律。2）牛顿第二定律 其内容是：物体在外力作用下获得加速度的大小与外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与外力方向相同。3）.

8、牛顿第三定律 其内容是：两物体间的相互作用力部是大小相等而方向各指向对方。2基本概念和知识点牛顿三定律惯性定律重力弹力万有引力3问题与应用（能力要求）重点掌握牛顿运动三定律，力学中常见的几种力，牛顿运动定律的应用及其适用范围。（三）实践环节与课后练习习题2.3 2.5 （四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第 3 章 功和能（一）目的与要求学习、掌握功几种常见力的功，掌握动能定理、势能、机械能守恒定律、能量守恒定律的应用及其适用范围。（二）教学内容第一节至第五节1主要内容在力学中，“功”的定义很明确。恒力的功的定义是：力对物体所作的功等于力在作用点位移方向的分量和作用点位移大小的乘

9、积。在水平面上有一物体，在水平恒力F的作用下沿力的方向运动，位移为r，那么力F对物体所做的功为 A=Fr如果F和r不在同一方向上，两者之间的夹角为，那么功为 我们把有重力这样特点的一类力统称为保守力。除重力外，还有弹性力、万有引力、静电力等都是保守力。不具备这样特点的力，如摩擦力、磁力为非保守力。势能的概念就是保守力概念的基础上提出来的。如果一物体系内各物体间存在着保力，那么当各物体的相对位置发生变化，保守力就要做功，做功的数值仅由物体始末位置决定。2基本概念和知识点功和功率保守力势能动能 动能定理机械能守恒定律3问题与应用（能力要求）学习、掌握功几种常见力的功，掌握动能定理、势能、机械能守恒

10、定律、能量守恒定律的应用及其适用范围。（三）实践环节与课后练习习题3.3 3.6 3.16（四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第4章 冲量和动量（一）目的与要求掌握动量、冲量和质点系动量定理。掌握动量守恒定律。（二）教学内容第一节至第三节1主要内容 在经典力学范围内任何力学问题，原则上可应用牛顿运动定律来解决。但是，对于那些受力情况比较复杂或涉及多质点运动的问题，就会遇到求解的困难。为了解决这个困难，我们可以利用牛顿运动定律导出一些定理或推论，来研究这些力学问题，使问题大为简化。质点的动量P定义为质点的质量m和速度V的乘积，即 由上述定义可看出，动理是矢量，它的方向与质点的速度方

11、向相同。在国际单位制中，动量的单位为kgm/s如果作用在质点上的合外力下等于零，则可得 这就是动量守恒的数学表达式，其结论是：任何物体，在不受外力或所受合外力为零时，该物体的动量保持不变。2基本概念和知识点动量冲量质点系动量定理动量守恒定律3问题与应用（能力要求）掌握动量、冲量、质点系动量定理、动量守恒定律的运用。（三）实践环节与课后练习习题4.7 4.8 4.10（四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第 5 章 刚体力学基础 动力矩（一）目的与要求掌握刚体和刚体的基本运动、力矩和刚体绕定轴转动微分方程，了解绕定轴转动刚体的动能、动能定理以及动量矩和动量矩守恒定律。（二）教学内容第

12、一节至第四节1主要内容前面讨论了质点的运动，事实上，不是任何情况下都可以把物体简化为质点。例如，机器中转动的飞轮、滚动中的车轮以及转动中的滑轮等。在研究这类物体的动动时，既要考虑它们的大小和形状，又要分析它们的质量分布状况。许多情况下，实际物体(一般指固体)在运动和相互作用时，其大小和形状的变化很小。因而，常常可以忽略这些物体的大小和形状的变化，对它们进行简化。由此，人们抽象出另一个物理模型:把大小和形状保持不变的物体称为刚体。本章只讨论刚体绕固定轴的转动，称这种运动为刚体轴转动。主要内容是，转动刚体的动能定理，转动定律，角动量定理和角动量守恒定律。2基本概念和知识点转动刚体的动能定理转动定律

13、角动量定理角动量守恒定律3问题与应用（能力要求）学习刚体和刚体的基本运动、力矩和刚体绕定轴转动微分方程，了解绕定轴转动刚体的动能、动能定理以及动量矩和动量矩守恒定律。（三）实践环节与课后练习习题5.5 5.15 5.19（四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第 6 章 机械振动基础（一）目的与要求学习和掌握简谐振动的物理含义及其表达方法，了解谐振动的合成，阻尼振动与受迫振动。（二）教学内容第一节至第二节1主要内容振动是物质的普遍运动形式，机械振动是指物体在某一位置附近作周期往复运动。简谐振动（简谐运动）是一种最简单、最基本的振动。阻尼振动是系统在回复力和阻力作用下的减幅振动。受迫振

14、动是系统在周期性外力作用下的振动，振动极为复杂，可视为两个振动的合成，在稳态时，受迫振动是简谐运动，其振动频率与驱动力频率相同。 2基本概念和知识点简谐振动、相位、周期、圆频率、振幅、共振、阻尼振动 3问题与应用（能力要求）学习和掌握简谐振动的物理含义及其表达方法，了解谐振动的合成，阻尼振动与受迫振动。（三）课后练习习题6.5 6.17 6.20（四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第 7 章 真空中的静电场（一）目的与要求学习、掌握电场对电荷作用的电场力和电荷在电场中移动时电场力对电荷做功，电场强度和电势。掌握场强和电势叠加原理、高斯定理和环流定律，并会计算场强和电势之间的基本关

15、系。（二）教学内容第一节至第四节1主要内容自然界存在两种基本电荷：正、负电荷。电荷有两个重要特性：电荷的量子性和电荷守恒定律。电荷与电荷之间的相互作用是通过电场来传递的。从本质上看，电场也是一种物质形态，它同其它任何实物一样，具有质量、动量。为描述电场的强弱及其它基本特性，人们引入了电场强度。高斯定理反映静电场性质的两条基本定理之一，其表述如下：在真空的静电场内，通过任一闭合曲面的电通理，等于该闭合曲面所包围的电荷代数和的。2基本概念和知识点库仑定律电场电场强度电场线电通量高斯定理3问题与应用（能力要求）掌握库仑定律和电荷在电场中移动时电场力对电荷做功，电场强度以及高斯定理及其应用。第五节至第

16、八节1主要内容 若在静电场中，试验电荷q0从某场点出发，沿任一闭合回路返回到出发点，由静电力作功的特点可知，电场力做的功等于零。作功与路径无关，是保守力的特征，因此，静电场的环流定理反映了静电场的另一基本性质；静电场是保守力场，保守力场也称为无旋场。在静电场中，移动电荷电场力作功与路径无关，说明电场中的每一点都有表征电荷在电场中能量特性的函数，这个函数称为电势能，正像重力场中每一点具有重力势能要样，它们反映了保守力场共有的特性。因而静电场也是有势场。2基本概念和知识点环路定理电势能电势电势差3问题与应用（能力要求）了解静电场的环路定理，掌握电势能、电势的计算。（三）实践环节与课后练习习题7.4

17、 7.10 7.13（四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第 8 章 真空中恒定电流的磁场（一）目的与要求掌握稳恒磁场的基本性质：毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理、磁场的高斯定理；了解电流与磁场的相互作用，洛仑兹力、安培力、磁力矩、霍耳效应；从物理与现代科技的关系及应用的角度，学习霍耳效应、超导、磁记录等。（二）教学内容第一节至第四节1主要内容 任何运动电荷或电流均在周围空间产生磁场。磁场对外的重要表现是:(1)磁场对引入磁场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用；（2）载流导体在磁场对内移动时，磁场的作用力对载流导体作功。为了形象地反映磁场的分布情况，就像在静电场中用电场线来表示静电场

18、分布那样，我们将用一些设想的曲线来表示磁场的分布。由于磁感线是闭合的，因此对任一闭合曲面来说，有多少条磁感线进入闭合曲面，就一定有多少条磁感线穿出闭合曲面。也就是说，通过任间闭合曲的磁通量必等于零。2基本概念和知识点磁场磁感应强度毕奥一萨伐尔定律磁感线磁通量磁场的高斯定理3问题与应用（能力要求）了解磁场的高斯定理，掌握毕奥一萨伐尔定律。第五节至第六节1主要内容 实验发现，带电量为q，以速度v运动的带电粒子，在磁场B中受磁场的作用力Fm为Fm = qv B Fm称为洛伦兹力(Lorentz force),方向由右手确定。运动电荷在磁场中会受到磁场施以的作用力。如将载流导线置于磁场中，载流导线中定

19、向运动的自由电子将会受到洛伦兹力的作用，通过导线内部自由电子与晶体点阵间的相互作用，就会使导线在宏观上表现出受到了磁场的作用力，这个力由安培公式给出。2基本概念和知识点洛伦兹力安培力霍尔效应3问题与应用（能力要求）掌握洛伦兹力和安培力的计算公式，了解霍尔效应。（三）实践环节与课后练习习题8.4 8.5 8.9（四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第 10 章 电磁感应与电磁场（一）目的与要求学习楞次定律和法拉第电磁感应定律的概念和应用，了解动生电动势、感生电动势、自感和互感的物理意义。（二）教学内容第一节至第四节1主要内容法拉第以精湛的实验和敏锐的观察力，经十年努力于1831年首次

20、观察到电流变化时产生的感应现象，接着做了一系列的实验，以揭示感应现象的奥秘。1845年诺埃曼给出电磁感应定律的数学公式。电磁感应现象是指穿过一个闭合导体回路所包 围面积的磁通量发生变化时，回路中就有电流的现象。 2基本概念和知识点楞次定律法拉第电磁感应定律动生电动势感生电动势自感和互感3问题与应用（能力要求）学习楞次定律和法拉第电磁感应定律的概念和应用，了解动生电动势、感生电动势、自感和互感的物理意义。（三）实践环节与课后练习无作业（四）教学方法与手段讲授与自学研讨相结合，分组讨论第11章 热力学（一） 目的与要求1. 理解功、热量、平衡态等基本概念2. 掌握热力学第一定律及理想气体的内能和热

21、容3. 熟练掌握准静态过程中功和热量的计算方法 4. 了解热力学第二定律 （二） 教学内容 第一节到第三节1 主要内容为：热力学研究对象和研究方法，平衡态， 理想其他状态方程 ， 热量 热力学第一定律2 基本概念为：平衡态、 理想其他状态方程、热量。3 问题与应用（能力要求）：理解热力学第一定律 第四节至第六节1 主要内容：准静态过程中功和热量的计算 ；理想气体的内能和热容 ；热力学第一定律对理想气体在典型准静态过程中的应用。2 基本概念和知识点：理想气体的内能和热容3 问题与应用（能力要求）：掌握热力学第一定律并进行运用。第七节至第十一节1. 主要内容：绝热过程 ，循环过程 ，卡诺循环2.

22、基本概念和知识点：绝热过程，循环过程，卡诺循环，热力学第二定律。3. 问题与应用（能力要求）：掌握卡诺循环热机及制冷机的原理和应用。 （三） 课后练习习题：11.5，11.8，11.9，11.10，11.11，11.26（四） 教学方法与手段讲授，课堂讨论。第12章 气体动理论（一） 目的与要求1. 学习、掌握理想气体的压强、温度的微观意义。2. 理解掌握能量按自由度均分定理。3. 了解麦克斯韦速率分布律。（二）教学内容第一节至第六节1. 主要内容为：分子运动的基本概念，气体分子的热运动，统计规律的特征，理想气体的压强公式，麦克斯韦速率分布律，温度的微观本质。2. 基本概念和知识点：气体分子的

23、热运动理想气体的压强公式麦克斯韦速率分布律温度的微观本质 3. 问题与应用（能力要求）：了解分子运动的基本概念，气体分子的热运动，统计规律的特征及麦克斯韦速率分布律。掌握理想气体的压强公式和温度的微观本质，并进行相关计算。第七节至第十一节1. 主要内容为：能量按自由度均分定理，玻尔兹曼分布率，气体分子的平均自由程，热力学第二定律的统计意义和熵的概念。2. 基本概念和知识点：自由度，气体分子的平均自由程，熵的概念3. 问题和应用（能力要求）：理解并掌握能量按自由度均分定理，学习了解玻尔兹曼分布率，气体分子的平均自由程，热力学第二定律的统计意义和熵的概念。（三） 课后练习 习题：12.3，12.4

24、，12.5，12.13（四）教学方法与手段讲授，课堂讨论。第13章 机械波（一） 目的与要求1. 理解简谐波的形成过程 ，并求解简谐波的波函数 2. 理解波长、物体的弹性形变 、波的能量、驻波3. 学习波的干涉，为光的干涉奠定基础。（二） 教学内容第一节至第三节1.主要内容为：机械波的产生和传播，平面简谐波的形成过程，波的能量。 2.基本概念和知识点： 机械波平面简谐波3.问题与应用（能力要求）：求解简谐波的波函数，根据波函数进行相关计算。第四节至第六节1.主要内容为：惠更斯原理，波的干涉，驻波的性质。2.基本概念和知识点：波的干涉 驻波3.问题与应用（能力要求）：了解惠更斯原理、驻波，掌握波

25、的干涉条件。（三）课后练习习题：13.6，13.7，13.8，13.12（四）教学方法与手段讲授，课堂讨论。第14章 波动光学基础（一）目的与要求：1. 学习光波的叠加，掌握光的干涉和杨氏双缝干涉原理，并进行运用。2. 掌握相干光的条件，计算光程。3. 学习薄膜干涉，理解其在实际生产中的应用。4. 掌握单缝的夫琅和费衍射，了解衍射光栅及光栅光谱。（二）教学内容第一节至第五节1. 主要内容为：光是电磁波，光源和光波叠加，获得相干光的方法和杨氏双缝实验，光程的计算，薄膜干涉。2. 基本概念和知识点： 光波叠加，相干光，杨氏双缝实验，光程，薄膜干涉。 3. 问题与应用（能力要求）： 掌握光的干涉条件

26、和杨氏双缝干涉原理，并进行运用。学习薄膜干涉，理解其在实际生产中的应用。第六节至第九节 1. 主要内容为：惠更斯菲涅耳原理，单缝的夫琅和费衍射，衍射光栅及光栅光谱。2. 基本概念和知识点： 惠更斯菲涅耳原理，衍射，衍射光栅，光栅光谱。 3. 问题与应用（能力要求）： 学习了解惠更斯菲涅耳原理，衍射，衍射光栅，光栅光谱及光栅方程。（三） 课后练习习题：14.6，14.7，14.11（四）教学方法与手段讲授，课堂讨论。第15章 狭义相对论力学基础（一）目的与要求： 1.学习力学相对性原理，知道狭义相对论的两个基本假设。 2.了解洛仑兹坐标变换式和狭义相对论的时空观。 (二)教学内容 第一节至第五节

27、1 主要内容为：力学相对性原理，伽利略坐标变化式，狭义相对论的两个基本假设，洛仑兹坐标变换式。2 基本概念和知识点：相对性原理，伽利略坐标变化式，洛仑兹坐标变换式，狭义相对论的时空观。3 问题与应用（能力要求）：了解狭义相对论。（三）教学方法与手段讲授，课堂讨论。五、各教学环节学时分配（普通物理学II）教学环节教学时数课程内容讲课习题课讨论课实验其他教学环节小计第一章336第二章33第三章314第四章33第五章33第六章33第七章61916第八章61916第十章3137第十一章3137第十二章213第十三章44第十四章31913 第十五章22合计4773690六、推荐教材和教学参考资源1吴百诗

28、，大学物理，西安交通大学出版社，第二次修订本2. 程守洙等编著 普通物理学（1982年修订版） 高等教育出版社3. 吴百诗编著 大学物理（2001年版） 科学出版社4. 张三慧编著 大学物理（1999年版） 清华大学出版社5. 赵凯华编著 新概念物理教程-力学 、热学、电磁学 高等教育出版社 面向二十一世纪课程教材6. 吴泳华等编著 大学物理实验 高等教育出版社 面向二十一世纪课程教材。七、其他说明本大纲参考相关普通物理学和课程教学大纲进行制订。 大纲修订人： 李伟 于凤梅 修订日期：2007520大纲审定人： 周丽萍 审定日期：2007920电工与电子技术课程教学大纲一、课程基本信息课程代码

29、：210617课程名称：电工与电子技术英文名称：Electrotechnics and electronics课程类别： 公共必修课 学 时：理论学时：54；实验学时：27学分：4.0适用对象:生物工程考核方式：闭卷考试（平时（30%），考试（70%）先修课程：大学物理二、课程简介本课程为理学门类生物技术专业本科生的专业课。主要讲授：电路基本原理与分析方法、正弦交流电、三相交流电、变压器、异步电动机、常用半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器、门电路及组合逻辑电路、触发器与时序逻辑电路。要求学生掌握：1电路的基本原理与定律。2单相与三相交流电原理。3变压器的原理，变压器电压、电流及阻抗的变换关系。4，三相异步电动机的工作原理、转矩特性、起动性能以及单相异步电动机的特