大学物理教学大纲

《大学物理Ⅰ》教学大纲 一、课程基本信息 课程代码   课程类别 公共基础课 中文名称 大学物理 英文名称 College Physics 适用专业 电子信息、自动化、通讯等 开课单位 物理科学与技术学院 总学时 108 学 分 6 先修课程 高等数学 后续课程 理论力学、工程力学、电动力学、电路分析、电磁场与电磁波等         二、课程性质、地位和任务 物理学是自然学的基础学科之一，是研究自然界物质运动基本规律的科学。它研究的对象是物质最基本、最普遍的运动形式，包括机械运动，分子热运动，电磁运动，原子及原子核运动等。它虽然不能包括或替代高级的复杂的运动形式，但是，它所研究的问题无一不包括在其他高级的、复杂的运动形式之中。因此，物理学研究的规律具有极大的普遍性，这使它成为自然科学的基础和现代工程技术的重大支柱，也是工科各专业的必修基础课。 通过本课程学习，使学生正确认识物理学基本理论的建立和发展过程，培养学生正确的思想方法和研究方法，培养学生辩证唯物主义世界观，提高学生的基本素质，并为学生学习专业知识和近代科学技术打下必要的物理基础。随着科学技术的迅速发展，物理学与各学科间相互交叉、相互渗透日益密切，物理学将为学生适应现代科学技术发展在专业领域中有所发现、有所创造、有所前进打好基础。 三、课程基本要求 1、理论和知识方面 使学生对物理学的基本概念、基本原理、基本规律有比较全面而系统的认识，了解各种运动形式之间的联系，并能灵活地加以运用，并对近代物理学和新成就有一般的了解，且为进一步学习后继课程打下良好基础。 2、能力和技能方面 通过理论学习、培养学生辩证唯物主义世界观、科学素质和科学思维方法，培养学生应用物理知识解决问题的研究方法和分析能力；培养和提高学生应用高等数学解决实际问题的计算能力。 四、课程内容及学时分配 第一篇    力学 绪论  1学时 1、教学内容： 物理学研究对象，物理学与哲学、自然科学和工程技术的关系，物理学的发展，学习物理学方法及对学生要求。 2、教学基本要求 让学生明确学习物理学目的、方法、激发学习物理学兴趣。 3、教学重点和难点：物理学的地位和作用及发展。 4、教学方法： 以课堂讲授为主，结合多媒体课件教学，个别内容可采用学生自学或讨论。 第一章    质点运动学  6学时 1、教学内容： 第一节 质点 、参照系、运动方程；第二节 位移、速度、加速度；第三节 圆周运动及其描述；第四节  曲线运动方程的矢量形式；第五节  运动描述的相对性、伽利略坐标变换。 2、教学基本要求： （1）掌握描述质点运动的基本物理量，位置矢量、位移、速度、加速度的概念，明确它们具有的矢量性、相对性、瞬时性； （2）明确运动方程和轨道方程的物理意义，并能用求导方法由已知的运动方程求速度加速度；反之用积分方法由已知质点运动的速度或加速度求质点的运动方程； （3）熟练掌握直线运动，抛体运动和圆周运动的规律，及直线运动的位置一时间曲线，速度一时间曲线。 3、重点、难点： 教学重点：  参照系  速度和加速度  运动方程 教学难点：  相对运动 4、作业 1-2，1-9，1-14，1-20，1-21。 5、教学方法： 以课堂讲授为主，结合多媒体课件教学，个别内容可采用学生自学或讨论。 第二章    牛顿运动定律  5学时  1、教学内容： 第一节  牛顿第一定律和第三定律； 第二节 常见力和基本力； 第三节 牛顿第二定律及其微分形式；第四节  牛顿运动定律应用举例  第七节  非惯性系、惯性力 2、教学基本要求： （1）理解牛顿运动定律的内容，明确牛顿运动定律的适用范围； （2）理解力和惯性这两个重要概念，掌握分析物体受力的方法和隔离物体法； （3）弄清运动学与动力学的相互依赖性，并能熟练地应用牛顿运动定律解答质点动力学问题。 3、重点、难点： 教学重点：牛顿运动定律的应用 教学难点：非惯性系中的力学定律 4、作业 2-2，2-4，2-7，2-18，2-25，2-32。 第三章    运动的守恒定律    8学时 1、教学内容： 第一节 保守力、势能；第二节  功能原理；  第三节  机械能守恒定律、能量守恒定律； 第四节 质心、质心运动定理、动量守恒定律； 第五节 碰撞；第六节  质点的角动量和角动量守恒定律 2、教学基本要求： （1）掌握功的定义及其计算方法； （2）掌握质点的动能定理和动量定理意义及其应用； （3）掌握功能原理及其应用； （4）掌握机械能守恒定律、动量守恒定律及它们的适用条件，掌握运用它们分析问题的思路和方法。 （5）了解质心的概念和质心运动定律； （6）理解角动量的概念，掌握角动量守恒定律及它的适用条件，能运用该定律分析、解决有关问题。 3、重点、难点： 教学重点：动量定理、动能定理、功能原理、机械能守恒定律、动量守恒定律、角动量守恒定律。 教学难点：角动量和角动量守恒定律。 4、作业 3-1，3-3，3-7，3-9， 3-17，3-22， 5、教学方法： 以课堂讲授为主，结合多媒体课件教学，个别内容可采用学生自学或讨论。 第四章  刚体的转    7学时 1、教学内容： 第一节 刚体的平动、转动、定轴转动； 第二节 刚体的角动量、转动定理、转动惯量；  第三节 力矩、刚体定轴转动定律；  第四节 定轴转动的动能定理； 第五节 刚体的自由度；  第六节 定轴转动刚体的角动量定理及角动量守恒定律； 第七节  进动。 2、教学基本要求： （1）掌握角速度、角加速度概念及匀变速定轴转动 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ，掌握角量与线量的关系。 （2）理解力矩和转动惯量概念，掌握刚体定轴转动定理，并能运用它解决刚体定轴转动问题； （3）理解功的概念，掌握刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律。 （4）理解角动量概念，掌握角动量定理及其守恒定律，并能用它来解决具体问题。 3、重点、难点： 教学重点：力矩和转动惯量概念，定轴转动定理及应用；功的概念，定轴转动动能定理和机械能守恒定律以及它们的应用；角动量概念、角动量定理和角动量守恒定律以及它们的应用。 教学难点：刚体的角动量和角动量守恒定律以及它们的应用。 4、作业 4-1，4-3，4-14，4-22， 4-25。 5、教学方法： 以课堂讲授为主，结合多媒体课件教学，个别内容可采用学生自学或讨论 第二篇  气体分子动理论与热力学 第六章  气体动理论（6学时） 1、教学内容： 第一节 状态参量、过程、理想气体； 第二节 分子热运动和统计规律；  第三节 气体动理论的压强公式； 第四节 理想气体的温度公式；  第五节 能量按自由度均分原理、理想气体的内能；  第六节 麦克斯韦速率分布律；  第六节 分子的平均碰撞频率和平均自由程；  第九节 气体的迁移现象。 2、教学基本要求： （1）理解平衡态概念，掌握理想气体状态方程； （2）掌握理想气体压强公式和分子的平均平动动能与温度的关系，理解压强和温度的微观实质； （3）理解分子平均动能按自由度均分的统计规律，掌握理想气体内能的特点及其计算； （4）理解速率分布函数概念，掌握运用麦克斯韦速率分布律计算与速率有关的量的平均值方法； （5）理解平均碰撞频率和平均自由程概念； （6）理解三种输运过程的宏观规律和微观解释； （7）理解范德瓦耳斯方程。 3、重点、难点： 教学重点：理想气体的压强公式和能量公式， 能量按自由度均分原理、麦克斯韦速率分布律 教学难点：麦克斯韦速率分布律、范德瓦耳斯方程 4、作业 6-3，6-6，5-11，6-11，6-11，6-20。 5、教学方法： 以课堂讲授为主，结合多媒体课件教学，个别内容可采用学生自学或讨论 第七章  热力学基础（8学时） 1、教学内容： 第一节 热力学第一定律；第二节 热力学第一定律及其对理想气体等值过程的应用；  第三节 绝热过程； 第五节 循环过程、卡诺循环；第六节 热力学第二定律；  第七节 可逆过程和不可逆过程、卡诺定理； 第八节 熵； 第九节  熵增加原理、热力学第二定律的统计意义。 2、教学基本要求： （1）理解准静态过程中，内能、功和热量的概念，并掌握其计算； （2）掌握热力学第一定律及其对理想气体的各种准静态过程的应用； （3）掌握循环的概念和循环效率、致冷系数的定义及其计算，理解卡诺定理； （4）掌握热力学第二定律的两种表达，理解可逆过程和不可逆过程的概念及热力学第二定律的统计意义； （5）了解熵的概念，理解熵增加原理。 3、重点、难点： 教学重点： 热力学第一定律及其对理想气体的各种准静态过程的应用、循环效率的计算、热力学第二定律、卡诺定理、熵增加原理。 教学难点：热力学第一定律及其对理想气体的各种准静态过程的应用、熵及熵增加原理。 4、作业 7-3，7-5，7-7，7-8，7-21，7-24。 5、教学方法： 以课堂讲授为主，结合多媒体课件教学，个别内容可采用学生自学或讨论 第三篇  电场和磁场 第八章  静电场 8学时 1、教学内容： 第一节 电荷、库仑定律；  第二节 电场、 电场强度；  第三节 高斯定理；  第四节  静电场的环路定理、电势；  第五节 等势面、电场强度与电势梯度的关系； 第六节 带电粒子在静电场中的运动。 2、教学基本要求： （1）掌握库仑定律，理解电场强度概念及其迭加原理，能在已知电荷分布的情况下计算简单电荷分布的电场； （2）理解电势和电势迭加原理，掌握电场强度与电势的关系，掌握在已知电荷分布的情况下电势的计算方法； （3）理解电通量概念，掌握表征静电场性质的两条基本定理：高斯定理和环路定理。必须明确：两条定理各自反映了静电场的一个侧面，只有两者结合起来，才能全面地反映静电场的性质。 3、重点、难点： 教学重点： 电场强度，电势及电通量概念，高斯定理和环路定理，电场强度与电势梯度的关系，计算电场强度和电势的各种方法。 教学难点：带电体的电场强度和电势的计算、高斯定理及其应用、电场强度与电势梯度微分关系。 4、作业 8-5，8-8，8-15，8-18， 8-27，8-33，8-39，8-43。 5、教学方法： 以课堂讲授为主，结合多媒体课件教学，个别内容可采用学生自学或讨论