《大學(xué)物理A1》課程教學(xué)大綱

大學(xué)物理A1CollegePhysicsAI【課程編號(hào)】BX26115 【課程類別】學(xué)科基礎(chǔ)課【學(xué)分?jǐn)?shù)】5 【學(xué)時(shí)數(shù)】86 【先修課程】高數(shù)【適用專業(yè)】電氣類、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)、化工及環(huán)境工程等一、教學(xué)目的、任務(wù)物理學(xué)研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)及其物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律，它的基本理論滲透在自然科學(xué)的許多領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)部門，是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。以物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為內(nèi)容的《大學(xué)物理》課程，是工科各專業(yè)學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課。課程教學(xué)目的：為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)；初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法和研究問題的方法；激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強(qiáng)適應(yīng)能力，提高素質(zhì)的目的。課程教學(xué)任務(wù)：對(duì)物理學(xué)的基本概念、理論、方法有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)與理解；具有初步應(yīng)用物理知識(shí)的能力；培養(yǎng)辯證唯物主義世界觀和科學(xué)方法論；具備提出問題、分析問題、解決問題的能力和動(dòng)手操作的能力。二、課程教學(xué)的基本要求1.學(xué)習(xí)和理解物理學(xué)觀察、分析和解決問題的思想方法，培養(yǎng)、提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),激發(fā)對(duì)科學(xué)的求知欲望及創(chuàng)新精神。2.系統(tǒng)地掌握必要的物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及其基本規(guī)律,能運(yùn)用經(jīng)典物理學(xué)的理論對(duì)力、熱、電、磁、光等學(xué)科的基本問題作初步的解釋、分析和處理。3.對(duì)物理學(xué)的基本概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和正確的理解，將微積分知識(shí)具體地、靈活地應(yīng)用于物理問題之中，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力，并為后繼課程的學(xué)習(xí)作必要的知識(shí)準(zhǔn)備。4.了解各種理想物理模型，并能夠根據(jù)物理概念、問題的性質(zhì)和需要，抓住主要因素，略去次要因素，對(duì)所研究的對(duì)象進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。5.了解近代物理學(xué)的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配1+11+7+7+12+17+11+13+7=86緒論1學(xué)時(shí)（課堂講授1學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：大學(xué)物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容學(xué)習(xí)物理學(xué)的意義學(xué)習(xí)物理學(xué)的方法第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)10學(xué)時(shí)（課堂講授7學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述圓周運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)教學(xué)要求：理解質(zhì)點(diǎn)、參考系的概念及運(yùn)動(dòng)疊加原理；掌握位矢、位移、速度、加速度、切向加速度、法向加速度、角位移、角速度、角加速度等物理量及角量與線量關(guān)系；掌握伽利略坐標(biāo)、速度、加速度變換。其他教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)，習(xí)題課，討論課，其它實(shí)踐活動(dòng)。）實(shí)驗(yàn)1：速度、加速度與重力加速度第二章牛頓定律7學(xué)時(shí)（課堂講授7學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：牛頓定律牛頓定律的應(yīng)用伽利略相對(duì)性原理教學(xué)要求：理解慣性、質(zhì)量、力的概念、理解伽利略相對(duì)性原理；掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律。第三章動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律7學(xué)時(shí)（課堂講授7學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能定理保守力與勢(shì)能、功能原理、機(jī)械能守恒定律教學(xué)要求：會(huì)計(jì)算變力的沖量，掌握動(dòng)量定理；掌握質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律；會(huì)計(jì)算變力的功，掌握動(dòng)能定理；理解保守力、勢(shì)能、機(jī)械能的概念，掌握功能原理、機(jī)械能守恒定律。第四章剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)12學(xué)時(shí)（課堂講授10學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)定律、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量角動(dòng)量、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理、角動(dòng)量守恒定律力矩做功、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理教學(xué)要求：了解剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)；理解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、力矩，掌握轉(zhuǎn)動(dòng)定律；理解沖量矩、角動(dòng)量，掌握角動(dòng)量定理、角動(dòng)量守恒定律；了解力矩做功，掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理。實(shí)驗(yàn)2：三線擺法測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量第五章靜電場(chǎng)17學(xué)時(shí)（課堂講授10學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)7學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：電荷的量子化、庫倫定律電場(chǎng)強(qiáng)度、高斯定理環(huán)路定理、電勢(shì)能電勢(shì)、電勢(shì)梯度教學(xué)要求：了解靜電現(xiàn)象和電荷量子化的概念；掌握庫侖定律和電場(chǎng)疊加原理；理解高斯定理的物理意義，熟練應(yīng)用高斯定理計(jì)算帶電系統(tǒng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；理解環(huán)路定理的物理意義，掌握電勢(shì)的計(jì)算，了解場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的微分關(guān)系。實(shí)驗(yàn)3：靜電場(chǎng)的描繪實(shí)驗(yàn)4：示波器的使用第六章靜電場(chǎng)的導(dǎo)體和電介質(zhì)11學(xué)時(shí)（課堂講授8學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體、電介質(zhì)電位移、電容與電容器靜電場(chǎng)的能量教學(xué)要求：理解靜電平衡條件，掌握靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷、場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)分布；了解電介質(zhì)的極化和介質(zhì)對(duì)電場(chǎng)的影響，理解電位移矢量，掌握介質(zhì)中的高斯定理；掌握計(jì)算靜電場(chǎng)能量的方法；理解電容的概念以及掌握電容的計(jì)算方法。實(shí)驗(yàn):5：用惠斯通電橋測(cè)電阻第七章恒定磁場(chǎng)13學(xué)時(shí)（課堂講授10學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：恒定電流、電源與電動(dòng)勢(shì)磁感應(yīng)強(qiáng)度、畢-薩定律磁通量、磁場(chǎng)的高斯定理安培環(huán)路定理帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)教學(xué)要求：了解恒定電流、電源與電動(dòng)勢(shì)；理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義；掌握畢-薩定律，會(huì)計(jì)算幾何形狀簡(jiǎn)單的載流導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布；掌握磁通量的計(jì)算，理解高斯定理的物理意義；理解安培環(huán)路定理的物理意義，并應(yīng)用定理計(jì)算具有高度對(duì)稱性的磁場(chǎng)；掌握帶電粒子、載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力；了解磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響，理解電場(chǎng)強(qiáng)度，掌握介質(zhì)中的安培環(huán)路定律。實(shí)驗(yàn)6：用霍爾法測(cè)量螺線管軸線上磁感應(yīng)的分布第八章電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)7學(xué)時(shí)（課堂講授7學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：電磁感應(yīng)定律動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)自感和互感磁場(chǎng)能量電磁場(chǎng)方程教學(xué)要求：掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律；能夠用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式計(jì)算導(dǎo)體產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。；理解感生電場(chǎng)的性質(zhì)，理解自感與互感現(xiàn)象，會(huì)計(jì)算自感、互感系數(shù)；理解位移電流，理解麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組的物理意義。實(shí)驗(yàn)38學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)基本理論(2學(xué)時(shí))實(shí)驗(yàn)（在以下實(shí)驗(yàn)中任選12個(gè)，每學(xué)期6個(gè)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)3個(gè)學(xué)時(shí)）一、 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)1、 速度、加速度與重力加速度2、 三線擺法測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量3、 靜電場(chǎng)的描繪4、 用惠斯通電橋測(cè)電阻5、 液體粘滯系數(shù)的測(cè)量6、 金屬線脹系數(shù)的測(cè)量7、 示波器的使用8、 用霍爾法測(cè)量螺線管軸線上磁感應(yīng)的分布9、 萬用表的使用（模擬表、數(shù)字表）10、分光計(jì)測(cè)光波波長(zhǎng)二、 綜合性實(shí)驗(yàn)1、 等厚干涉——牛頓環(huán)及測(cè)量微小物體的尺寸2、 電表的改裝確良3、 聲速的測(cè)量4、 光電效應(yīng)5、 鐵磁材料動(dòng)態(tài)磁滯回線的測(cè)量三、 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)1、 非平衡電橋溫度計(jì)的設(shè)計(jì)2、 太陽能電池特性的研究3、 變阻器的使用與電路控制4、 分光計(jì)的應(yīng)用5、超聲波光柵實(shí)驗(yàn)四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法1.對(duì)牛頓力學(xué)基本規(guī)律的理解和應(yīng)用2.對(duì)靜電學(xué)基本概念的認(rèn)識(shí)和電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)等的計(jì)算五、考核方式及成