《大學物理學》課程教學大綱（72學時）

《大學物理學》課程教學大綱（72學時）一、大綱說明課程名稱:大學物理學（普通物理學）課程名稱（英文）：Commonphysics適用專業(yè)：理工科各專業(yè)課程性質：專業(yè)基礎課總學時：72

其中理論課學時:72

實驗課學時:學分：4先修課程：高等數(shù)學二、本課程的地位、性質和任務以物理學基礎為內容的大學物理課程，是高等學校理工科各專業(yè)學生一門重要的必修基礎課。該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養(yǎng)的重要組成部分，是一個科學工作者和工程技術人員所必備的。大學物理課程在為學生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎，培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。通過大學物理課程的教學，應使學生對物理學的基本概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面和系統(tǒng)的認識和正確的理解，為進一步學習打下堅實的基礎。在大學物理的各個教學環(huán)節(jié)中，都必須注意在傳授知識的同時著重培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，努力實現(xiàn)知識、能力、素質的協(xié)調發(fā)展。在大學物理課的各個教學環(huán)節(jié)中，要注意對學生進行嚴肅的科學態(tài)度，嚴格的科學作風和科學的思維方法的培養(yǎng)和訓練；要重視對學生能力的培養(yǎng)，使學生在學習物理知識的同時，初步獲得應用所學知識分析、解決問題的能力和獨立獲取知識的能力。

在本課程的教學過程中，還應注意發(fā)揮本課程在培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀方面所起的作用。通過本課程的教學，使學生初步具備以下能力：1能夠獨立地閱讀相當于大學物理水平的教材、參考書和文獻資料，并能理解其主要內容和寫出條理較清晰的筆記、小結或讀書心得；通過大學物理學課程的教學，應使學生對課程中的基礎概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面系統(tǒng)的認識和正確的理解，并具有初步應用的能力。2了解各種理想物理模型并能夠根據(jù)物理概念、問題的性質和需要，抓住主要因素，略去次要因素，對所研究的對象進行合理的簡化。3會運用物理學的理論、觀點和方法，分析、研究、計算或估算—般難度的物理問題，并能根據(jù)單位、數(shù)量級與已知典型結果的比較，判斷結果的合理性。參照教育部高等學校非物理類專業(yè)物理基礎課程教學指導分委員會頒布的大學物理教學指導意見，制訂了此大綱；主講教師結合我校專業(yè)特色，充分考慮科技發(fā)展的特點制定每學期教學計劃，并按教學進度完成教學任務。按大綱要求組織命題考試，試題有較寬的知識面，有不同的題型，有合適的題量，考試內容既有物理概念的理解、也有物理規(guī)律的應用，既考核學生的物理知識，也考核學生的能力。課程成績由考試成績、平時成績綜合評定，引導學生關注的不是考試的分數(shù)，而是物理的學習過程；考試完畢，針對學生考試情況，做出試卷分析。三、教學內容、教學要求第一章

質點運動學課程內容1.1參考系坐標系物理模型1.2位置矢量位移速度加速度1.3曲線運動的描述，運動學中的兩類問題1.4相對運動教學要求了解相對時空觀和絕對時空觀，了解運動描述的相對性。理解質點、坐標系、參照系的定義，運動的性質，理解位矢、位移、速度、加速度的定義及其它們計算。理解切線加速度、法向加速度，理解線量和角量的關系。掌握運動學中兩類問題的計算。重點與難點重點：運動學中的兩類問題。難點：矢量及其計算。

第2章質點動力學教學內容2.1牛頓運動定律2.2非慣性系慣性力2.3動量

動量守恒

質心運動定理2.4功動能勢能機械能守恒律2.5理想流體的伯努利方程教學要求了解非慣性系、慣性力，了解質心運動定理。了解理想流體的伯努利方程。理解牛頓運動定律。理解動量、功、動能、勢能。掌握動量定理、動量守恒。掌握動能定理、機械能守恒律。重點與難點重點：動量定理、動能定理及守恒律。難點：慣性力、保守力、內力的功。

第3章剛體力學基礎課程內容3.1剛體剛體定軸轉動的描述3.2力矩剛體定軸轉動的轉動定律3.3剛體定軸轉動的動能定理3.4剛體定軸轉動的角動量定理和角動量守恒律教學要求了解剛體、定軸轉動的定義，角速度矢量的定義。理解力矩定義、轉動慣量定義，理解剛體的轉動動能，理解剛體的角動量。掌握剛體定軸轉動定律及應用。掌握動能定理及計算。掌握角動量定理和角動量守恒律。重點與難點重點：剛體定軸轉動的轉動定律。難點：剛體定軸轉動的角動量及計算

第4章相對論課程內容4.1伽利略變換和經(jīng)典力學時空觀4.2狹義相對論產(chǎn)生的實驗基礎和歷史條件4.3狹義相對論基本原理

洛倫茲變換4.4狹義相對論時空觀4.5狹義相對論動力學教學要求自學

第5章

機械振動課程內容5.1簡諧振動的動力學特征5.2簡諧振動的運動學5.3簡諧振動的能量5.4簡諧振動的合成振動的頻譜分析5.5阻尼振動受迫振動共振教學要求自學

第6章機械波課程內容6.1

機械波的形成和傳播6.2

平面簡諧波的波函數(shù)6.3

波的能量聲強6.4

惠更斯原理

波的疊加和干涉6.5

駐波6.6

多普勒效應

沖擊波6.7

色散

波包

群速度教學要求自學

第7章

氣體動理論基礎課程內容7.1平衡態(tài)

溫度

理想氣體狀態(tài)方程7.2理想氣體壓強公式7.3溫度的統(tǒng)計解釋7.4能量均分定理理想氣體的內能7.5麥克斯韋分子速率分布定律7.6玻耳茲曼分布律

7.7氣體的平均碰撞頻率和平均自由程

7.8氣體內的輸運過程教學要求了解分子熱運動的基本特征、平均值、理想氣體的微觀模型及理想氣體壓強公式的推導，了解溫度的本質和統(tǒng)計意義、速率分布函數(shù)、分子速率的實驗測定、麥克斯韋速率分布律、玻爾茲曼分布律、重力場中粒子按高度的分布、粘滯現(xiàn)象、熱傳導現(xiàn)象、擴散現(xiàn)象。理解氣體分子的方均根速率、剛性分子的自由度、分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程。掌握氣體的三個狀態(tài)參量、平衡態(tài)、平衡過程、理想氣體的狀態(tài)方程、能量均分定理，理想氣體的內能。重點與難點重點：能量均分定理，理想氣體的內能。難點：分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程。第8章

熱力學基礎課程內容8.1內能

功和熱量

準靜態(tài)過程8.2熱力學第一定律8.3氣體的摩爾熱容8.4絕熱過程8.5循環(huán)過程卡諾循環(huán)8.6熱力學第二定律8.7卡諾定理

克勞修斯熵8.8熱力學第二定律的統(tǒng)計意義

玻耳茲曼熵教學要求了解絕熱過程的推導、焦耳湯姆孫實驗、了解熵增和熱寂。理解平衡過程、功、熱量、內能的概念、氣體的摩爾定體熱容、氣體的摩爾定壓熱容、及氣體的摩爾定體熱容和氣體的摩爾定壓熱容關系、循環(huán)過程的概念、卡諾循環(huán)的定義和它的應用、可逆過程與不可逆過程、卡諾定理。掌握并應用熱力學第一定律、等溫過程、等體過程、等壓過程、絕熱過程、熱力學第二定律。重點與難點重點：熱力學第一定律及等值過程的應用。難點：可逆過程。

第9章靜電場課程內容9.1電場

電場強度9.2電通量高斯定理9.3電場力的功電勢9.4場強與電勢的關系9.5靜電場中的導體9.6靜電場中的電介質9.7電容電容器9.8電場的能量教學要求了解電荷的量子化、等勢面的定義及性質、電場強度與電勢梯度的關系，孤立導體的電容、平行板，球形，圓柱形的電容器的計算、電容的串聯(lián)和并聯(lián)，了解有極分子和無極分子，有極分子的取向極化、無極分子的位移極化、電極化強度。了解電介質的靜電場。理解帶電體、點電荷、正、負電荷、電性力、電荷守恒定律、電場力的疊加原理、庫侖定律及應用；場的觀點、試探電荷、電場力、靜電場、電偶極子定義、電場線、電場強度及其計算；靜電場力作功的特點，環(huán)路定理及應用、電勢能，靜電場的能量，靜電平衡的條件、推論及其性質、靜電平衡時導體上的電荷分布，空腔導體內外的靜電場、靜電屏蔽，有電介質時的高斯定理及應用、電位移的定義、D，E，P之間的關系。掌握電場強度通量、高斯定理及其應用；電勢及其計算、電勢差。重點與難點重點：高斯定理及其應用。難點：電場強度與電勢梯度的關系。

第10章穩(wěn)恒磁場課程內容10.1磁場磁感應強度10.2安培環(huán)路定理10.3磁場對載流導線的作用10.4磁場對運動電荷的作用10.5回旋加速器

磁聚焦10.6磁介質教學要求了解磁的基本現(xiàn)象及其電和磁的發(fā)展史；了解運動電荷的磁場；了解磁聚焦、回旋加速器、質譜儀、速度選擇器、霍爾效應；了解磁場對載流線圈的作用、磁電式電流計；了解磁介質、順磁質、抗磁質、鐵磁質、順磁質的磁化、抗磁質的磁化；分子電流、分子磁矩，磁化強度、磁化電流；了解鐵磁質的特征及其特殊磁性的現(xiàn)代理論，了解磁路的概念、磁路定理。理解磁場強度、磁通量、磁場的高斯定理及其應用；畢奧－薩伐爾定律；安培環(huán)路定理推導；洛倫茲力、帶電粒子在磁場中的運動；電流單位“安培”的定義；載流導線在磁場中運動時磁力所作的功、載流線圈在磁場中轉動時磁力所作的功；有磁介質時的安培環(huán)路定理、磁場強度、B與H關系。掌握安培環(huán)路定理，熟練地應用安培環(huán)路定理解決問題，掌握安培定律及其應用。重點與難點重點：安培環(huán)路定理及應用，安培定律及其應用。難點：畢奧－薩伐爾定律及應用，有磁介質時的安培環(huán)路定理。

第11章電磁感應課程內容11.1電磁感應定律11.2動生電動勢與感生電動勢11.3電子感應加速器

渦電流11.4自感應與互感應11.5磁場能量教學要求了解電子感應加速器、渦電流產(chǎn)生的原因、合理利用渦電流和減小渦電流的危害；了解耦合因數(shù)。理解動生電動勢的定義及其計算、其非靜電力――洛倫茲力；感生電場及其性質、動生電動勢的定義及其計算；自感現(xiàn)象、自感電動勢及其計算、自感系數(shù)及其計算、互感現(xiàn)象、互感電動勢及其計算、互感系數(shù)及其計算；RL電路的暫態(tài)過程、RC電路的暫態(tài)過程；磁場的能量密度及其計算。掌握電磁感應現(xiàn)象、楞次定律、法拉第電磁感應定律及其應用。重點與難點重點：電磁感應現(xiàn)象、楞次定律、法拉第電磁感應定律及其應用。難點：感生電場及其性質，渦電流第12章電磁場和電磁波課程內容12.1位移電流麥克斯韋方程組12.2電磁波12.3

電磁場的能量與動量教學要求自學第13章幾何光學簡介課程內容13.1

光的傳播規(guī)律13.2

實物虛物實像虛像13.3

光在球面上的反射成像13.4

光在球面上的折射成像13.5

薄透鏡13.6

光學儀器教學要求自學第14章光的干涉課程內容14.1光源

光的相干性14.2楊氏雙縫干涉實驗14.3光程與光程差14.4薄膜干涉14.5劈尖干涉牛頓環(huán)14.6邁克耳遜干涉儀教學要求了解光譜曲線、譜線寬度、光矢量；了解麥克耳孫－莫雷實驗。理解光源、單色光、相干光、相干光獲得的方法――分波陣面法，分振幅法；楊氏雙縫實驗、干涉明暗條紋的位置；了解菲涅耳雙棱鏡實驗、菲涅耳雙鏡實驗、洛埃德實驗；光程、光程差、等光程性、反射光的相位突變和附加光程差；麥克耳孫干涉儀。掌握等傾干涉及其應用――增透膜，增反膜；掌握等厚干涉及其應用、劈尖膜。重點與難點重點：等傾干涉及其應用、等厚干涉及其應用。難點：干涉明暗條紋的位置。

第15章光的衍射課程內容15.1光的衍射

惠更斯—菲涅耳原理15.2單縫夫瑯禾費衍射15.3衍射光柵15.4圓孔衍射光學儀器的分辨率15.5X射線的衍射教學要求了解菲涅耳衍射、夫瑯和費衍射、惠更斯－菲涅耳原理；了解光柵光譜；X射線的衍射；布拉格公式。理解光的衍射現(xiàn)象；單縫的夫瑯和費衍射；圓孔的夫瑯和費衍射、瑞利準則、分辨律；理解光學儀器的分辨本領；理解光柵的分辨本領、干涉和衍射的區(qū)別和聯(lián)系。掌握光柵常量、明紋條件、暗紋條件、缺級。重點與難點重點：光柵常量、明紋條件、缺級。難點：光的衍射現(xiàn)象。

第16章光的偏振課程內容16.1自然光和偏振光16.2起偏和檢偏

馬呂斯定律16.3反射與折射時光的偏振16.4散射光的偏振16.5光的雙折射16.6偏振光的干涉

人為雙折射現(xiàn)象16.7旋光現(xiàn)象教學要求了解雙折射現(xiàn)象、尋常光和非常光、光軸、主平面；了解單軸晶體的子波波陣面、惠更斯原理在雙折射現(xiàn)象中的應用、晶體偏振器件；了解橢圓偏振光和圓偏振光、四分之一波片、半波片、偏振光的干涉；了解人為雙折射、電光效應；了解旋光現(xiàn)象、右旋物質、左旋物質、旋光律旋光色散。理解起偏器的起偏和檢偏的作用；布儒斯特角、布儒斯特定律；理解獲得反射和折射時的線偏振光。。掌握自然光、線偏振光和部分偏振光；起偏器、透振方向、馬呂斯定律。重點與難點重點：線偏振光和部分偏振光；透振方向、馬呂斯定律。難點：雙折射現(xiàn)象、尋常光和非常光。

四、課程特色1、本課程建立一套以學生為主體，以培養(yǎng)素質和能力、激發(fā)創(chuàng)新思維為目標的教學方法和教學手段，形成自己的教學特色；使學生具備物理思維能力，即要具備較強的物理觀念和物理意識，一切問題皆源于實際，又為實際服務，學會將所學課程與自己專業(yè)聯(lián)系起來。2、營造良好教學環(huán)境，營造師生情感交融、寬松、自由、民主、開放的精神氛圍，并為學生張揚個性、激發(fā)創(chuàng)新思維提供條件。以學生為本，實施啟發(fā)式教學，提倡、引導討論和爭論（辯論）、激發(fā)創(chuàng)新意識，開展研究性教學，培養(yǎng)研究和創(chuàng)新能力。3、教學環(huán)節(jié)以中學物理為起點，注意知識銜接，避免簡單重復；在教學過程中，注意各部分內容之間的相互聯(lián)系，使學生學得活些，還要注意擴大知識面，使學生學得廣些；還可利用插播演示實驗形象化的教學手段，以期提高教學效果。4、大學物理的學習方法可采用：（1）程序學習：課前主動預習，課上積極響應，課后復習；（2）用數(shù)學思維的學習方法：用高等數(shù)學來理解和處理問題是大學物理學習中