1、西北民族大学数学与计算机科学学院数学与应用数学（藏汉双语）专业普通物理1教学大纲制定的时间：2016年8月一、课程基本资料课程编号：1702008B不加粗适用专业：数学与应用数学（藏汉双语）主教材：马文蔚.物理学请严格按照模板标点符号要求来写！不需加书名号！下同！（上册）.北京：高等教育出版社.2006年4月。辅助教材：马文蔚.物理学请严格按照模板标点符号要求来写！不需加书名号(第5版)习题分析与解答.北京：高等教育出版社.2006年6月。实验教材：张国恒，魏秀芳.大学物理实验请严格按照模板标点符号要求来写！不需加书名号.北京：科学出版社.2011年2月。课程性质：学科平台必修课与培养方案不一
2、致学 时：72学时，其中理论课54学时、实验18学时请严格按照培养方案执行！如果培养方案已在教务处教研科修订备案，则按修订后的写！。（注:培养方案上一共36+36，我们协商的按54+18学时开课，请教务处定夺！）学 分：3分，其中理论课？学分、实验？学分理论教学12-18学时计1学分，实验、上机、实践教学18-36学时计1学分；学分的最小单位是1。分不清楚就不要分了。（注:培养方案上一共3学分，我们不知道如何分配理论和实验的学分，请教务处定夺！）先修课程：高等数学授课方式：课堂讲授、讨论、电子课件演示课程考核:平时成绩：20%，考核方式：作业、考勤、课堂提问实验成绩：20%，考核方式：平时实验
3、态度、实验报告、实验考核期末成绩：60%，考核方式：闭卷笔试参考书目:冯旺军，戴剑锋，张国恒.大学物理请严格按照模板标点符号要求来写！不需加书名号（下册）.北京：科学出版社.2010年8月句号呢？。推荐刊物：物理若为2个不同杂志，请加序号分2行写！若为1个杂志，不需翻译！相关网站：原则上必须有文献中国物理学会 http:/www.cps- 课堂讲授2. 师生讨论1. 考勤2. 讨论二、知识目标较系统地掌握物理学的基础概念、基本理论、基本习题，以及实验操作的基本方法，为后续课程及专业学习打下一定的基础。1. 课堂讲授2. 师生讨论 3. 实验操作1. 作业 2. 提问3. 实验操作三、能力目标提
4、高学生的科学思维、科学实验及分析问题解决问题的能力。1. 课堂讲授2. 师生讨论1提问2. 闭卷考试三、学习建议与要求1.课前预习，查阅参考书对每次教学内容做到大致了解；2.做好课堂笔记，认真听讲，有问题及时和老师交流；3.课后及时复习上课内容，认真完成课后作业；4.实验课前预习，查阅教材及参考书对每次实验的基本原理进行理解；5.撰写实验预习报告，没有预习报告者不允许进入实验室；6.实验课堂上认真听教师讲解原理及实验演示操作；7.实验课后认真撰写实验报告，进行细致的数据处理及必要的结果讨论。四、教学内容概要序号内 容理论 上机实验实践总时数第一章质点运动学44第二章 牛顿定律 448第三章动量
5、守恒定律和能量守恒定律7411第四章刚体的转动628第五章静电场8412第六章静电场中的导体与电介质77第七章恒定磁场12416第八章电磁感应 电磁场66合计541872请与培养方案和前文学时一致！五、正文第一部分：理论课教学大纲第一章 质点运动学教学要点：参照系、质点、位置矢量、位移、速度、加速度、轨迹、圆周运动的角速度、角加速度、自然坐标系、切向加速度、法向加速度、匀速率与匀变速率圆周运动、相对运动、运动描述的相对性。教学时数：4学时教学内容：第一节：质点运动的描述参考系 质点，位置矢量 运动方程位移，速度，加速度第二节:圆周运动平面极坐标，圆周运动的角速度，圆周运动的切向加速度和法向加速
6、度角加速度，匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动第三节:相对运动时间与空间，相对运动授课方式：课堂讲授、讨论、电子课件演示等多种手段考核要求：记忆：质点、位移、速度和加速度的概念；圆周运动角速度、角加速度、向心加速度、法向加速度的概念。理解：用直角坐标表示位移、速度和加速度。简单运用：用直角坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度。综合运用：用直角坐标表示位移、速度和加速度及用自然坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度。第二章 牛顿定律教学要点：牛顿运动三定律、力学的相对性原理、力学中常见的几种力、牛顿运动定律的应用及其适用范围、物理量的单位和量纲。教学时数：4学时教学内容：第一节：牛顿定律牛顿第一定律
7、，牛顿第二定律，牛顿第三定律,力学相对性原理第二节：物理量的单位和量纲第三节：几种常见的力万有引力,弹性力,摩擦力第四节：牛顿定律的应用举例*第五节：非惯性系 惯性力授课方式：课堂讲授及讨论考核要求：记忆：牛顿运动三定律。理解：力学中常见的几种力，牛顿运动定律的应用及其适用范围; 力学的相对性原理。简单运用：用微积分方法求解一维变力作用下的简单质点的动力学问题。综合运用：能用微积分方法求解一维变力作用下的简单质点的动力学问题。能分析简单系统在平面内运动的力学问题。第三章 动量守恒定律和能量守恒定律教学要点：冲量、动量、质点的动量定理、质点系的动量定理、动量守恒定律、动量守恒条件、功、质点的动能
8、定理、质点系的动能定理、保守力与非保守力、势能、质点系的功能原理、机械能守恒定律、机械能守恒条件、能量守恒定律、完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞、质心、质心运动定律。教学时数：7学时教学内容：第一节：质点和质点系的动量定理冲量 质点的动量定理,质点系的动量定理第二节：动量守恒定律*第三节：系统内质量移动问题第四节：动能定理功,质点的动能定理第五节：保守力与非保守力 势能万有引力和弹性力作功的特点,保守力与非保守力,保守力作功的数学表达式,势能,势能曲线第六节：功不加粗能原理 机械能守恒定律质点系的动能定理,质点系的功能原理,机械能守恒定律,*宇宙速度第七节：完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞第八节：能量
9、守恒定律第九节:质心,质心运动定律质心,质心运动定律*第十节:对称性与守恒律对称性,对称性与守恒律的关系授课方式：课堂讲授、讨论、电子课件演示等多种手段考核要求：记忆：动量、冲量、功、动能、质心、碰撞恢复系数的定义。理解：保守力与非保守力,质点和质点系的动量定理,动能定理,质点系的功能原理,动量守恒定律,机械能守恒定律,守恒条件，质心运动定律。简单运用：运用动量定理,动量守恒定律,运用动能定理,机械能守恒定律对质点和质点系进行力学分析计算。综合运用：运用动量定理,动量守恒定律,运用动能定理,机械能守恒定律对质点和质点系进行力学分析计算。第四章 刚体的转动教学要点：刚体的概念、刚体转动的基本类型
10、、刚体定轴转动的角速度与角加速度,角量与线量的关系,匀变速定轴转动、力矩的定义、转动惯量的定义、刚体定轴转动的转动定律、转动惯量的平行轴定理、冲量矩的定义、质点和刚体角动量的定义、角动量定理、角动量守恒定律、守恒条件、力矩的功、定轴转动动能、刚体定轴转动的动能定理。教学时数：6学时教学内容：第一节：刚体的定轴转动刚体转动的角速度和角加速度，匀变速转动公式，角量与线量的关系第二节：力矩 转动定律 转动惯量力矩，转动定律,转动惯量,平行轴定理第三节：角动量 角动量守恒定律质点的角动量定理和角动量守恒定律，刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律第四节：力矩做功 刚体绕定轴转动的动能定理力矩作功,力
11、矩的功率,转动动能,刚体绕定轴转动的动能定理*第五节：刚体的平面平行运动*第六节：刚体进动*第七节：万有引力的牛顿命题*第八节：经典力学的成就与局限性授课方式：课堂讲授及讨论考核要求：记忆：刚体基本运动，力矩的定义，转动惯量的定义，转动惯量的平行轴定理，角动量的定义，力矩的功。理解：角速度，角加速度，线量与角量的关系，转动定律，质点和刚体的角动量定理，刚体定轴转动的动能定理，角动量守恒定律，守恒条件。简单运用：计算力矩的功，转动惯量，转动动能。综合运用：运用转动定律、角动量定理、角动量守恒定律以及动能定理分析计算刚体的简单定轴转动。第五章 静电场教学要点：电荷的量子化、电荷的守恒性、库仑定律、
12、静电场、电场强度的定义、点电荷的电场强度、电场强度的叠加原理、电场的形象描述:电场线、电场强度的通量的定义、电场的高斯定理、静电场力作功的特点、静电场的环路定理、电势能、电势、点电荷电场的电势、电势的叠加原理、等势面、电场强度与电势的关系。教学时数：8学时教学内容：第一节：电荷的量子化 电荷的守恒性电荷的量子化，电荷守恒定律第二节：库仑定律真空中的库仑定律第三节：电场强度静电场,静电场的强度, 点电荷静电场的强度,电场强度的叠加原理,电偶极子的电场强度第四节：电场强度通量 高斯定理电场线,电场强度的通量,高斯定理,高斯定理应用举例*第五节：密立根测定电子电荷的实验第六节：静电场的环路定理 电势
13、能静电场力所作的功，静电场的环路定理第七节：电势电势，点电荷电场的电势,电势的叠加原理第八节：电场强度与电势梯度等势面,电场强度与电势梯度*第九节:静电场中的电偶极子授课方式：课堂讲授及讨论考核要求：记忆：元电荷的电量，库仑定律，点电荷的电场强度与电势。理解：电荷的量子化，库仑定律，电场强度，电场线，电势，等势面，电场强度的叠加原理，电势的叠加原理，电场强度与电势的关系，高斯定理，环路定理。简单运用：用叠加原理计算电场强度和电势，由电场强度与电势的关系求电场强度或电势。综合运用：用高斯定理分析计算有一定对称性的电荷分布产生的电场强度。第六章 静电场中的导体与电介质教学要点：静电场中的导体的静电
14、平衡、导体静电平衡的特征、静电屏蔽、静电场中电介质的极化、电介质中的电场强度、极化机制、极化强度、极化的电介质的特点、极化强度与极化电荷面密度的关系、极化电荷与自由电荷的关系、电位移的定义、有电介质时的高斯定理、电容的定义、电容器、电容器的串并联、静电场的能量与能量密度。教学时数：7学时教学内容：第一节：静电场中的导体静电场中导体的静电平衡,静电平衡的条件或特征,静电平衡导体的电荷分布,静电屏蔽的原理及应用第二节：静电场中的电介质电介质对电场的影响,相对电容率,电场对电介质的极化,极化机制,电极化强度,极化强度与极化面电荷量密度的关系,极化电荷与自由电荷的关系第三节：电位移 有电介质时的高斯定
15、理电位移的定义,有电介质时的高斯定理第四节：电容 电容器电容的定义,孤立导体的电容,电容器,电容器的串联和并联第五节：静电场的能量 能量密度电容器的电能,静电场的能量与能量密度*第六节：电容器的充放电*第七节：静电的应用授课方式：课堂讲授及讨论考核要求：记忆：导体静电平衡条件，电极化强度，电位移。理解：导体静电平衡的机理，静电屏蔽，静电场中导体的电荷分布，电解质对电场的影响，电场对电介质的极化机制，有电介质时的高斯定理，电容，静电场的能量及能量密度。简单运用：分析静电场中的导体的电学特征，分析静电场中的电介质的电学特征，计算填充有介质的电容器的电容，电场的能量。综合运用：用有电介质时的高斯定理
16、分析计算有一定对称性的电荷分布产生的电场强度。第七章 恒定磁场教学要点：电流强度、电流密度、电源及其电动势、磁场、磁场的强度:磁感强度、毕奥-萨伐尔定律、运动电荷的磁场、磁矩、磁场的形象描述:磁感线、磁场的通量、磁场的高斯定理、磁场的安培环路定理、带电粒子在电磁场中的受力及运动、载流导线在静磁场中的受力、磁介质在磁场中的磁化、磁介质中的磁场、磁介质的分类、磁化机制、磁化强度、磁化强度与此画面电流密度的关系、磁介质中磁场的安培环路定理、磁场强度的定义。教学时数：12学时教学内容：第一节：恒定电流电流,电流密度,*电流的连续性方程,*恒定电流条件第二节：电源 电动势电源,电动势的定义第三节：磁场
17、磁感强度磁场,磁感强度的定义第四节：毕奥-萨伐尔定律毕奥-萨伐尔定律及应用举例,运动电荷的磁场,磁矩第五节：磁通量 磁场的高斯定理磁场的形象描述:磁感线,磁通量,磁场的高斯定理第六节：安培环路定理安培环路定理及其应用举例第七节：带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中受的力,带电粒子在磁场中运动举例, 带电粒子在电场和磁场中运动举例第八节：载流导线在磁场中所受的力安培力,磁场作用于载流线圈的磁力矩第九节:磁场中的磁介质磁介质,磁介质的磁化,磁介质的分类,磁化机制,磁化强度,磁化面电流,磁介质中的安培环路定理,磁场强度授课方式：课堂讲授及讨论考核要求：记忆：电流密度，磁矩，磁化强度。理
18、解：毕奥-萨伐尔定律，运动电荷的磁场，磁场的高斯定理，磁场的安培环路定理，带电粒子在电磁场中的受力与运动，载流导线和线圈在磁场中的受力和力矩，介质的磁化机制，磁介质的分类，磁场强度，磁介质中的安培环路定理。简单运用：用毕奥-萨伐尔定律计算磁感强度，计算带电粒子在电磁场中的受力与运动，计算载流导线或线圈在电磁场中的受力或力矩。综合运用：用真空中安培环路定理计算磁感强度，用磁介质中的安培环路定理计算磁感强度。第八章 电磁感应 电磁场教学要点：电磁感应的现象及电磁感应定律、楞次定律、动生电动势、感生电动势、自感与互感、磁场的能量及能量密度、位移电流、全电流安培环路定理、麦克斯韦电磁场方程的积分形式、
19、电磁场。教学时数：6学时教学内容：第一节：电磁感应定律电磁感应的现象,电磁感应定律,楞次定律第二节：动生电动势和感生电动势动生电动势,感生电动势,*电子感应加速器,*涡电流第三节：自感和互感自感电动势和自感，互感电动势和互感*第四节：RL电路第五节：磁场的能量 磁场能量密度第六节：位移电流 电磁场基本方程的积分形式。位移电流，全电流安培环路定理，电磁场，电磁场的麦克斯韦方程的积分形式授课方式：课堂讲授及讨论考核要求：记忆：电磁感应定律,楞次定律。理解：感应电动势的两种类型,自感和互感,位移电流,麦克斯韦方程组的积分形式,电磁场。简单运用：楞次定律,法拉弟电磁感应定律求电动势。综合运用：运用楞次
20、定律和法拉第电磁感应定律求解感应电动势的大小和方向。第二部分：实验部分教学大纲一、实验教学目的与基本要求普通物理实验是学习普通物理时必须同时进行的实验课。普通物理的基本定律本身来源于实验，技术科学也常常与基本物理实验有深刻的直接联系，因此与理论课同步进行实验一方面有助于学生加深对基本物理规律的认识，加深对客观物理世界的体验，另一方面可以增加学生对相关技术的了解和理解。通过基础物理实验课，期望使学生初步具有以下能力：1.独立实验的能力能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题，掌握实验原理及方法、做好实验前的准备；正确使用仪器及辅助设备、独立完成实验内容、撰写合格的实验报告；培养学生独立实验的
21、能力，逐步形成自主实验的基本能力。2.分析与研究的能力能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关的理论知识对实验结果进行分析、判断、归纳与综合。掌握通过实验进行物理现象和物理规律研究的基本方法，具有初步的分析的与研究的能力。3.理论联系实际的能力能够在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的科学方法，逐步提高学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力。4.创新能力能够完成符合规范要求的设计性、综合性内容的实验，进行初步的具有研究性或创意性内容的实验。激发学生的学习主动性，逐步培养学生的创新能力。二、实验项目名称和学时分配（选做项目至少选做5项，共10学时）序号实验项目名称学时实验类型项目类型
22、实验一误差理论及数据处理2综合必做不加粗，下同实验二密度的测定2综合选做实验三牛顿第二定律的验证2验证必做实验四惯性秤2验证选做实验五静电场的描绘2验证必做实验六密立根油滴实验2综合选做实验七伏安法测电阻2设计选做实验八电位差计原理及应用2设计选做实验九惠斯通电桥测电阻2验证选做实验十霍尔效应2验证选做实验十一用霍尔效应法测螺线管的磁场2综合选做实验十二演示实验（1）2综合必做三、实验项目内容及要求总体要求：遵守实验室规章制度，实验前认真完成预习和预习报告，实验操作过程要思路清晰，目的明确，独立操作实验，对实验数据要有初步的判断和估计，并对实验数据进行整理和分析，得出合适的分析和评价，分析实验
23、数据的不确定度。实验一（一）实验项目名称：误差理论及数据处理 （二）实验内容：1.测量某一物体的质量。2.测量某一圆柱体的体积。 （三）实验要求：1.掌握测量、测量误差、误差分类、不确定度等基本概念。2.掌握有效数字概念及其运算规则，并用不确定度表示直接测量量和间接测量量的结果。3.掌握实验数据处理的基本方法：列表法、作图法、逐差法。 4.了解物理实验的基本程序和要求。（四）实验设备：物理天平、游标卡尺、米尺等实验二（一）实验项目名称：密度的测定（二）实验内容：1.物理天平的调整。2.测量规则物体（圆柱体）的密度。3.用比重瓶法测量液体（酒精）的密度。（三）实验要求：1.掌握测量质量和长度的基
24、本方法，测量标准对象的密度。2.会用比重瓶法测量液体的密度。3.应用误差理论处理实验数据。（四）实验设备：物理天平，比重瓶，烧杯，游标卡尺，螺旋测微器，被测物体等。实验三（一）实验项目名称：牛顿第二定律的验证（二）实验内容：1.当系统的总质量M不变时，验证系统的加速度（合外力）。2.当系统的合外力F不变时，验证系统的加速度。（三）实验要求：1.调整光电计时系统和气垫导轨。2.学会测量物体的速度和加速度。3.验证牛顿第二定律。（四）实验设备：气垫导轨，气源，游标卡尺，物理天平等。实验四（一）实验项目名称：惯性秤（二）实验内容：1.仪器调节。2.测周期T与质量m之间的T2-m图线。3.测定待测圆柱
25、体的惯性质量。（三）实验要求：1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法。2.研究物体惯性质量和引力质量之间的关系。（四）实验设备：惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，天平，待测圆柱体实验五（一）实验项目名称：静电场的描绘（二）实验内容：1测量和描绘同轴电缆中的等位线。2测量两根平行的无限长直导线间的等位线。注意序号的字号!（三）实验要求：1.了解模拟法适用的条件。2.学习用电流场模拟静电场的原理和方法。3.从而加深对静电场性质的理解。（四）实验设备：静电场模拟描绘实验仪实验六（一）实验项目名称：密立根油滴实验（二）实验内容：利用CCD密立根油滴仪测量电子电荷。了解CCD图象传感器的原理与应用
26、，学习电视显微测量方法。（三）实验要求：1.掌握密立根油滴实验的原理与数据处理方法。2.使用CCD微机密立根油滴仪测量电子电荷。3.了解CCD图像传感器的原理与应用。（四）实验设备：密立根油滴仪实验七（一）实验项目名称：伏安法测电阻（二）实验内容：1.分别用电流表内、外接电路测待测电阻。2.分析电表的接入误差，分别用各自修正公式对测量结果进行修正。3.画出所测电阻的伏安特性曲线。（三）实验要求：1.掌握电学基本器具的使用方法。2.用伏安法测电阻，验证欧姆定律。3.了解电表的接入误差，并用作图法处理数据。（四）实验设备：直流电源，滑线变阻器，多量程电流表，电压表，电阻箱，开关等实验八（一）实验项
27、目名称：电位差计原理及应用（二）实验内容：1.测干电池的电动势。2.测量电位差计灵敏度。（三）实验要求：1.了解电位差计的工作原理和基本线路。2.掌握电位差计的使用并学习校验检流计。3.用电位差计测量电池的电动势。（四）实验设备：直流电位差计、滑线电阻，电阻箱，干电池，导线若干。实验九（一）实验项目名称：惠斯通电桥测电阻（二）实验内容：1.测未知电阻。2.测电桥相对灵敏度。（三）实验要求：1.掌握惠斯通电桥测电阻的原理，学会箱式电桥测电阻。2.了解电桥灵敏度的概念，学习对测量电路系统误差的简单校正。（四）实验设备：QJ23型箱式电桥、QJ23a型箱式电桥实验十（一）实验项目名称：霍尔效应（二）
28、实验内容：1.判断半导体元件的导体类型。2.测量电磁铁气隙内一点的磁感应强度。3.研究工作电流与霍尔电压的关系，并测定霍尔系数，载流子浓度。（三）实验要求：1.理解霍尔效应的物理意义。2.了解VH的实际应用。3.学会和掌握判断半导体的导电类型，测量半导体材料霍尔系数、载流子浓度的实验方法。（四）实验设备：HL-10型霍尔效应实验组合仪（实验仪、测试仪）实验十一（一）实验项目名称：用霍尔效应法测螺线管的磁场（二）实验内容：1.测定螺线管内部轴线上的磁感应强度。2.观察螺线管外部的磁感应强度。（三）实验要求：1.了解霍尔元件的基本原理和产生霍尔效应的物理过程。2.用霍尔元件测量载流长直螺线管轴向磁
29、场，了解其分布情况。（四）实验设备：HLZ-6螺线管磁场实验仪，由螺线管磁场仪、实验仪和DM-V7数字电压表三大部分组成。实验十二（一）实验项目名称：演示实验（1）（二）实验内容：演示力学、电磁学等演示实验（三）实验要求：理解力学、电磁学演示实验的原理及现象实验仪器：（四）力学、电磁学演示实验室四、实验考核（一）平时成绩：10%，考核方式：实验预习、实验纪律等（二）实验报告成绩：70%，实验报告：9-10个，评定内容：书写情况、撰写格式、操作情况、实验结果、分析讨论。（三）单独实验考核成绩：20%，评定内容:实验态度、实验操作、实验结果、报告内容。执笔人签名： 教研室主任签名： 教学院长审核签名：28
