1、1基础物理课程教学大纲大学物理学课程名称College Physics课程编号 （待学院制订统一的编号规则） 学分/学时 6/110所 属 教 研 室 大学物理教研室前后课程 先修高等数学课程类型 公共基础课 考核方式 笔试授课对象 本科层次工科类各专业学生教学目的大学物理做为工科各专业的一门公共必修课程，是学生学习自然科学和工科科学的重要基础。物理学是研究物质的基本结构及其相互作用的学科，研究它们的性质、运动和转化，从而认识这些结构的组元及其整体运动和转化的基本规律。通过本课程的学习，让学生对物理学的基本内容有较全面、较系统的认识，具有比较完整的自然界物理图像，对物理学近代发展、成就和物理学
2、在工程技术中的应用有初步的了解，在科学实验的基本方法、数据处理、常用仪器的基本操作技能和求实作风等方面得到初步训练。本课程的内容有利于学生提高科学素养，培养学生的科学思想和方法论，以开阔思路、激发探索和创新精神、提高人才素质等。既为学生进一步学习专业知识打下必要的物理学基础，也为学生将来接受、应用和管理高新技术提供必要的基础。教学重点、难点：力学部分：物理概念的矢量表示及计算。牛顿运动定律的应用，用微积分方法求解一维变力作用下简单的的质点动力学问题。动量、角动量守恒定律，机械能守恒定律的综合应用。热力学部分：温度的微观意义，能量均分原理，热力学第一定律的应用。电磁场部分：电场和磁场的高斯定理与
3、环路定理的应用。电场强度、电势、磁场强度的计算。法拉第电磁感应定律；动生电动势的计算。麦克斯韦方程组的物理意义。振动与波动部分：旋转矢量，简谐振动的合成，平面简谐波函数，应用相位差和光程差分析相干波叠加后振动加强和减弱的情况。近代物理：爱因斯坦相对性原理和光速不变原理；同时性的相对性，时钟延缓，长度收缩等相对论效应。波粒二象性的理解；波函数的统计意义；定态薛定谔方程。2难点：高等数学和物理的结合，利用微积分的思想来分析、解决复杂的物理问题。教材和主要参考资料：教 材：大学物理学（第二版），清华大学出版社，张三慧主编，1999.参考书：1 、物理学教程（上、下册），高教版，马文蔚主编，2002.
4、72、普通物理学（第五版，1、2、3册） ，高教版，程守洙等编，1998.63、物理学原理在工程技术中的应用，高教版，马文蔚等主编，2001.114、物理学史教程，科学出版社，李艳平 申先甲主编，2003.1 教学内容 学时 基本要求第一章 质点运动学1.1 质点运动的描述1.2 加速度为恒矢量时质点的运动1.3 圆周运动1.4 相对运动 4理解：参考系、坐标系、质点的概念，质点在不同参考系中的相对运动。掌握：位矢、位移、角位移、瞬时速度、瞬时加速度、角速度、角加速度的概念。第二章 牛顿定律2.1 牛顿运动定律2.2 惯性参考系2.3 牛顿定律应用2.4 非惯性系 惯性力 4了解：惯性参考系、
5、力学相对性原理。理解：牛顿三定律的内容及其意义、适用条件；几种常见力的特点；掌握：用牛顿定律分析力法的解题方法；应用：求解一维变力作用下质点的运动。第三章 动量守恒和能量守恒定律3.1 质点系动量定理、动量守恒定律3.2、质心运动定理3.3 动能定理、势能3.4 功能原理、能量守恒定律8理解：动量、冲量、质心、势能、动能。掌握：动能定理、动量守恒定律和机械能守恒定律的意义、成立条件。应用：动量守恒定律和机械能守恒定律简单综合应用。第四章 刚体的转动4.1 刚体的定轴运动6理解：力矩、角动量、转动惯量。掌握：转动惯量的计算，角动量定理、角动量守恒定律的意义34.2 力矩 转动定律 转动惯量4.3
6、 角动量 角动量守恒定律4.4 刚体绕定轴转动的动能定理应用：刚体定轴转动定律和动能定律。第五章 气体动理论5.1 物质的微观模型 统计规律性5.2 理想气体压强公式5.3 温度的微观意义5.4 能量均分定理 理想气体内能5.5 麦克思维气体分子速率分布律5.6 分子平均碰撞次数和平均自由程5.7 热力学第二定律的统计意义4了解：麦克斯韦速率分布规律、平均碰撞频率、平均自由程。理解：平衡状态和平衡过程，理解理想气体的状态方程。压强和温度微观本质，能量均分原理。掌握：气体分子运动论的基本观点，理想气体的压强公式和温度公式。理想气体内能的计算。三种速率的计算。第六章 热力学基础6.1 平衡态 理想
7、气体物态方程6.2 内能 热力学第一定律6.3 理想气体的等值过程6.4 循环过程，卡诺循环6.5 热力学第二定律 卡诺定理6.7 熵 熵增加原理10理解：内能、功、热量和热容的物理概念。热力学第一定律的物理意义。掌握：功、热量、内能及循环效率的计算。循环过程的特征，卡诺循环的意义。热力学第二定律的表述及意义。应用：热力学第一定律对理想气体等值过程及绝热过程的应用。第七章 真空中的静电场7.1 电荷，库仑定律，电场强度7.2 电场，高斯定理 7.3 静电场的环路定理7.4 电势 电势能7.5 电场强度与电势梯度10了解：电荷的量子化、电荷守恒定律。理解：库仑定律、电场强度、电势、电势能、等势面
8、、电势梯度的概念掌握：电场强度和电势的计算。高斯定理；静电场的环路定理。应用：应用高斯定理和静电场的环路定理计算电场强度和电势。第八章 静电场中的导体和电介质8.1静电场中导体 4了解：导体和电介质与电场的相互影响。48.2静电场中的电介质8.3电位移 有介质时的高斯定理8.4电容 电容器8.5 静电场的能量 能量密度理解：导体静电平衡的条件，电介质的极化，介质中的高斯定理。掌握：电容、电场能量、能量密度。5第十章 稳恒磁场10.1 磁场 磁感强度10.2 比奥萨伐尔定律10.3 磁通量 磁场的高斯定理10.4 安培环路定理105 带电粒子在电场和磁场中的运动10.6 载流导线载电场和磁场中的
9、受力10.7 磁场对载流线圈作用的力矩8理解：磁感应强度、磁通量的概念，毕奥-萨伐尔定律，磁场的高斯定理。掌握：磁感应强度和磁通量的计算方法，安培环路定理磁场对载流导线的作用，运动电荷在磁场中受力及运动的规律。应用：安培环路定理的应用。第十一章 磁场中的磁介质11.1 磁介质 磁化强度11.2 磁介质中的安培环路定理 11.3 铁磁质2了解：磁介质磁化现象及其解释；磁场强度的定义；与之间的关系与区别；铁磁介质的特性。理解：磁介质中安培环路定理， 第十二章 电磁感应 电磁场12.1 电磁感应定律12.2 动生电动势和感生电动势12.3 自感和互感12.4 磁场的能量 磁场能量密度12.5 电磁场
10、基本方程的积分形式6了解：磁场能量密度、磁场能量的概念，感生电动势，涡流的概念。麦克斯韦方程组积分形式的物理意义。理解：感应电动势、自感和互感。掌握：法拉第电磁感应定律和楞次定律，动生电动势的计算。第十三章 振动13.1 简谐振动和振动三要素13.2 旋转矢量13.3 简谐运动的能量13.4 简谐运动的合成13.5 阻尼振动 受迫振动 共振13.6 电磁振荡6了解：阻尼振动、受迫振动和共振现象及产生的条件。理解：简谐振动及其三要素的物理意义。电磁振荡的原理。简谐振动的能量。掌握：旋转矢量法，并能用以分析有关问题。谐振动的基本特征。简谐振动的合成。6第十四章 波动14.1 平面简谐波的波函数14
11、.2 波的能量14.3 惠更斯原理14.4 波的干涉14.5 驻波14.6 声波 超声波 次生波14.7 多普勒效应14.8 电磁波10了解：波的能量，能流、能流密度，声波、超声波；电磁波的基本特性。理解：波形曲线、相位、波函数的物理意义。惠更斯原理，波的叠加原理，波程差，驻波及其形成条件。掌握：根据已知质点的振动表达式建立平面简谐波。波的相干条件。应用：应用相位差、波程差分析确定相干波叠加后振幅加强、减弱的条件。第十五章 波动光学15.1 相干波15.2 杨氏双缝干涉实验15.3 光程15.4 薄膜干涉，劈尖、牛顿环15.5 光的衍射15.6 单缝衍射15.7 衍射光栅15.8 光的偏振性
12、马吕斯定律15.9 反射光和折射光的偏振15.10 双折射14了解：单色光源的相干条件；光栅衍射图样的特点及其成因；光栅光谱在科技和生产中的应用；自然光和偏振光以及它们的区别；双折射现象。理解：惠更斯-菲涅耳原理对光的衍射现象定性解释；衍射对光学仪器分辨本领的影响；偏振片的起偏和检偏。掌握：杨氏双缝干涉、薄膜等厚干涉、劈尖干涉、牛顿环干涉的条纹分布特征；半波带法分析单缝衍射光强的分布规律；光栅方程和多缝衍射光强分布曲线的规律。应用：薄膜等厚干涉；马吕斯定律。第十六章 狭义相对论16.1 伽利略变换式16.2 狭义相对论的基本原理2了解：相对论的时空观和绝对时空观之间的不同，以及洛仑兹变换与伽利
13、略变换的关系。716.3 狭义相对论的时空观16.4 光的多普勒效应16.5 相对论的动量和能量理解：爱因斯坦相对性原理和光速不变原理。同时性的相对性，时钟延缓，长度收缩等相对论效应。第十七章 量子物理17.1 黑体辐射 普朗克能量子假设17.2 光电效应 光的波粒二象性17.3 康普顿效应17.4 氢原子的玻尔理论17.5 弗兰克赫兹实验17.6 德布罗意波 实物粒子二象性17.7 不确定关系17.8 量子力学简介12了解：热辐射的两条定律（斯特藩-玻耳兹曼定律），经典物理理论在说明热辐射的能量按频率分布曲线时所遭到的困难，以及普朗克量子假设的内容和意义；定态薛定谔方程及其波函数解一般应满足的条件。理解：光子、光电效应；光的波粒二象性及其基本公式；德布罗意假设，实物粒子波粒二象性及其基本公式；玻尔假设。拟稿（签名）： 年 月 日 核稿（签名）： 年 月 日审批（签名）： 年 月 日
