大学物理教学大纲.doc

《大学物理》教学大纲

一、课程简介
大学物理是一门重要的专业基础课，大学物理课程既为学生打好必要的物理基础，又在培养学生科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神、创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。
物理学的理论体系具有完美性和系统性。物理思想的表述，定律、定理的表达式，问题的科学处理方法，物理常量的测量等形成了完美的理论体系，对学生后续课程的学习具有重要的意义。近代物理内容的教学，使学生了解科学发展的前沿问题，为学生的创新奠定基础。
二、课程目标
通过本课程的学习，要求学生能够：
1、通过本课程的学习，要求学生能够对物理学的内容和方法、概念和物理图像、物理学的工作语言、物理学发展的历史、现状和前沿、及其对科学发展和社会进步的作用等方面在整体上有一个比较全面的了解，对物理学所研究的各种运动形式，以及它们之间的联系，有比较全面和系统的认识，并具有初步应用的能力。
2、注重物理学思想、科学思维方法、科学观点的传授。通过介绍科学研究的方法论和认识论，启迪学生的创造性思维和创新意思，培养学生的科学素质。
3、熟练掌握矢量和微积分在物理学中的表示和应用。了解物理学在自然科学和工程技术中的应用，以及相关科学互相渗透的关系。
4、通过学习科学的思维方法和研究方法，使学生具备综合运用物理学知识和数学知识解决实际问题的能力，提高发现问题、分析问题、解决问题的能力和开拓创新的素质。为学生进一步学习专业知识奠定良好的基础，也为学生将来走向社会从事科学技术工作和科学研究工作打下基础。
5、通过该课程的学习，使学生树立科学的唯物主义的世界观、方法论和认识论，具备独立分析和处理相关问题的能力，具有较强的自学和吸收新知识的能力。
三、学时分配表
顺序
课程内容
学时
合计
理论
实践

绪论
2
2

第一章
质点的运动
10
10

第二章
功和能
8
8

第三章
刚体的定轴转动
8
8

第四章
流体的运动

第五章
气体动理学理论
8
8

第六章
热量的传递
4
4

第七章
热力学定律
10
10

第八章
静电场
10
10

第九章
稳恒磁场
8
8

第十章
电磁感应
8
8

第十一章
振动基础

第十二章
波动基础

第十三章
声波

第十四章
波动光学

第十五章
热辐射

第十六章
激光

第十七章
等离体

第十八章
传感器

总计

四、教学内容
绪 论
【教学时数】 2学时
【教学内容】
物理学的基本内容。
【教学目标】
1、了解物理学的基本内容；
2、了解物理学与现代技术的关系；
3、了解物理量的关系式和物理量的定义式；
4．掌握单位和量纲的概念。
【教学方法】 讲授法 问答法 讨论法 练习法
第一章 质点的运动
【教学时数】 10学时
【教学内容】
1、质点、位置矢量、位置矢量的直角坐标表示、运动学方程；
2、位移、路程、无穷小位移；
3、速度、速率、直角坐标系中的速度；
4、加速度和牛顿运动定律。
【教学目标】
1、理解质点、刚体、惯性系等概念；了解引入这些概念和模型在科学研究方法上的重要意义；
2、掌握描述质点运动和运动变化的位置矢量、位移、速度、加速度等物理量，能借助直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度，能计算质点作圆周运动时的切向加速度、法向加速度。
3、掌握牛顿运动三定律及适用条件，能用微积分方法求解一维变力作用下的简单质点动力学问题。
【教学方法】 讲授法 问答法 讨论法 练习法
第二章 功和能
【教学时数】 8学时
【教学内容】
1、变力的功、功率；
2、动能定理、质点系的动能定理；
3、势能、重力势能、弹性势能；
4、功能原理、能量守恒定律。
【教学目标】
1、掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功；
2、掌握动能定理并能用其分析解决质点在平面内运动时的简单动力学问题；
3、理解保守力做功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力势能；
4．掌握功能原理和机械能守恒定律，并能用它们分析解决质点在平面内运动时的简单力学问题。
【教学方法】 讲授法 问答法 讨论法 练习法
第三章 刚体的定轴转动
【教学时数】 8学时
【教学内容】
1、角速度和角加速度；
2、刚体转动的动能定理、转动惯量；
3、刚体定轴转动的转动定律；
4、角动量、角动量定理、角动量守恒定律。
【教学目标】
1、理解角速度和角加速度的概念，掌握角速度和角加速度的计算；
2、了解转动惯量概念，掌握刚体转动的动能定理，理解刚体定轴转动定律；
3、理解质点的角动量概念，理解刚体绕定轴转动的角动量，对质点在平面内运动和刚体绕定轴转动的情况下，理解角动量守恒定律及其适用条件。
【教学方法】 讲授法 讨论法 练习法
第四章 流体的运动（该章内容均为自学）
【教学时数】 0学时
【自学内容】
1、描述流体流动的几个概念，连续性方程和伯努利方程；
2、流动流体中的压强，伯努利方程的应用。
【自学目标】
1、掌握速度场、流线、流管的概念，掌握流动流体中的压强；
2、掌握连续性方程和伯努利方程，会用伯努力方程进行计算。
第五章 气体动理学理论
【教学时数】 8学时
【教学内容】
1、理想气体的状态方程、理想气体的压强公式和温度公式；
2、气体分子的速率分布、三种速率；
3、能量按自由度均分定理、理想气体的内能；
4、真实气体的等温曲线、临界温度。
【教学目标】
1、掌握理想气体状态方程，理解理想气体的压强公式和温度公式；
2、了解速率分布函数的意义、了解气体分子热运动的最可几速率、算术平均速率和方均根速率；
3、理解气体分子的平均能量按自由度均分定理、掌握理想气体刚性分子的平均能量、平均平动动能、平均转动动能的概念；
4、了解真实气体的等温曲线、临界温度。
【教学方法】 讲授法 问答法 讨论法 练习法
第六章 热量的传递
【教学时数】 4学时
【教学内容】
1、热量的传导、对流、辐射，傅里叶定律、牛顿冷却定律；
2、热阻的概念，热阻的串联。
【教学目标】
1、掌握热量的传导、对流、辐射的概念，理解傅里叶定律，牛顿冷却定律；
2、理解热阻的概念，掌握热阻的串联。
【教学方法】 讲授法 讨论法 练习法
第七章 热力学定律
【教学时数】 10学时
【教学 内容】
1、热力学第一定律、气体系统做功的公式；
2、热力学第一定律应用于理想气体的几个过程；
3、热机循环和制冷循环；
4、热力学第二定律。
【教学目标】
1、理解准静态过程和理想气体的内能，掌握热力学第一定律和气体系统作功的公式；
2、理解理想气体的定容摩尔热容、定压摩尔热容，能分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中功、热量、内能的改变量；
3、了解热机循环和制冷循环，能计算卡诺循环等简单循环的效率及制冷系数；
4、了解热力学第二定律的开尔文表述及克劳修斯表述，了解可逆及不可逆过程。
【教学方法】 讲授法 讨论法 问答法
第八章 静电场
【教学时数】 10学时
【教学 内容】
1、电荷守恒定律、真空中的库仑定律；
2、电场强度、场强叠加原理、电荷连续分布的带电体的场强；
3、电通量、静电场的高斯定理；
4、静电场的环路定理，电势能，电势，电势差的计算；
5、电容器、电容、静电场的能量；
6、电介质的极化、压电效应、电致伸缩效应。
【教学目标】
1、理解点电荷的概念，掌握真空中的库仑定律；
2、理解电场强度，掌握场强叠加原理，了解电荷连续分布的带电体的场强；
3、理解电场线、电通量，掌握高斯定理；
4、理解环路定理，掌握电势，电势差及电势叠加原理，能计算简单问题中的电势，了解电势能、等势面的概念。
5、了解电容器，了解电介质对电容器的影响，理解静电场的能量，了解静电应用。
6、了解电介质的极化、铁电体，了解压电效应、电致伸缩效应。
【教学方法】 讲授法 讨论法 问答法

第九章 稳恒磁场
【教学时数】 8学时
【教学内容】
1、磁感应强度、毕奥——萨伐尔定律；
2、磁场的高斯定理和安培环路定理。
3、磁场对运动电荷的作用，霍尔效应；
4、磁介质的磁化，顺磁质、抗磁质、铁磁质，磁致伸缩。
【教学目标】
1、理解磁感应强度，掌握毕奥——萨伐尔定律，能计算一些简单问题中的磁感应强度；
2、理解磁感线、磁通量、螺线管，掌握磁场中的高斯定理和安培环路定理。
3、理解洛沦兹力，了解霍尔效应，能分析点电荷在均匀电磁场中的受力和运动；
4、了解介质的磁化现象及微观解释，了解顺磁质、抗磁质、铁磁质，了解磁致伸缩。
【教学方法】 讲授法 讨论法 练习法
第十章 电磁感应
【教学时数】 8 学时
【教学内容】
1、电源、电源的电动势；
2、法拉第电磁感应定律；
3、动生电动势，感生电动势，电子感应加速器；
4、自感现象、互感现象、磁场的能量。
【教学目标】
1、理解电动势的概念，掌握法拉第电磁感应定律；
2、理解动生电动势、感生电动势的本质，了解涡流的热效应和磁效应；
3、了解自感现象、互感现象，理解磁场的能量。
【教学方法】 讲授法 讨论法 练习法
第十一章 振动基础
【教学时数】 0学时
【自学内容】
1、简谐振动的运动规律；
2、简谐振动的特征量，简谐振动曲线；
3、旋转矢量法，简谐振动的能量，振动的合成。
【自学目标】
1、了解简谐振动，掌握简谐振动的运动规律；
2、掌握简谐振动的振幅、周期、角频率、相位、初相，了解简谐振动曲线。
3、理解旋转矢量法，理解简谐振动的能量，了解振动的合成。
【教学方法】 讲授法 讨论法 练习法