大学物理教学大纲(参考).doc

《大学物理A》教学大纲
课程名称：大学物理
课程编码：
学 分：8
总 学 时：128（其中课堂学：128学时）
适用专业：全校理、工类各专业
先修课程：高等数学Ⅰ

一、课程的性质、目的与任务：
《大学物理》课程是理、工类各专业的公共必修基础课。
物理学是整个自然科学和现代工程技术的基础，通过本课程的学习，要使学生对物理学的内容和方法、工作语言、概念和物理图像，以及历史、现状和前沿等方面，从总体上有全面的了解，获得物理的建模能力、定量分析能力，进而培养和提高学生的科学素质、科学思维方法和科学研究能力，为学习后继课程和进一步获得专业知识奠定必要的基础。
在传授知识的同时，要通过各个教学环节逐步培养学生具有抽象思维能力、逻辑推理能力和自学能力，还要特别注意培养学生具有严格的科学态度和综合运用所学知识去分析问题和解决实际问题的能力。

二、教学基本要求和内容：
大学物理教学内容和学时分配表
学 时
要 求
内 容
重点讲授
一般讲授
自学内容
0.5

22.5
（5.5）
1.5

4
绪论

第一篇 力学
第一章 质点运动学
参考系、质点、质点的位移、速度

加速度、圆周运动、相对运动
物理学的理论体系、科学观、方法论，物理与工程及高新技术

质点、位移矢量、运动方程、位移、速度

加速度、运动学中的两类基本问题、圆周运动、切向加速度、法向加速度

轨道方程

运动叠加原理、角量与线量关系、相对运动

参考系、坐标系、时间、矢量定义、矢量的书写、运算

导数、求导、积分
（4）
4
第二章 牛顿运动定律
牛顿运动定律及其应用、惯性参考系、力学单位制和量纲

牛顿运动定律及其应用、质量、力的概念、隔离物体、受力分析

惯性系、量纲、几种常见力

力学量的单位
（4）
4
第三章 功和能
功、功率、动能、动量定理、保守力的功、势能、功能原理、机械能守恒、能量守恒及转换定律

变力的功、动能、动能定理、保守力的功、势能、零点选取、机械能守恒定律

重力势能、引力势能、弹性势能、功能原理、一对力的功

功率
能量守恒及转换定律
（4）
2

2
第四章 动量
动量、冲量、动量原理、动量守恒定律、碰撞
质点对定点的角动量、角动量守恒定律

动量原理
动量守恒定律
质点对定点的角动量、角动量守恒定律

动量、冲量
二维碰撞

一维碰撞
（5）
3

2
第五章 刚体的转动
刚体的平动、转动和定轴转动、力矩、转动定律、转动惯量、力矩的功
转动动能、绕定轴转动的刚体的角动量及其守恒定律

刚体的理想模型、转动惯量、力矩、转动定律及其应用、力矩的功
转动动能、转动动能定理、绕定轴转动的刚体的角动量及其守恒定律

刚体的平动、转动、绕定轴转动

14

（6）
0.5
2

1

2

0.5
第二篇 气体动理论及热力学基础
第六章 气体动理论
气体动理论的基本概念、气体的状态参量、准静态、理想气体的状态方程

理想气体的压强公式、压强公式的统计解释、气体分子的平均平动动能、温度的统计解释、温度公式
自由度、能均分定理、理想气体的内能
气体速率分布的概念、麦克斯韦速率分布律、波尔兹曼能量分布律
分子的平均碰撞次数和平均自由程

理想气体的压强公式、压强的统计解释、气体分子的平均平动动能、温度的统计解释、温度公式
能均分定理、理想气体的内能
麦克斯韦速率分布律、速率分布函数、分布曲线

准静态

自由度

速率分布的概念、三种速率、波尔兹曼能量分布

气体动理论的基本概念、气体的状态参量、理想气体的状态方程

概率
（8）
4

1

1.5

1.5
第七章 热力学基础
内能、功和热量
热力学第一定律对等容、等压、等温过程的应用、理想气体的两种摩尔热容、绝热过程、绝热方程、热力学第一定律对绝热过程的应用、循环过程、效率、卡诺循环
热力学第二定律的两种表述、可逆过程和不可逆过程、卡诺定理
热力学第二定律的统计意义
熵

内能、功和热量
热力学第一定律对等容、等压、等温过程的应用、热力学第一定律对绝热过程的应用、循环过程、循环效率、卡诺循环

正循环、热机的效率及计算
两种表述及其等效性

熵

两种摩尔热容、绝热过程、绝热方程

逆循环、致冷机
可逆过程和不可逆过程、卡诺定理、热力学第二定律的统计意义

36
（8）
0.5

2.5

2

2

1
第三篇 电场和磁场
第八章 真空中的静电场
电荷、电荷量子化、电荷守恒定律、库仑定律、静电场
电场强度、场强叠加原理、场强计算
电场线、电通量、真空中的高斯定理及其应用
电场力作功的特点、场强环流定理、电势能、电势、电势的计算
等势面、电场强度与电势的关系

场的概念

均为重点讲授内容

高斯定理及其应用

电势的定义、电势的计算、电势零点的选择

库仑定律的矢量式、电学单位、电荷守恒定律

电场线、电通量、静电场为有源场
电场力作功的特点、场强环流定理、电势能
等势面、从电势计算场强

电荷、电荷量子化

定积分元素法
（6）

2

1
3

第九章 静电场中的导体和电介质
静电感应、导体的静电平衡条件、静电平衡时导体上电荷的分布、静电屏蔽

电容、简单电容器的电容
电介质的极化、电位移矢量、有电介质时的高斯定理
电场的能量

电容、电容的计算
有电介质时的高斯定理及其应用

导体的静电平衡条件、静电平衡时导体上电荷的分布、静电屏蔽
电容器的串、并联
电介质极化的微观机理、矢量

静电感应、静电的应用

（1）
1
第十章 电流与电场
电流强度、电流密度
电源、电动势

电流密度、电动势

（9）

1

4

4
第十一章 真空中稳恒电流的磁场
基本磁现象、磁场、磁感应强度、磁感应线、磁通量、磁场的高斯定理

毕—莎—拉定律、安环定律、运动电荷的磁场
安培定律、洛仑兹力、磁力矩、带电粒子在电磁场中的运动

磁场、磁感应强度

毕—莎—拉定律及其应用、安环定律及其应用
安培定律、洛仑兹力

磁感应线、磁通量、磁场中的高斯定理

运动电荷的磁场

磁矩、磁力矩、带电粒子在电磁场中的运动

基本磁现象、安培的分子电流假说

几种特殊形状电流形成的磁场
“安培”的定义、滤速器、汤姆逊实验、霍尔效应
（3）

2

1

第十二章 磁介质中的磁场
磁介质的磁化、三种磁介质磁导率、有磁介质时的安环定理、磁场强度
铁磁质

有磁介质时的安培环路定律及其应用

铁磁质的磁滞回线、磁畴理论
铁氧体、矩磁铁氧体

磁性材料分类
磁记录
（7）
0.5

2

2

1.5

1
第十三章 电磁感应
电磁感应的基本定律、电动势
动生电动势及产生动生电动势的非静电力

感生电动势、涡旋电场、产生感生电动势的非静电力

自感、互感

磁场的能量、磁能密度

法拉第电磁感应定律、电动势
动生电动势、产生动生电动势的非静电力、动生电动势的定义式
感生电动势、产生感生电动势的非静电力、感生电动势的定义式
自感现象、自感电动势、自感系数
磁场的能量、磁能密度

涡旋电场并与静电场比较

互感现象、互感电动势、互感系数

电磁感应现象
楞次定律

电子感应加速器

（2）

2
第十四章 电磁场理论的基本概念
位移电流、全电流定律、麦克斯韦方程组的积分形式

位移电流并与传导电流对比、全电流定律

麦克斯韦的两条假设、麦克斯韦方程组的积分形式的物理意义

28
（6）
4.5

1

0.5
第四篇 振动与波动
第十五张 机械振动
简谐振动、谐振动的振幅、周期、频率和相位、旋转矢量法

谐振动的能量
同方向、同频率谐振动的合成
*振动方向相互垂直，同频率（不同频率）谐振动的合成

简谐振动的基本特征、简谐振动的微分方程、运动方程、谐振动的相位、初相、旋转矢量法

同方向、同频率谐振动的合成

谐振动的能量

*振动方向相互垂直，同频率谐振动的合成

谐振动的振幅、周期、频率、圆频率

相互垂直不同频率谐振动的合成
（8）
3

2

3
第十六章 机械波
机械波的产生和传播、机械波的传播速度、平面简谐波的波动方程

波的能量、能流密度、惠更斯原理及其应用、波的叠加原理、波的干涉
驻波、多普勒效应

平面简谐波波动方程的推求、波动方程的物理意义

波的叠加原理、相干波、相干波的干涉

机械波的产生和传播、波速、波阵面、波的频率、波长
波的能量、能流、能流密度、惠更斯原理、波的衍射
驻波、多普勒效应及其应用

横波、纵波的形成

波的反射和折射

驻波（不要求计算）
（2）

2
第十七章 电磁振荡和电磁波
振荡电路、电磁振荡、电磁波的产生和辐射、电磁波的基本性质、电磁波的能量、电磁波谱

振荡电路、电磁振荡、电磁波的产生和辐射、电磁波的基本性质、电磁波的能量

电磁波谱
（12）
0.5
2
0.5
第十八章 波动光学
光的相干性
分波阵面法产生光的干涉
光程、光程差、薄透镜的一个性质

光的相干性、获得相干光的方法
杨氏双缝、半波损失
光程、光程差

点光源、线光源、单色光、复色光、洛埃镜
薄透镜的一个性质

对光本性认识的简史
菲涅尔双镜
2

2

2

2

1
分振幅法产生光的干涉、迈克逊干涉仪

光的衍射现象、惠更斯—菲涅尔原理、单缝衍射
光栅、光学仪器的分辨率

*晶体对X射线的衍射

自然光和偏振光、光的横波性、马吕斯定律、反射光和折射光的偏振

光的双折射现象、偏振光的干涉及其应用
平行平面膜的干涉及其应用、劈尖构造、条纹形成、特点、明暗纹条件
菲涅尔半波带法、单缝衍射
光栅条纹的形成、光栅公式

自然光、偏振光、光的横波性、布儒斯特定律
等倾干涉、牛顿环、迈克逊干涉仪

惠更斯—菲涅尔原理
衍射光谱

*晶体对X射线的衍射
马吕斯定律、反射光和折射光的偏振、偏振光的获取与检验
光的双折射现象、二色性

光的衍射现象

光学仪器的分辨本领

偏振光的干涉及其应用
16
（6）
1

3

2
第五篇 近代物理
第十九章 狭义相对论基础
伽利略变换、经典力学的时空观、迈克逊—莫雷实验
爱因斯坦假设、洛仑兹变换、狭义相对论的时空观

相对论动力学基础

伽利略变换、经典力学时空观遇到的困难
两条假设、洛仑兹变换、同时性的相对性、长度收缩、时间延缓
质速关系、相对论动力学基本方程、质能关系

迈克逊—莫雷实验

动量与能量的关系

狭义相对论诞生的背景
洛仑兹变换的推导

质速关系推导
（3）
1

2
第二十章 光的量子性
热辐射、绝对黑体的辐射定律、普朗克光量子假设

光电效应、爱因斯坦光子假设、康普顿效应

e0（λ、T）—λ实验曲线、解释e0（λ、T）—λ曲线经典物理遇到的困难
爱因斯坦光子说对光电效应的解释、用光子理论解释康普顿效应

热辐射、单色发射本领

光电效应实验规律、康普顿效应规律

斯忒藩—波尔兹曼定律、维恩位移定律
光电效应的应用
（7）

1

2

4
第二十一章 原子的量子物理
氢原子光谱的实验规律、波尔的氢原子理论
德布罗意假设及其实验证明、不确定关系
粒子的波函数、薛定谔方程、一维无限深势井

经典理论的困难、波尔氢原子理论
德布罗意假设、电子衍射实验
波函数的统计解释、定态薛定谔方程的引入

氢原子光谱的实验规律
不确定关系式及其意义
一维无限深势井中薛定谔方程的解

三、教学参考书：张达宋等编著《物理学基本教程》，高等教育出版社，2002年第二版
王安安等编著《大学物理简明教程》（英文版），四川科学技术出版社，2000年第一版
张三慧等编著《大学物理学》，清华大学出版社，1990年第一版
张三慧等编著《大学物理学》，清华大学出版社，1999年第二版
程守洙等编著《普通物理学》，高等教育出版社，1982年第四版
程守洙等编著《普通物理学》，高等教育出版社，1998年第五版

四、说明：
执笔人： 审核人： 基层教学组织主任：
6