大学物理教学大纲

大学物理教学大纲

《大学物理A》教学大纲课程名称：大学物理课程编码：学分：7总学时：112（其中理论课教学：112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。物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。它所展现的科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明发展的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。以物理学基础为内容的大学物理课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。它在为学生系统地打好必要的物理基础，培养学生树立科学的世界观，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和创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。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0.519.5（5.5）1.54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（2）2第二章牛顿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、量纲力学量的单位、几种常见力（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、功能原理功率能量守恒及转换定律、一对力的功6\n（4）211第一章动量和角动量动量、冲量、动量原理、动量守恒定律、碰撞质点对定点的角动量、角动量守恒定律质心、质心运动定理动量原理动量守恒定律质点对定点的角动量、角动量守恒定律质心、质心运动定理动量、冲量一维碰撞、二维碰撞（4）22第二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，绕定轴转动力矩的功转动动能、转动动能定理、32（8）0.52.5221第二篇电场和磁场第六章静电场电荷、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、电势能等势面电荷、电荷量子化定积分元素法从电势计算场强（5）212第七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、并联矢量静电感应、静电的应用电介质极化的微观机理（10）1142第八章恒定电流的磁场电流、电流密度、电动势基本磁现象、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电流磁场、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、洛仑兹力电流密度、电动势磁感应线、磁通量、磁场中的高斯定理几种特殊形状电流形成的磁场运动电荷的磁场基本磁现象、安培的分子电流假说磁矩、磁力矩、带电粒子在电磁场中的运动“安培”的定义、滤速器、汤姆逊实验、霍尔效应6\n2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磁场强度铁磁质的磁滞回线、磁畴理论铁氧体、矩磁铁氧体磁性材料分类磁记录（9）0.5221.512第六章电磁感应电磁场理论的基本概念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、磁能密度位移电流、全电流定律、麦克斯韦方程组的积分形式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、磁能密度位移电流并与传导电流对比、全电流定律涡旋电场并与静电场比较互感现象、互感电动势、互感系数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电磁感应现象楞次定律电子感应加速器14（8）12221第三篇气体动理论和热力学基础第七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、波尔兹曼能量分布概率（6）13第八章热力学基础内能、功和热量内能、功和热量两种摩尔热容、绝热过程、绝热方程6\n2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、热机的效率及计算逆循环、致冷机两种表述及其等效性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30（5）3110第四篇振动与波动第十二章振动简谐振动、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）谐振动的合成阻尼振动、受迫振动、共振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谐振动的振幅、周期、频率、圆频率振动方向相互垂直，同频率谐振动的合成相互垂直不同频率谐振动的合成阻尼振动、受迫振动、共振（10）3223第十三章械波机械波的产生和传播、机械波的传播速度、平面简谐波的波函数波的能量、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、电磁波谱平面简谐波波动方程的推求、波动函数的物理意义波的叠加原理、相干波、相干波的干涉电磁波的基本性质传播、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振荡电路、电磁振荡、电磁波的产生和辐射机械波的产生横波、纵波的形成波的反射和折射电磁波的能量电磁波谱（15）0.51111第十四章光学对光本性认识的简史几何光学基本定律光在球面上的反射与折射近轴条件下单球面的反射近轴条件下单球面的折射薄透镜，薄透镜成像的基本公式光在球面上的反射与折射，顶点、主光轴、主截面，近轴条件、符号规定、共轭点，反射公式，焦点、焦距高斯公式薄透镜，薄透镜成像的基本公式，焦平面、副光轴，薄透镜的一个性质光的直线传播定律、光的反射、折射定律，全反射对光本性认识的简史6\n0.512223光的相干性分波阵面法产生光的干涉光程、光程差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、布儒斯特定律点光源、线光源、单色光、复色光、洛埃镜等倾干涉、牛顿环惠更斯—菲涅尔原理衍射光谱光学仪器的分辨本领马吕斯定律、反射光和折射光的偏振、偏振光的获取与检验菲涅尔双镜迈克逊干涉仪光的衍射现象晶体对X射线的衍射光的双折射现象、二色性偏振光的干涉及其应用16（6）132第五篇近代物理学基础第十五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、洛仑兹坐标变换和速度变换、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、质能关系动量与能量的关系迈克逊—莫雷实验狭义相对论诞生的背景洛仑兹变换的推导质速关系推导（10）13222第十六章量子物理基础热辐射、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、一维无限深势井一维势垒、隧道效应、电子隧道显微镜、氢原子的能量和角动量量子化、电子自旋，史特恩-盖拉赫实验、泡利原理、原子的壳层结构、元素周期表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经典理论的困难德布罗意假设、电子衍射实验波函数的统计解释、定态薛定谔方程的引入一维势垒、隧道效应氢原子的能量电子自旋泡利原理热辐射、单色发射本领光电效应实验规律、康普顿效应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角动量量子化史特恩-盖拉赫实验原子的壳层结构斯忒藩—波尔兹曼定律、维恩位移定律光电效应的应用氢原子光谱的实验规律波尔氢原子理论电子隧道显微镜元素周期表6\n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，2008年第三版张达宋等编著《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》，清华大学出版社程守洙等编著《普通物理学》，高等教育出版社四、说明：执笔人：审核人：基层教学组织主任：6