大學(xué)物理A課程教學(xué)大綱詳解

1、大學(xué)物理A課程教學(xué)大綱課程代碼：07021110017/8課程名稱：大學(xué)物理A/英文名稱： College Physics A/學(xué) 分：3/3 總 學(xué) 時：96講課學(xué)時：48/48 實驗學(xué)時： 上機學(xué)時： 課外學(xué)時：適用對象：適用于四年制工科本科各專業(yè)先修課程：高等數(shù)學(xué)學(xué)生自主學(xué)習(xí)時數(shù)建議：150一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運動形式、相互作用的自然科學(xué)。它的基本理論滲透在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的許多部門，是其他自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。以物理學(xué)基礎(chǔ)為內(nèi)容的大學(xué)物理課程，是高等學(xué)校工科各專業(yè)學(xué)生一門重要的通識性必修基礎(chǔ)課。該課程所教授的基本概念、基本理論和

2、基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是一個科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的。大學(xué)物理課程在為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。因此，大學(xué)物理是高等工科院校和專業(yè)學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課。二、教學(xué)基本要求通過大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下基本要求：1 全面完成大學(xué)學(xué)業(yè)以及在畢業(yè)后的工作中進(jìn)一步深造和不斷更新知識打好必要的物理基礎(chǔ)。(1)對物理學(xué)的基本概念，基本理論和基本方法有比較系統(tǒng)的認(rèn)識和正確的理解。(2)學(xué)會運用基本概念和基本規(guī)律來分析、處理物理問題的基本方

3、法。在自學(xué)能力、運算技巧和抽象思維能力等方面均能受到一個初步而又嚴(yán)格的訓(xùn)練。(3)培養(yǎng)科學(xué)的思考方法和研究問題、判斷正誤的一般思路。2 培養(yǎng)辯證唯物主義世界觀。三、教學(xué)內(nèi)容第1章 質(zhì)點運動學(xué)與牛頓定律1、教學(xué)內(nèi)容（1）掌握參考系、質(zhì)點、位置矢量、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述質(zhì)點運動和運動變化的物理量。（2）能借助于直角坐標(biāo)系計算質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的速度、加速度；能計算質(zhì)點做圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。（3）理解相對位移，相對速度的概念。（4）掌握牛頓運動定律及應(yīng)用，了解慣性參考系、力學(xué)相對性原理。2、重點和難點（1）重點：位置矢量、位移、速度、加速度、角

4、速度、角加速度、切向加速度和法向加速度；牛頓運動定律及應(yīng)用；（2）難點：計算質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的速度、加速度；計算質(zhì)點做圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。第2章 動量守恒與能量守恒定律1、教學(xué)內(nèi)容（1）理解沖量、動量的概念；理解變力作功的概念；理解保守力作功的特點及勢能的概念；會計算重力、彈性力和萬有引力勢能；（2）掌握質(zhì)點的動能定理和動量定理，并能用它們分析、解決質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的簡單力學(xué)問題；（3）掌握機械能守恒定律、動量守恒定律，掌握運用守恒定律分析問題的思想和方法，能分析簡單系統(tǒng)在平面內(nèi)運動的力學(xué)問題。2、重點和難點（1）重點：沖量、動量、功的概念；動量定理、動量

5、守恒定律、動能定理、機械能守恒定律。（2）難點：變力作功、運用守恒定律分析問題的思想和方法。第3章 連續(xù)物體的運動1、教學(xué)內(nèi)容（1）理解轉(zhuǎn)動慣量的概念，掌握剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律。（2）通過質(zhì)點在平面內(nèi)的運動情況理解角動量（動量矩）和角動量守恒定律。（3）剛體在繞定軸轉(zhuǎn)動情況下的角動量守恒定律和剛體在繞定軸轉(zhuǎn)動情況下的動能定理；并能用它解決桿、圓盤、圓柱的定軸轉(zhuǎn)動問題。2、重點和難點（1）重點：角動量、轉(zhuǎn)動慣量的概念；角動量守恒定律、轉(zhuǎn)動定律。（2）難點：理解轉(zhuǎn)動慣量的概念；定軸轉(zhuǎn)動情況下的角動量守恒定律、動能定理和轉(zhuǎn)動定律。第4章 機械振動1、教學(xué)內(nèi)容（1）掌握描述簡諧振動的各物理量（特別

6、是相位）及各量間的關(guān)系；理解旋轉(zhuǎn)矢量法。（2）掌握簡諧振動的基本特征，能建立一維簡諧振動的微分方程，能根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧振動的運動方程，并理解其物理意義。(3) 理解同方向、同頻率的兩個簡諧振動的合成規(guī)律；了解阻尼振動、受迫振動等可列出微分方程，給出方程能著重物理概念和物理含意的討論。2、重點和難點（1）重點：簡諧振動；旋轉(zhuǎn)矢量法；同方向、同頻率的兩個簡諧振動的合成。（2）難點：旋轉(zhuǎn)矢量法；同方向、同頻率的兩個簡諧振動的合成。第5章 機械波1、教學(xué)內(nèi)容（1）理解機械波產(chǎn)生的條件；掌握由已知質(zhì)點的簡諧振動方程得出平面簡諧波的波函數(shù)的方法及波函數(shù)的物理意義；理解波形圖線。（2）了解波的

7、能量傳播特征及能流、能流密度概念。 (3) 了解惠更斯原理和波的疊加原理；理解波的相干條件，能應(yīng)用相位差和波程差分析、確定相干波疊加后振幅加強和減弱的條件；理解駐波及其形成條件；了解駐波和行波的區(qū)別。 （4）了解機械波的多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生原因；在波源或觀察者單獨相對介質(zhì)運動，且運動方向沿二者連線的情況下，能用多普勒頻移公式進(jìn)行計算。2、重點和難點（1）重點：平面簡諧波的波函數(shù)；波的相干條件；相干波疊加后振幅加強和減弱的條件；駐波及其形成；多普勒效應(yīng)。（2）難點：平面簡諧波的波函數(shù)；相干波疊加后振幅加強和減弱的條件；駐波及其形成。第6章波動光學(xué)1、教學(xué)內(nèi)容（1）了解光波、光矢量、光的單色性和相干

8、性，理解獲得相干光的方法，掌握光程的概念，以及光程差和相位差的關(guān)系，能分析、確定、楊氏雙縫干涉、牛頓環(huán)、劈尖、薄膜干涉中明、暗條紋的位置及其應(yīng)用。（2）理解惠更斯菲涅耳原理；理解分析單縫夫瑯禾費衍射暗紋分布規(guī)律的方法；會分析縫寬及波長對衍射條紋分布的影響；理解光柵衍射公式；會確定光柵衍射譜線的位置；會分析光柵常量及波長對光柵衍射譜線分布的影響。(3) 理解自然光和線偏振光；掌握布儒斯特定律和馬呂斯定律；了解線偏振光的獲得方法和檢驗方法；了解雙折射現(xiàn)象。2、重點和難點（1）重點：光的干涉；光程差；光的衍射；光的偏振。（2）難點：干涉中明、暗條紋的位置及其應(yīng)用；分析單縫夫瑯禾費衍射暗紋分布規(guī)律的方

9、法；會確定光柵衍射譜線的位置；掌握布儒斯特定律和馬呂斯定律。第7章 氣體動理論1、教學(xué)內(nèi)容（1）從宏觀和統(tǒng)計意義上理解壓強、溫度、內(nèi)能的概念理解系統(tǒng)宏觀性質(zhì)是微觀運動的統(tǒng)計表現(xiàn)、平衡態(tài)的概念。（2）掌握理想氣體狀態(tài)方程，掌握運用分布函數(shù)曲線分析問題，了解分子運動速率分布規(guī)律、曲線的物理意義、三種速率的統(tǒng)計意義。2、重點和難點（1）重點：理解壓強、溫度、內(nèi)能的概念；分子運動速率分布規(guī)律。（2）難點：理解系統(tǒng)宏觀性質(zhì)是微觀運動的統(tǒng)計表現(xiàn)。第8章 熱力學(xué)基礎(chǔ)1、教學(xué)內(nèi)容（1）掌握熱力學(xué)第一、第二定律，理解可逆和不可逆過程，掌握功和熱量的概念；理解準(zhǔn)靜態(tài)過程；掌握熱力學(xué)過程中的功、熱量、內(nèi)能改變量及卡

10、諾循環(huán)等簡單循環(huán)的效率。（2）了解卡諾定理；理解熵的概念；了解熵增加原理；了解熱力學(xué)第二定律及其統(tǒng)計意義。2、重點和難點（1）重點：熱力學(xué)第一、第二定律，熱力學(xué)過程中的功、熱量、內(nèi)能改變量及卡諾循環(huán)等簡單循環(huán)的效率；熵的概念。（2）難點：熱力學(xué)第一、第二定律，熵的概念。第9章 靜電場1、教學(xué)內(nèi)容（1）掌握靜電場的電場強度和電勢的概念以及電場強度疊加原理和電勢疊加原理。掌握電勢與電場強度的積分關(guān)系。能計算一些簡單問題中的電場強度和電勢；掌握高斯定理和靜電場的環(huán)路定理，理解高斯定理的普遍性，掌握運用它來求解幾種特殊帶電體的電場。（2）了解導(dǎo)體的靜電平衡條件；了解電容，掌握電容量的計算。（3）了解介

11、質(zhì)的極化及電偶極矩；理解各向同性介質(zhì)中E和D的聯(lián)系和區(qū)別；了解電介質(zhì)中的高斯定理；了解電場能量密度的概念。2、重點和難點（1）重點：電場強度和電勢的概念；高斯定理和靜電場的環(huán)路定理；電容；介質(zhì)的極化；理解各向同性介質(zhì)中E和D的聯(lián)系和區(qū)別。（2）難點：高斯定理和靜電場的環(huán)路定理；介質(zhì)中E和D的聯(lián)系和區(qū)別。第10章 穩(wěn)恒磁場1、教學(xué)內(nèi)容（1）理解電流和電流密度的概念，理解電源電動勢的概念。掌握磁感應(yīng)強度概念和畢奧薩伐爾定律，理解運動電荷的磁場、理解穩(wěn)恒磁場的高斯定理，掌握安培環(huán)路定理，能計算一些簡單問題中的磁感應(yīng)強度。（2）掌握洛倫茲力和安培力。 （3）了解磁矩的概念和磁化現(xiàn)象及其微觀解釋；了解鐵

12、磁質(zhì)的特性；理解均勻磁介質(zhì)中B和H的聯(lián)系與區(qū)別。2、重點和難點（1）重點：畢奧薩伐爾定律，高斯定理，安培環(huán)路定理；洛倫茲力和安培力。（2）難點：畢奧薩伐爾定律，高斯定理，安培環(huán)路定理。第11章 電磁感應(yīng)1、教學(xué)內(nèi)容（1）掌握法拉第電磁感應(yīng)定律。理解動生電動勢及感生電動勢。（2）了解自感系數(shù)和互感系數(shù)；了解磁場能量密度的概念。 （3）了解有旋電場和位移電流的概念，理解變化磁場引起電場和變化電場引起磁場這兩個基本規(guī)律是電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律的相應(yīng)的推廣；了解渦旋電場、位移電流的概念以及麥克斯韋方程組（積分形式）的物理意義；了解電磁場的物質(zhì)性。2、重點和難點（1）重點：法拉第電磁感應(yīng)定律；動生電

13、動勢及感生電動勢。（2）難點：法拉第電磁感應(yīng)定律；動生電動勢及感生電動勢。四、實踐環(huán)節(jié)設(shè)計采用課堂演示實驗并結(jié)合大學(xué)物理實驗課程開展實踐環(huán)節(jié)。五、課外習(xí)題及課程討論為達(dá)到本課程的教學(xué)基本要求，課外習(xí)題（包括自測題）不應(yīng)少于100題。六、教學(xué)方法與手段本課程采用板書與多媒體課件結(jié)合的方式進(jìn)行課堂教學(xué)。七、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配章節(jié)（或內(nèi)容）講課實驗上機習(xí)題課討論課自主學(xué)習(xí)合計質(zhì)點運動學(xué)與牛頓定律62動量守恒與能量守恒定律4連續(xù)物體的運動62機械振動6機械波62波動光學(xué)122氣體動理論4熱力學(xué)基礎(chǔ)82靜電場142穩(wěn)恒磁場122電磁感應(yīng)4合 計821496八、學(xué)生自主學(xué)習(xí)要求學(xué)生應(yīng)在課前做好預(yù)習(xí)，課后對所學(xué)內(nèi)容深化理解進(jìn)行小結(jié)；獨立自主完成作業(yè)。九、考核方式本課程為考試課程，期末考試為閉卷筆試。學(xué)生的課程總評成績由平時成績（占30%）和期末考試成績兩部分構(gòu)成。平時成績由出勤、作業(yè)、課堂測驗、學(xué)習(xí)主動性等構(gòu)成。十、推薦教材和教學(xué)參考書 教 材：物理學(xué)及其工程應(yīng)用，劉揚正編著，高