《大學(xué)物理4》課程教學(xué)大綱

《大學(xué)物理2》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱大學(xué)物理（2-1）CollegePhysics(2-1)課程編碼SCC410112101開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)大學(xué)物理校級(jí)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分4.0課內(nèi)學(xué)時(shí)64講授64實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)64適用專業(yè)海洋油氣工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）課程簡(jiǎn)介（必修）《大學(xué)物理》是高等學(xué)校理工科專業(yè)學(xué)生一門重要的通識(shí)性必修基礎(chǔ)課。本課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是一個(gè)科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的?！洞髮W(xué)物理》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(qiáng)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(shí)等方面，具有重要作用。本課程主要講授力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、狹義相對(duì)論、量子物理等物理學(xué)各分支內(nèi)容。UniversityPhysicsisanimportantgeneralcompulsorybasiccourseforstudentsmajoringinscienceandengineering.Thebasicconcepts,basictheoriesandmethodsofthiscoursearetheimportantcomponentsofstudents'scientificliteracy,andthesearealsonecessaryforscientificandtechnicalpersonnel.UniversityPhysicsisimportantonlayingthenecessaryfoundationofphysics,establishingscientificworldoutlook,enhancingabilitytoanalyzeandsolveproblems,cultivatingthespiritofexplorationandinnovationforstudents.Thiscoursemainlyteachesmechanics,mechanicalvibrationandmechanicalwave,thermal,optical,electromagnetism,specialrelativity,quantumphysicsandotherbranchesofphysics.負(fù)責(zé)人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：理解和掌握物理學(xué)基本概念、基本理論和基本方法，為學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展打好必備的物理理論基礎(chǔ)。是1.22M2目標(biāo)2：能運(yùn)用物理學(xué)理論和方法，結(jié)合數(shù)學(xué)工具分析及計(jì)算機(jī)輔助手段進(jìn)行分析和解決一般物理問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)分析問題和解決問題的能力。是1.23M3目標(biāo)3：注重物理思想和科學(xué)思維方法傳授，注重批判性思維養(yǎng)成，在過程性學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)習(xí)慣，塑造批判思維和創(chuàng)新意識(shí)，提升學(xué)生的科學(xué)美感。否4M4目標(biāo)4：注重物理知識(shí)的遷移和拓展，基于數(shù)字物理創(chuàng)新平臺(tái)和演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)開展物理學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，鍛煉提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力否5M5目標(biāo)5：了解物理在自然科學(xué)和工程技術(shù)中的應(yīng)用，以及與理工科各領(lǐng)域的交叉滲透關(guān)系，強(qiáng)化物理知識(shí)對(duì)學(xué)生后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)的有效支撐，塑造學(xué)生物理理論與工程實(shí)踐相融合的“物理工程”意識(shí)。否三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)11.11.1空間和時(shí)間絕對(duì)空間和絕對(duì)時(shí)間；空間的測(cè)量；時(shí)間的測(cè)量M10.5講授0.5作業(yè)21.21.2質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)；參考系和坐標(biāo)系；質(zhì)點(diǎn)位置的描述方法；運(yùn)動(dòng)方程；加速度矢量M10.5講授+flash動(dòng)畫0.5作業(yè)31.31.3位移速度加速度位移矢量；速度矢量；加速度矢量M10.5講授+flash動(dòng)畫1作業(yè)41.41.4變速運(yùn)動(dòng)求運(yùn)動(dòng)方程的一般方法M31講授1作業(yè)51.51.5圓周運(yùn)動(dòng)和平面曲線運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)的描述；圓周運(yùn)動(dòng)的加速度；角量和線量的關(guān)系；圓周運(yùn)動(dòng)的兩類問題；角速度矢量；平面曲線運(yùn)動(dòng)M11.5講授1作業(yè)61.61.6相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置矢量變換；速度變換和加速度變換M21講授+flash動(dòng)畫1作業(yè)72.12.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第一定律；質(zhì)量；動(dòng)量；牛頓第二定律；牛頓第三定律；常見的幾種力；牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用M13講授+flash動(dòng)畫3作業(yè)82.22.2動(dòng)量角動(dòng)量動(dòng)量定理；角動(dòng)量；質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理；質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量守恒定律M12講授+flash動(dòng)畫2作業(yè)92.32.3動(dòng)能功；功率；質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理；保守力M12講授2作業(yè)102.42.4非慣性系中的力學(xué)問題非慣性參考系，慣性力；*地球自轉(zhuǎn)對(duì)物體重量的影響；*科里奧利力M21講授+討論5作業(yè)+小論文113.13.1質(zhì)心內(nèi)力外力；質(zhì)心；質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理M11講授+flash動(dòng)畫0.5作業(yè)123.23.2動(dòng)量守恒定律質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)力學(xué)方程；質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理；動(dòng)量守恒定律M42講授+演示實(shí)驗(yàn)2作業(yè)133.33.3角動(dòng)量守恒定律質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量；質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量定理；角動(dòng)量守恒定律；*質(zhì)心參考系中的角動(dòng)量定理M32講授+flash動(dòng)畫2作業(yè)143.43.4機(jī)械能守恒定律勢(shì)能；質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理；質(zhì)點(diǎn)系的功能原理；機(jī)械能守恒定律；能量守恒定律M52.5講授3作業(yè)153.53.5碰撞完全彈性碰撞；完全非彈性碰撞；*恢復(fù)系數(shù)M21講授+演示實(shí)驗(yàn)+flash動(dòng)畫1作業(yè)164.14.1剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)剛體模型；剛體的運(yùn)動(dòng)；剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角量描述M11講授+flash動(dòng)畫0.5作業(yè)174.24.2定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)力學(xué)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量定理；剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能；力矩的功；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能定理M22.5講授+flash動(dòng)畫+實(shí)驗(yàn)視頻6作業(yè)184.34.3定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體組動(dòng)力學(xué)剛體組的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律；剛體組的動(dòng)能和動(dòng)能定理；剛體組的機(jī)械能和機(jī)械能守恒定律M31.5講授+實(shí)驗(yàn)視頻+演示實(shí)驗(yàn)2作業(yè)+小論文195.15.1狹義相對(duì)論的基本原理洛倫茲變換伽利略變換力學(xué)相對(duì)性原理；狹義相對(duì)論的基本原理；洛倫茲變換；相對(duì)論速度變換式M11講授2作業(yè)205.25.2狹義相對(duì)論的時(shí)空觀同時(shí)的相對(duì)性；長度收縮效應(yīng)；時(shí)間膨脹效應(yīng)M41.5講授+flash動(dòng)畫2作業(yè)215.35.3狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)相對(duì)論質(zhì)量和動(dòng)量；狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)的基本方程M30.5講授0.5作業(yè)225.45.4相對(duì)論能量相對(duì)論動(dòng)能；相對(duì)論能量；動(dòng)量與能量的關(guān)系M51講授+討論0.5作業(yè)236.16.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征和運(yùn)動(dòng)方程；由初始條件確定振幅和初相位；簡(jiǎn)諧振動(dòng)的其他表示法；諧振動(dòng)的能量M12.5講授+flash動(dòng)畫2作業(yè)246.26.2阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)共振阻尼振動(dòng)；受迫振動(dòng)；共振M31講授+flash動(dòng)畫+視頻0.5作業(yè)256.36.3簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成同振動(dòng)方向、同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成；*同振動(dòng)方向、不同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成；*同頻率的兩個(gè)相互垂直的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成；*相互垂直的不同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成M41講授+flash動(dòng)畫1作業(yè)266.46.4機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播機(jī)械波產(chǎn)生的條件；波面和波線；橫波和縱波；波速；波長、周期、頻率M30.5講授+flash動(dòng)畫+演示實(shí)驗(yàn)0.5作業(yè)276.56.5平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)波函數(shù)；平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)；波函數(shù)的物理意義；*平面波的波動(dòng)方程；波的能量；*聲波，*超聲波，*次聲波M42.5講授+flash動(dòng)畫3作業(yè)286.66.6波的干涉駐波波的疊加原理；波的干涉；駐波；半波損失；*簡(jiǎn)正模式M32講授+flash動(dòng)畫+演示實(shí)驗(yàn)+討論2作業(yè)296.76.7多普勒效應(yīng)波源相對(duì)于媒質(zhì)不動(dòng)，觀測(cè)者以速度vR沿著二者的連線運(yùn)動(dòng)；觀測(cè)者相對(duì)于媒質(zhì)不動(dòng)，波源以速度vs沿著二者的連線運(yùn)動(dòng)；波源和觀測(cè)者相對(duì)于媒質(zhì)在二者連線上同時(shí)運(yùn)動(dòng)M51講授+flash動(dòng)畫5作業(yè)+小論文307.17.1光的單色性和相干性、光程光源；光的單色性和相干性；光程；明暗干涉條紋產(chǎn)生的條件M11講授+flash動(dòng)畫0.5作業(yè)317.27.2楊氏雙縫干涉楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)；*其他分波陣面的干涉實(shí)驗(yàn)M31.5講授+flash動(dòng)畫+演示實(shí)驗(yàn)1作業(yè)327.37.3薄膜干涉薄膜干涉；等傾干涉；增透膜與增反膜；等厚干涉M42講授+flash動(dòng)畫+演示實(shí)驗(yàn)1作業(yè)337.47.4邁克爾遜干涉儀邁克爾遜干涉儀M50.5講授+flash動(dòng)畫1作業(yè)348.18.1惠更斯-菲涅耳原理光的衍射；惠更斯-菲涅耳原理M10.5講授0.5作業(yè)358.28.2單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射單縫衍射；菲涅耳半波帶法；*單縫衍射的光強(qiáng)分布M22講授+flash動(dòng)畫+演示實(shí)驗(yàn)2作業(yè)368.38.3圓孔衍射分辨本領(lǐng)圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射；光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)M11講授+flash動(dòng)畫1作業(yè)378.48.4衍射光柵光柵的構(gòu)造；光柵衍射條紋；譜線的缺級(jí)；光柵光譜；*光柵的分辨本領(lǐng)M32講授+flash動(dòng)畫+演示實(shí)驗(yàn)2作業(yè)388.58.5X射線衍射X射線；X射線在晶體上的衍射——布喇格公式M50.5講授1作業(yè)399.19.1光的偏振態(tài)自然光；線偏振光；部分偏振光；圓偏振光和橢圓偏振光M10.5講授+flash動(dòng)畫0.5作業(yè)409.29.2起偏和檢偏馬呂斯定律起偏和檢偏；馬呂斯定律M20.5講授+flash動(dòng)畫+演示實(shí)驗(yàn)5作業(yè)+小論文419.39.3反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振M50.5講授0.5作業(yè)429.49.4雙折射現(xiàn)象晶體的雙折射現(xiàn)象M10.5講授+flash動(dòng)畫0.5作業(yè)4310.110.1氣體動(dòng)理論的基本概念狀態(tài)參量、平衡狀態(tài)與非平衡狀態(tài)；統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本概念；物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)模型；理想氣體的微觀結(jié)構(gòu)模型與統(tǒng)計(jì)假設(shè)M10.5講授+演示實(shí)驗(yàn)0.5作業(yè)4410.210.2理想氣體的壓強(qiáng)公式與溫度公式壓強(qiáng)的微觀本質(zhì)；理想氣體的壓強(qiáng)公式；理想氣體的狀態(tài)方程；理想氣體的溫度公式；理想氣體分子的方均根速率M31講授+flash動(dòng)畫1作業(yè)4510.310.3能量按自由度均分定理與理想氣體的內(nèi)能自由度；能量按自由度均分定理；理想氣體的內(nèi)能M30.5講授0.5作業(yè)4610.410.4麥克斯韋分布律麥克斯韋速率分布律；理想氣體分子的最概然速率與算術(shù)平均速率；麥克斯韋速度分布律M31講授+演示實(shí)驗(yàn)0.5作業(yè)4710.510.5玻耳茲曼分布律玻耳茲曼分布律；重力場(chǎng)中大氣密度與壓強(qiáng)按高度的分布M20.5講授0.5作業(yè)4810.610.6氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程分子的平均碰撞頻率；分子的平均自由程M20.5講授+flash動(dòng)畫0.5作業(yè)4911.111.1熱力學(xué)第零定律和第一定律功；熱量；熱力學(xué)第零定律；熱力學(xué)第一定律M11講授+flash動(dòng)畫1作業(yè)5011.211.2理想氣體的等值過程與摩爾熱容等體（積）過程；等壓過程；等溫過程；理想氣體的摩爾熱容M21講授+flash動(dòng)畫2作業(yè)5111.311.3絕熱過程與多方過程絕熱過程；*多方過程M21講授+flash動(dòng)畫2作業(yè)5211.411.4循環(huán)過程卡諾循環(huán)循環(huán)過程；卡諾循環(huán)M21.5講授+flash動(dòng)畫2作業(yè)5311.511.5熱力學(xué)第二定律自發(fā)過程的方向性；可逆過程和不可逆過程；熱力學(xué)第二定律的兩種表述；*卡諾定理M51講授+flash動(dòng)畫1作業(yè)5411.611.6熵增加原理熱力學(xué)概率；熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表示熵增加原理；熱力學(xué)第二定律的微觀意義；*克勞修斯熵；熵增加原理M51講授0.5作業(yè)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)成績(jī)1、每章內(nèi)容布置1~2次平時(shí)書面作業(yè)，每次作業(yè)一般為印刷的4頁題目。成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。2、將學(xué)生上課出勤情況、云課堂或雨課堂的評(píng)定成績(jī)、物理演示實(shí)驗(yàn)成績(jī)、研究性課題成績(jī)等其中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)，采用百分制，按照一定的比例計(jì)入平時(shí)成績(jī)中進(jìn)行綜合評(píng)定。主要考核學(xué)生對(duì)大學(xué)物理基本知識(shí)的掌握，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力，以及知識(shí)應(yīng)用遷移能力等，注重科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。40%2期中考試1、閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2、主要考核學(xué)生對(duì)大學(xué)物理基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有選擇題、簡(jiǎn)單計(jì)算與問答題、計(jì)算題等。10%3期末考試1、閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2、主要考核學(xué)生對(duì)大學(xué)物理基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有選擇題、簡(jiǎn)單計(jì)算與問答題、計(jì)算題等。50%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)成績(jī)40%A—獨(dú)立思考、按時(shí)完成作業(yè)，作圖規(guī)范，解題思路清晰，步驟完整，格式合理，答案準(zhǔn)確，書寫認(rèn)真美觀；B—獨(dú)立思考、按時(shí)完成作業(yè)，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰，步驟比較完整，格式合理，答案準(zhǔn)確，書寫認(rèn)真；C—獨(dú)立思考、按時(shí)完成作業(yè)，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰，步驟比較完整，格式比較合理，答案比較準(zhǔn)確，書寫比較認(rèn)真；D—作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成作業(yè)，作圖不規(guī)范，解題思路混亂，存在很多錯(cuò)誤答案，書寫潦草。2M1期中考試10%見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)3M1期末考試50%見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)4M2平時(shí)成績(jī)70%A—能準(zhǔn)確、深刻理解課題內(nèi)容，全面調(diào)研了相關(guān)資料，有很好的自主研究性內(nèi)容或新意，形成了完整的課題報(bào)告或課堂匯報(bào)；B—能準(zhǔn)確理解課題內(nèi)容，較全面調(diào)研了相關(guān)資料，有較好的自主研究性內(nèi)容或新意，形成了完整的課題報(bào)告或課堂匯報(bào)；C—能較準(zhǔn)確理解課題內(nèi)容，較全面調(diào)研了相關(guān)資料，有一定自主研究性內(nèi)容或新意，基本形成了完整的課題報(bào)告或課堂匯報(bào)；D—不能準(zhǔn)確理解課題內(nèi)容，沒有全面調(diào)研相關(guān)資料，缺少自主研究性內(nèi)容或沒有任何新意，沒有形成完整的課題報(bào)告或課堂匯報(bào)。5M2期中考試10%見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)6M2期末考試20%見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)7M3平時(shí)成績(jī)90%A—積極參與課堂討論，