西安交通大學(xué)大學(xué)物理教學(xué)大綱(128)匯總

“大學(xué)物理（ A）”課程教學(xué)大綱英文名稱： UniversityPhysics課程編號： PHYS1009課程類型：必修學(xué)時： 128 學(xué)分：8適用對象：理工科各專業(yè)學(xué)生先修課程：高等數(shù)學(xué) 高中物理使用教材及參考書：教 材：大學(xué)物理（吳百詩主編） 科學(xué)出版社參考書：吳錫瓏主編“大學(xué)物理教程”高教出版社程守洙主編“普通物理學(xué)”高教出版社張三慧主編“大學(xué)物理學(xué)”清華大學(xué)出版社一、課程的性質(zhì)、目的及任務(wù)物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)﹑相互作用和物質(zhì)最基礎(chǔ)最普遍運(yùn)動形式 (機(jī)械運(yùn)動 ,熱運(yùn)動 ,電磁運(yùn)動 ,微觀粒子運(yùn)動等 )及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的研究對象具有極大普遍性 ,它的基本理論滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域、 應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門 ,它是自然科學(xué)許多領(lǐng)域和工程技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。以物理學(xué)基礎(chǔ)知識為內(nèi)容的大學(xué)物理課程 ,它所包括的經(jīng)典物理、 近代物理和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)上應(yīng)用的初步知識等都是一個高級工程技術(shù)人員必備的。因此，大學(xué)物理課是我校理工科各專業(yè)學(xué)生的一門重要必修基礎(chǔ)課。開設(shè)大學(xué)物理課程的目的 ,一方面在于為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)； 另一方面使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法和研究問題的方法，這對開闊思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強(qiáng)適應(yīng)能力、提高人才素質(zhì)等 ,都會起到重要作用。學(xué)好物理課 ,不僅對學(xué)生在校的學(xué)習(xí)十分重要 ,而且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論﹑新技術(shù)﹑不斷更新知識等 ,都將發(fā)揮深遠(yuǎn)影響。二、課程的基本要求使學(xué)生對物理學(xué)所研究的各種物質(zhì)運(yùn)動形式以及它們之間的聯(lián)系有比較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識;對大學(xué)物理課中的基本理論、基本知識能夠正確地理解 ,并且有初步應(yīng)用的能力。2.通過教學(xué)環(huán)節(jié) ,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度和求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)。根據(jù)本課程的特點(diǎn) ,在傳授知識的同時加強(qiáng)對學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng) ,如通過對自然現(xiàn)象和演示實(shí)驗(yàn)的觀察等途徑 ,培養(yǎng)學(xué)生從復(fù)雜的現(xiàn)象中抽象出帶有物理本質(zhì)的內(nèi)容和建立物理模型的能力、運(yùn)用理想模型和適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具定性分析研究和定量計(jì)算問題的能力以及獨(dú)立獲取知識與進(jìn)行知識更新的能力 ,聯(lián)系工程實(shí)際應(yīng)用的能力等。3.在理論教學(xué)中 ,要根據(jù)學(xué)生情況精講基本內(nèi)容 ,有些內(nèi)容可安排學(xué)生自學(xué)或討論 ,并要安排適當(dāng)課時的習(xí)題課 ;要充分利用演示實(shí)驗(yàn)、錄像等形象化教學(xué)手段 ,應(yīng)盡量發(fā)揮計(jì)算機(jī)多媒體在物理教學(xué)中的作用 ,以提高教學(xué)效果。 在教學(xué)過程中 ,還要處理好與中學(xué)物理的銜接與過渡 ,一方面要充分利用學(xué)生已掌握的物理知識 ,另一方面要特別注意避免和中學(xué)物理不必要的重復(fù)。 在與后繼有關(guān)課程的關(guān)系上 ,考慮到本課程的性質(zhì) ,應(yīng)著重全面系統(tǒng)地講授物理學(xué)的基本概念、基本規(guī)律和分析解決問題的基本方法 ,不宜過分強(qiáng)調(diào)結(jié)合專業(yè)。-1-三、教學(xué)內(nèi)容及要求(一)力學(xué)1.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)2.質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)3.剛體的運(yùn)動要求:力學(xué)是大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中最基本、最重要的部分 ,它是學(xué)習(xí)大學(xué)物理其它部分以及許多后繼課程所必須具備的基礎(chǔ)知識。教學(xué)中要充分利用學(xué)生已有的力學(xué)基礎(chǔ) ,避免簡單重復(fù) ;要應(yīng)用高等數(shù)學(xué)工具 ,在新的高度講授力學(xué)概念和規(guī)律。通過力學(xué)部分的學(xué)習(xí) ,使學(xué)生初步了解科學(xué)地研究問題的基本思想和方法 ;通過指導(dǎo)學(xué)生聽課、閱讀教材 (參考書 )、答(質(zhì))疑、以及做習(xí)題的規(guī)范訓(xùn)練和對作業(yè)的嚴(yán)格要求 ,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度 ,使學(xué)生盡快適應(yīng)大學(xué)階段的學(xué)習(xí)規(guī)律。理解質(zhì)點(diǎn)、剛體等模型和參照系、慣性系等概念。掌握位置矢量、位移、速度、加速度等物理量。能籍助直角坐標(biāo)系熟練地計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動時的速度和加速度 ;能熟練地計(jì)算質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動時的角速度、角加速度、速度、切向加速度和法向加速度 ;會用自然坐標(biāo)計(jì)算一般平面曲線運(yùn)動中的速度、切向加速度和法向加速度。(3)掌握牛頓運(yùn)動定律及其適用條件 ,會用牛頓第二定律的投影式處理力學(xué)問題 ,掌握力學(xué)量的單位和量綱。(4)掌握功的概念 ,能熟練地計(jì)算變力的功 ,會計(jì)算力矩的功 ,掌握保守力作功的特點(diǎn)及勢能的概念 ,會計(jì)算勢能和勢能差 ,能熟練計(jì)算重力勢能、彈性勢能和萬有引力勢能。(5)掌握質(zhì)點(diǎn)系的動能定理和動量定理 ,會用它們分析解決質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動時的簡單力學(xué)問題,了解質(zhì)心和質(zhì)心運(yùn)動定理。 * 了解空間均勻性與動量守恒律的關(guān)系。掌握機(jī)械能守恒定律、 動量守恒定律及它們的適用條件 ,掌握運(yùn)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(yùn)動的力學(xué)問題。理解轉(zhuǎn)動慣量概念,能用積分方法計(jì)算幾何形狀簡單、質(zhì)量分布均勻的物體對軸的轉(zhuǎn)動慣量。掌握剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動定律。會計(jì)算定軸轉(zhuǎn)動剛體的動能 ;能運(yùn)用定軸轉(zhuǎn)動剛體的動能定理分析、計(jì)算簡單力學(xué)問題。(7)理解動量矩 (角動量)概念;通過質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動情況 ,理解動量矩守恒定律及其適用條件 ,能應(yīng)用該定律分析、計(jì)算簡單力學(xué)問題 ,了解進(jìn)動產(chǎn)生的原因和進(jìn)動方向。(8)理解牛頓力學(xué)的相對性原理 ,理解兩個相互作平動的坐標(biāo)系間適用的速度和加速度變換定理,能分析與平動有關(guān)的相對運(yùn)動問題。(二)氣體動理論及熱力學(xué)熱力學(xué)氣體動理論要求:氣體動理論和熱力學(xué)從不同的觀點(diǎn)、用不同的方法研究物質(zhì)熱運(yùn)動的基本規(guī)律 ,氣體動理論是微觀理論 ,熱力學(xué)是宏觀理論。在氣體動理論教學(xué)中 ,要突出“系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是系統(tǒng)中分子微觀熱運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)” 這個圖象 ,突出統(tǒng)計(jì)概念和統(tǒng)計(jì)平均方法 ,在熱力學(xué)教學(xué)中 ,要突出“從能量觀點(diǎn) ,運(yùn)用邏輯推理研究問題 ”的思想和方法。要引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會兩種理論的特點(diǎn)以及二者間相輔相成的關(guān)系。(1)掌握功和熱量的概念 ,理解準(zhǔn)靜態(tài)過程 ,掌握熱力學(xué)第一定律 ,能熟練地分析、計(jì)算理想氣體各等值和絕熱過程中的功、熱量、內(nèi)能的改變量及熱機(jī)循環(huán)效率 ,了解卡諾定理 ,了解致冷系數(shù)的定義。-2-理解可逆過程與不可逆過程，理解熱力學(xué)第二定律的兩種表述。(3)了解氣體分子熱運(yùn)動的圖象 ,掌握理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式 ,能從宏觀和統(tǒng)計(jì)意義兩個方面理解壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能等概念 ,理解系統(tǒng)宏觀性質(zhì)是微觀運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn) ,了解從建立模型、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均、建立宏觀量和微觀量的聯(lián)系到闡明宏觀量微觀本質(zhì)的思想和方法。了解氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程。(4)了解玻爾茲曼能量分布定律 ,理解麥克斯韋速率分布定律、速率分布函數(shù)及速率分布曲線的物理意義 ,理解氣體分子熱運(yùn)動的算術(shù)平均速率、方均根速率和最概然速率的求法和意義 ,了解重力場中粒子按高度的分布規(guī)律。(5)理解氣體分子平均能量按自由度均分定理 ,能用該定理計(jì)算理想氣體的定容熱容、定壓熱容和內(nèi)能。(6)理解熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 ,理解無序性和熵的概念 ,了解熵的玻爾茲曼表達(dá)式及其物理意義。(7)了解阿伏伽德羅常數(shù)、玻爾茲曼常數(shù)的數(shù)值和單位 ,了解常溫常壓下氣體分子數(shù)密度、算術(shù)平均速率、平均自由程及分子有效直徑等的數(shù)量級。(三)電磁學(xué)1.靜電場庫侖定律電偶極矩2.穩(wěn)恒電流的磁場3.電磁感應(yīng)4.電磁場理論的基本概念要求:在電磁學(xué)部分的教學(xué)中 ,應(yīng)以庫侖定律、畢奧—薩伐爾定律和法拉弟電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ),突出場的概念 ,著重闡述電磁場的基本規(guī)律 ,最后給出麥克斯韋方程組的積分形式。 教學(xué)中,還應(yīng)適當(dāng)介紹電磁學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)及工程技術(shù)中的應(yīng)用 ,要積極組織學(xué)生參觀電磁學(xué)系列演示陳列實(shí)驗(yàn)。(1)掌握靜電場電場強(qiáng)度和電勢的概念以及場的疊加原理 ,掌握電勢與電場強(qiáng)度的積分關(guān)系 ,了解電場強(qiáng)度與電勢的微分關(guān)系 ,能計(jì)算一些簡單問題中的電場強(qiáng)度和電勢。(2)理解靜電場的規(guī)律 :高斯定理和環(huán)路定理 ,掌握用高斯定理計(jì)算電場強(qiáng)度的條件和方法 ,并能熟練應(yīng)用。了解靜電平衡條件及導(dǎo)體處于靜電平衡時的基本特征。(4)掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念及畢奧—薩伐爾定律,能計(jì)算一些簡單問題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(5)理解穩(wěn)恒磁場的規(guī)律:磁場高斯定理和安培環(huán)路定理,掌握用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。(6)理解安培定律和洛侖茲力公式 ,理解電偶極矩和磁矩的概念 ,能計(jì)算電偶極子在均勻電場中、簡單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線圈在磁場中所受力和力矩 ,能分析和計(jì)算電荷在正交的均勻電磁場中的受力和運(yùn)動。理解霍爾效應(yīng)。(7)了解介質(zhì)的極化、 磁化現(xiàn)象及其微觀解釋 ,了解鐵磁質(zhì)的特性 ,了解各向同性介質(zhì)中 D和E、H和B之間的關(guān)系和區(qū)別 ,理解介質(zhì)中的高斯定理和安培環(huán)路定理 ,會用介質(zhì)中的高斯定理和安培環(huán)路定理計(jì)算介質(zhì)中的電位移矢量和磁場強(qiáng)度 ,能由已知的電位移和磁場強(qiáng)度求相應(yīng)