《大學物理4》課程教學大綱

《大學物理(1)》課程實施大綱

目錄

1.教學理念...................................................6

1.1關(guān)注學生的發(fā)展...........................................6

L2關(guān)注教學的有效性..........................................7

1.3關(guān)注教學的策略...........................................7

1.4關(guān)注教學價值觀...........................................7

2.課程介紹...................................................7

2.1課程的性質(zhì)...............................................7

2.2課程在學科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用.........................7

2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)......................................7

2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢......................................8

2.5課程與經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系..................................8

2.6學習本課程的必要性.......................................9

3.教師簡介....................................................9

3.1教師的職稱、學歷........................錯誤!未定義書簽。

3.2教育背景................................錯誤!未定義書簽。

3.3研究興趣(方向)........................錯誤!未定義書簽。

4.先修課程...................................................9

5.課程目標...................................................9

5.1知識與技能方面............................................9

5.2過程與方法方面...........................................9

5.3情感、態(tài)度與價值觀方面..................................10

6.課程內(nèi)容...................................................10

6.1課程的內(nèi)容概要...........................................10

6.2教學重點、難點...........................................12

6.3學時安排.................................................13

7.課程實施....................................................14

7.1單元教學日期.............................................14

7.2單元教學目標.............................................14

7.3單元教學內(nèi)容（含重點、難點）.............................16

7.4單元教學過程和作業(yè)安排...................................20

7.4.1第一單元.............................................20

7.4.2第二單元.............................................23

7.4.3第三單元.............................................28

7.4.4第四單元.............................................31

7.4.5第五單元.............................................33

7.4.6第六單元.............................................39

7.4.7第七單元.............................................40

7.4.8第八單元.............................................43

7.4.9第九單元.............................................47

7.4.10第十單元............................................50

7.4.11第H—單元..........................................55

7.4.12第十二單元..........................................61

7.4.13第十三單元..........................................67

7.4.14第十四單元..........................................68

7.4.15第十五單元..........................................70

7.4.16第十六單元..........................................71

7.4.17第十七單元..........................................73

7.4.18第十八單元..........................................78

7.4.19第十九單元..........................................83

7.4.20第二十單元.........................................88

7.4.21第二H-一單元........................................91

7.4.22第二十二單元.......................................95

7.4.23第二十三單元.......................................100

7.4.24第二十四單元.......................................104

7.4.25第二十五單元.......................................107

7.4.26第二十六單元.......................................110

7.4.27第二十七單元.......................................114

7.4.28第二十八單元.......................................118

7.4.29第二十九單元.......................................124

7.4.30第三十單元.........................................126

7.5單元教學方法............................................128

7.6課前準備情況及其他相關(guān)特殊要求..........................128

7.7教學單元的參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）.............129

8.課程要求..................................................129

8.1學生自學要求............................................129

8.2課外閱讀要求...........................................129

8.3課堂討論要求...........................................129

8.4課程實踐要求...........................................129

9.課程考核..................................................130

9.1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報告等的要求................130

9.2成績的構(gòu)成與評分規(guī)則說明...............................130

9.3考試形式及說明.........................................130

10.學術(shù)誠信.................................................130

10.1考試違規(guī)與作弊處理.....................................130

11.課堂規(guī)范.................................................130

11.1課堂紀律...............................................130

11.2課堂禮儀..............................................131

12.課程資源.................................................131

12.1教材與參考書...........................................131

12.2專業(yè)刊物..............................................131

12.3網(wǎng)絡(luò)課程資源..........................................131

13.教學合約.................................................132

13.1教師作出師德師風承諾...................................132

13.2同意遵守課程實施大綱中闡述的標準和期望.................132

1.教學理念

物理學的新發(fā)現(xiàn)，它所產(chǎn)生的新概念及新理論常常發(fā)展為新的學科或?qū)W科分支。它

的基本概念、基本理論與實驗方法向其它學科或技術(shù)領(lǐng)域的滲透總是毫無例外地促成該

學科或技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生革命性變化或里程碑式進步。歷史上幾次重要的技術(shù)革命都是以物

理學的進步為先導的。物理學正在進一步與生物學、化學和材料科學結(jié)合，使后者的研

究向更深的層次發(fā)展。當前，科學技術(shù)發(fā)展的學科交叉與結(jié)合特征更為突出，因此可以

毫不夸張地說，物理基礎(chǔ)是學好各自然科學和工程技術(shù)科學的基礎(chǔ)。物理學教育對于大

學生素質(zhì)教育的作用是任何學科都無法取代的。大學物理是低年級學生的一門重要基礎(chǔ)

課。它的作用一方面是為學生打好必要的物理基礎(chǔ)；另一方面是使學生初步學習科學的

思維方法和研究問題方法，這些都起著增強學生適應(yīng)能力、開闊思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新

精神，提高人才科學素質(zhì)的重要作用。打好物理基礎(chǔ)，不僅對學生在校學習起著十分重

要的作用，而且對學生畢業(yè)后的工作和在工作中進一步學習新理論、新知識、新技術(shù)，

不斷更新知識都將產(chǎn)生深遠的影響。

1.1關(guān)注學生的發(fā)展

大學的根本職能是培養(yǎng)人才，它的終極目標應(yīng)是造就高層次全面發(fā)展的人才，是對

實現(xiàn)人的全面發(fā)展的一種高層次的追求，對實現(xiàn)社會的全面發(fā)展的一種高層次的價值追

求，對實現(xiàn)社會政治、經(jīng)濟、文化和科學技術(shù)全面發(fā)展并不斷創(chuàng)新的一種高層次的價值

追求。大學教育的必須同時達到以下四大類目標：（1）對自我的認識。大學教育的重

要性并不完全在于學生學會了多少專業(yè)知識，掌握了多少技術(shù)，更重要在于使學生學會

認識自我；（2）對他人、對社會的責任。大學生作為有知識、有思想的社會一分子，

理應(yīng)承擔更多的社會責任，不僅要關(guān)注自己的學業(yè)，更應(yīng)關(guān)注他人，關(guān)注集體、國家和

社會的發(fā)展；（3）對知識的追求與探索。大學是知識經(jīng)濟之根，在知識經(jīng)濟條件下，

大學教育的一個最基本目的就是對知識的探索與傳播；（4）與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。通過

大學教育意在使學生關(guān)注自然，關(guān)注生命，培養(yǎng)他們可持續(xù)發(fā)展的價值觀和判斷能力，

使他們能形成環(huán)境道德觀，養(yǎng)成關(guān)心與愛護環(huán)境的素養(yǎng)。

大學物理課程以物理學基礎(chǔ)知識和物理學在科學技術(shù)上的應(yīng)用為內(nèi)容，是工科院校

學生的一門必修課，不僅其知識內(nèi)容是學生后續(xù)專業(yè)學習的必備基礎(chǔ)，更主要的是可以

培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，這對他們以后的學習、工作和生活都更為重要。

所以在教學中除了知識的傳授，更要注重學生能力的培養(yǎng)和提高。

1.2關(guān)注教學的有效性

有效教學是指教師在通過一段時間的教學之后，學生獲得了具體的進步或發(fā)展，也

就是說，學生有無進步或發(fā)展是教學有沒有效益的唯一指標。教學中做到以下幾點能促

成有效教學目的的實現(xiàn)：（1）根據(jù)大學物理的特點，做好課堂設(shè)計；（2）努力營造以學

生為本的和諧的課堂環(huán)境；（3）課堂上師生互動與溝通；（4）課堂外良好的師生交往。

1.3關(guān)注教學的策略

根據(jù)不同專業(yè)、不同基礎(chǔ)學生的具體情況進行教學。由于老師掌握了教學對象的基

本情況和要求，教學的針對性更強。而從學生這個角度來說，老師給他們的正是他們需

要的，也更能激發(fā)他們學習積極性和主動性，這樣能夠收到好的教學效果。

1.4關(guān)注教學價值觀

教學中，要用正確的價值觀和人生觀去影響學生，努力使他們成長為身心健康的、

有益于社會、有益于人民的人。

2.課程介紹

2.1課程的性質(zhì)

物理學是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運動形式、相互作用及其轉(zhuǎn)化規(guī)律的自然學科,

大學物理是工科院校學生的一門重要的基礎(chǔ)必修課，其重要性不僅表現(xiàn)在它的各部分知

識是學生后續(xù)專業(yè)課程學習的必要基礎(chǔ)，更重要的是物理知識邏輯性強，物理思維獨特,

解決問題的方法獨到，在學習物理的過程中掌握的學習技能既可以指導他們專業(yè)課的學

習，也可以幫助他們解決進入社會后遇到的困難。

2.2課程在學科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用

1、物理學為其它學科創(chuàng)立原理和技術(shù)，如激光技術(shù)，電子學，核技術(shù)，信息技術(shù)等。

2、物理學為一切學科提供了基本的實驗手段和基本研究方。

3、物理學是促進各學科發(fā)展的重要基礎(chǔ)知識。

所以大學物理對大學階段各個學科專業(yè)的學習是起著基礎(chǔ)的作用，促進的作用，它

的地位勢是很明顯很重要的。

2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)

物理學是研究自然的一門學科。在物理學研究過程中，也有自己的感悟。西方注重

歸納和邏輯演繹推理，對物理學的感悟即是理性。而結(jié)合中國傳統(tǒng)文化，學習象辭的做

法，與物理學“合”，即通過感悟物理現(xiàn)象、物理規(guī)律來感悟人生，感悟社會，提高自

身修養(yǎng)及心理境界，并且在物理教學中傳授或引導這種感悟，在傳授學生基本物理知識、

培養(yǎng)其理性的同時，提高他們的心理境界，幫助他們樹立起現(xiàn)代的道德觀、人生觀，構(gòu)

筑現(xiàn)代社會的“和”，則是具有中國特色的物理教學思路。通過學習大學物理，可以知

道物質(zhì)世界是運動變化的，且有規(guī)律可循。不管多么復雜的物理現(xiàn)象，都會遵循一些簡

單的基本物理定律。由此可以聯(lián)想到人類社會的不斷變化發(fā)展，以及這一變化發(fā)展應(yīng)當

遵循的基本規(guī)則。再者，個人也應(yīng)當不斷發(fā)展，自強不息，個人生活也有規(guī)律。在物理

學里，一個處于平衡態(tài)的系統(tǒng)是必須要滿足一定條件的，如果這些條件被破壞了，那么

這個平衡系統(tǒng)就會被破壞。同樣，人類社會想要穩(wěn)定，也應(yīng)當遵守一些基本法則，人與

人之間的融洽相處也要基于某些條件，如法律、條例、道德規(guī)范，等等。如果沒有了法

律和道德規(guī)范，人類社會將會失去平衡。正如一個系統(tǒng)要變化發(fā)展一樣，它應(yīng)該是非平

衡態(tài)的，而要穩(wěn)定地變化發(fā)展，也應(yīng)具備條件，不然，系統(tǒng)就會產(chǎn)生混亂，甚至發(fā)生劇

烈變化以至崩潰，然后再產(chǎn)生出另一個新的系統(tǒng)。人類社會亦是如此，要想發(fā)展，某些

方面的不平衡是必然的。但是，必須控制協(xié)調(diào)社會的不平衡因素，遵循客觀條件因勢利

導。不然，就會產(chǎn)生社會的混亂和動蕩，直至改朝換代。

2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢

二十一世紀是科學技術(shù)飛速發(fā)展的時代。在這個時代，目睹了人類分裂原子、拼接基

因、克隆動物、開通信息高速公路、納米加工和探索太空。很難設(shè)想，若沒有科學技術(shù)

的飛速發(fā)展，沒有原子能、沒有計算機、沒有半導體，現(xiàn)代生活將是什么樣子。與科學

技術(shù)的發(fā)展一樣，物理學也經(jīng)歷了極其深刻的革命?？梢哉f，物理學每時每刻都在不停

的發(fā)展，其活躍的前沿領(lǐng)域很多，是最有生命力、成果最多的學科之一。

2.5課程與經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系

物理與經(jīng)濟有著天然的密不可分的關(guān)系，物理與經(jīng)濟相互影響、共同發(fā)展。從前物

理時代到三層次工業(yè)革命再到物理經(jīng)濟學的產(chǎn)生壯大，以及物理方法的可持續(xù)發(fā)展問

題，無一不深刻揭示了物理與經(jīng)濟發(fā)展的血脈相連。一是物理科學技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造出新產(chǎn)

品促進經(jīng)濟發(fā)展，此點顯而易見也最能凸顯出物理科學的進步在經(jīng)濟發(fā)展中不可替代的

作用，三次工業(yè)革命就有力地證明了科技創(chuàng)造對提高生產(chǎn)效率促進社會進步的巨大作

用；二是物理理論成果用于經(jīng)濟規(guī)律研究中，從而促進了經(jīng)濟學的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)在經(jīng)

濟學的研究中發(fā)揮了不小的作用，物理經(jīng)濟學才誕生十多年，成績顯著、發(fā)展前景可觀;

三是在環(huán)境檢測與治理方面，物理方法以經(jīng)濟高效、無二次污染的特性凸顯，既防止了

二次污染也加速經(jīng)濟發(fā)展。

2.6學習本課程的必要性

物理學作為一門學科,它對人類社會的影響是不言而喻的。作為整個自然科學的理

論基礎(chǔ)，它的發(fā)展帶動了其他自然學科的蓬勃發(fā)展；作為自然哲學，它對整個人類思維的

宇宙觀、時空觀以及物質(zhì)觀都產(chǎn)生了革命性的變化;作為應(yīng)用技術(shù)的指導性理論，它對人

類物質(zhì)文明的進步,對整個人類社會的歷史進步有巨大的推動作用。物理學正在進一

步與生物學、化學和材料科學結(jié)合，使后者的研究向更深的層次發(fā)展。當前，科學技術(shù)

發(fā)展的學科交叉與結(jié)合特征更為突出，因此可以毫不夸張地說，物理基礎(chǔ)是學好各自然

科學和工程技術(shù)科學的基礎(chǔ)。工科大學生們物理基礎(chǔ)的厚薄將會影響他們?nèi)蘸蟮墓ぷ鬟m

應(yīng)能力和發(fā)展后勁。物理學教育對于大學生素質(zhì)教育的作用是任何學科都無法取代的。

高校很有必要開設(shè)《大學物理》基選課以普及物理學基礎(chǔ)知識，提高大學生的科學素養(yǎng)

培養(yǎng)具有健全人格、獨立個性和豐富創(chuàng)造力的全面發(fā)展人才。

3.教師簡介

4.先修課程

高等數(shù)學

5.課程目標

5.1知識與技能方面

本課程的作用，一方面在于為學生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)；另一方面使學生

初步學習科學思想方法和研究問題方法。這些都起著開闊思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、

增強適應(yīng)能力，提高人才素質(zhì)的重要作用。學好本課程，不僅對學生在校的學習十分重

要，而且對學生畢業(yè)后的工作和進一步學習新理論、新知識、新技術(shù)，不斷更新知識，

都將發(fā)生深遠的影響。

5.2過程與方法方面

本課程是在大學一、二年級開設(shè)的，在使學生樹立正確的學習態(tài)度、掌握科學的學

習方法，培養(yǎng)獨立獲取知識的能力，以盡快適應(yīng)大學階段的學習規(guī)律，為培養(yǎng)具有較強

工程實踐能力和工程創(chuàng)新意識的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才服務(wù)等方面所起的作用也是

十分重要的。

5.3情感、態(tài)度與價值觀方面

1.在教學內(nèi)容上強化情感、態(tài)度價值觀的教育功能

要發(fā)展學生對科學的好奇心和求知欲。發(fā)展學生對物理學的興趣，首先就要增強學

生學好大學物理課的自信。和高中相比，高中物理課無論在知識深度上還是學習方法上,

都有很大的不同，應(yīng)該讓學生有一個逐步適應(yīng)和領(lǐng)悟的過程，不要把過高過難的物理問

題“一次到位”地擺在學生的面前，挫傷學生的積極性。

2.在教學過程中強化情感、態(tài)度、價值觀的教育功能

教師應(yīng)該為學生營造一種寬松、積極的學習環(huán)境，把物理學習看成是學生進行自我

塑造的過程，而不是物理競技場上的比賽。教師應(yīng)該幫助學生使其在獲取物理知識、解

決物理問題、探究物理規(guī)律、歸納物理方法等方面獲得具體的成果，讓學生得到成功的

體驗，享受成功的愉悅。

3.在教學內(nèi)容上使物理貼近學生生活、聯(lián)系社會實際

把物理教學的內(nèi)容和學生的生活實際聯(lián)系起來，有利于激發(fā)學生的學習熱情，強化

學生的實踐意識，提高學生分析問題和解決問題的能力；把物理知識與應(yīng)用技術(shù)、人文

學科相結(jié)合，能使學生獲得一個更為寬廣的視野，有助于學生形成科學的價值觀，增強

社會責任感。

6.課程內(nèi)容

6.1課程的內(nèi)容概要

第一章質(zhì)點運動學

研究的是質(zhì)點運動的描述。首先介紹了描述質(zhì)點運動的四個物理量，在此基礎(chǔ)上討

論了直線運動和曲線運動以及相對運動等問題。

第二章牛頓運動定律

主要研究牛頓第一定律-一慣性定律，牛頓第二定律牛頓和第三定律--作用和反作

用定律的基本內(nèi)容和有關(guān)的基本概念，并著重介紹如何應(yīng)用牛頓定律來解具體問題。具

體內(nèi)容包括：（1）牛頓第一定律牛頓第二定律，第三定律，慣性參照系，非慣性參照

系；（2）力學中常見的幾種力：萬有引力，彈性力，摩擦力（3）牛頓運動定律的應(yīng)

用（4）單位制和量綱（5）牛頓定律的適用范圍

第三章.功和能

課程內(nèi)容概要：功及功率的概念，直線運動情況下變力做功；動能和動能定理，質(zhì)

點和質(zhì)點系的動能定理；物體系的勢能，重力勢能、彈性勢能和萬有引力勢能；保守力

和非保守力做功的特點及勢能的概念，功能原理和機械能守恒定律。

第四章沖量和動量

本章主要研究：沖量和動量概念既關(guān)系，動量定理及其應(yīng)用物體系的動量定理；動

量守恒定律定理及其應(yīng)用；正碰和斜碰的概念，完全彈性碰撞和非完全彈性碰撞，質(zhì)點

和質(zhì)點系的角動量和角動量守恒定律。

第五章剛體的定軸轉(zhuǎn)動

本章主要研究剛體的平動剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動，剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律和轉(zhuǎn)動慣

量（包括：作用在質(zhì)點上的力矩；剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角動量和力矩；剛體的轉(zhuǎn)動定律;

剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量）；力矩的空間積累效應(yīng)（包括：力矩的功-力矩對空間的積

累；剛體的動能、動能定理；剛體的重力勢能；剛體的功能原理及機械能守恒定律）

第十章.真空中的靜電場

課程內(nèi)容概要：電場線、等勢面的概念；電勢和電勢差的概念，電場力作功的特點；

電勢的疊加原理；電勢的兩種計算方法；與電場強度的積分關(guān)系，理解其微分關(guān)系，計

算一般問題中的電勢；高斯定理和環(huán)路定理，用高斯定理計算電場強度的條件和方法；

用電勢來求電場強度的分布的計算方法。

第十一章靜電場中的導體和電解質(zhì)

討論靜電場與導體的相互作用，導體處于靜電平衡狀態(tài)的意義和條件，以及處于靜

電平衡的導體表面的電荷分布的規(guī)律；導體的電容，電容器的電容以及電容器電容的計

算方法。電解質(zhì)和靜電場之間的相互作用。有介質(zhì)存在時的高斯定理和環(huán)路定理。

第十三真空中穩(wěn)恒電流的磁場

基本的磁現(xiàn)象，磁感應(yīng)強度、磁感應(yīng)線、磁通量和磁場中的高斯定理，畢奧一薩

伐爾一拉普拉斯定律，磁場疊加原理，畢奧一薩伐爾―拉普拉斯定律的應(yīng)用，安培環(huán)路

定理及其應(yīng)用，

第十四章磁介質(zhì)

教學內(nèi)容：1、磁介質(zhì)的磁化及微觀解釋，磁場強度矢量、有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定

理和高斯定理。磁化微觀機制和順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)；鐵磁質(zhì)的特性及磁滯回線。

第十五章電磁感應(yīng)

重點講述法拉第電磁感應(yīng)定律以及麥克斯韋關(guān)于渦旋電場和位移電流的基本假設(shè)，

并闡明麥克斯韋方程組的物理思想，幫助學生建立起統(tǒng)一電磁場的概念以及認識電磁場

的物質(zhì)性、相對性和統(tǒng)一性。電路作為處理電磁問題的一種常用方式，有很重要的實際

意義。本章對電磁問題的處理著眼于“路”與“場”的聯(lián)系，電磁感應(yīng)定律是聯(lián)系回路

中感應(yīng)電動勢與磁場的變化率的紐帶，揭示了變化的磁場產(chǎn)生渦旋電場：

島?療7萼?麻；修正后的安培環(huán)路定理將傳導電流與變化的電場（位移電流）構(gòu)成一

個整體（全電流），揭示了變化的電場在磁效應(yīng)方面跟傳導電流一樣都會產(chǎn)生渦旋磁場：

折=+久）.相。結(jié)合靜電場及靜磁場的環(huán)路定理、高斯定理，最終總結(jié)出一般電

磁場的普遍規(guī)律一一麥克斯韋方程組

6.2教學重點、難點

第一章

重點：運動方程；速度；切向加速度；法向加速度；圓周運動。

難點：運動描述的矢量表示；運動學初值問題；質(zhì)心。

第二章

重點：運用牛頓運動定律的基本解題方法。

難點：運用牛頓運動定律的基本解題方法。

第三章

重點：非直線運動情況下變力做功，動能和動能定理，物體系的勢能，功能原理和

難點：非直線運動情況下變力做功，重力勢能、彈性勢能和萬有引力勢能的推導，

保守力和非保守力的區(qū)分，動能定理和功能原理的區(qū)別，質(zhì)點系的機械能守恒定律

第四章

重點：角動量守恒定律

難點：守恒條件的分析及守恒定律的應(yīng)用。

第五章

重點：剛體的概念，描述定軸轉(zhuǎn)動剛體的基本物理量；力矩、角動量的概念和計算,

剛體繞定軸轉(zhuǎn)動微分方程的應(yīng)用；力矩做功的概念，定軸轉(zhuǎn)動剛體的動能、動能定理及

其應(yīng)用

難點：定軸轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點速度和加速度的角量與線量表述；轉(zhuǎn)動慣量的理解；力

矩、角動量的概念和計算，剛體繞定軸轉(zhuǎn)動微分方程的應(yīng)用；力矩做功的計算，定軸轉(zhuǎn)

動剛體動能定理的應(yīng)用；

第十章

重點：1.電勢及電通量概；2.高斯定理和環(huán)路定理；3.電場強度與電勢梯度的關(guān)系:

4.計算電勢的各種方法。

難點：1.帶電體電勢的計算；2.高斯定理及其應(yīng)用；3.電場強度與電勢梯度微分關(guān)

系

第十一章

重點：導體處于靜電平衡狀態(tài)的意義和條件處于靜電平衡的導體表面的電荷分布的

規(guī)律；電容器的電容以及電容器電容的計算方法。電解質(zhì)和靜電場之間的相互作用。有

介質(zhì)存在時的高斯定理和環(huán)路定理

難點：有介質(zhì)存在時的高斯定理和環(huán)路定理

第十三章

重點：磁感應(yīng)強度、磁通量及磁場迭加原理，磁場中的高斯定理，畢奧一薩伐爾定

律及運用安培環(huán)路定理及其應(yīng)用。

難點：畢奧一薩伐爾定律的應(yīng)用。理解電流密度矢量概念及其與電流強度的關(guān)系。

把載流導線看成是由許許多多電流元組成，講清電流元在空間產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度必由

畢奧一一薩伐爾定律求出，如何進一步用磁場迭加原理求出整個線電流的磁感應(yīng)強度，

安培環(huán)路定理的應(yīng)用

第十四章

重點：介質(zhì)中的安培環(huán)路定理和高斯定理

難點：介質(zhì)中的安培環(huán)路定理和高斯定理

第十五章

重點：電源電動勢的定義及其物理意義；法拉第電磁感應(yīng)定律；動生電動勢計算；

渦旋電場假說。

難點：利用法拉第電磁感應(yīng)定律與=一"以力計算感應(yīng)電動勢的大小和方向；感生電

場（渦旋電場）的性質(zhì)；用電動勢的定義式計算動生及感生電動勢。

6.3學時安排

知識內(nèi)容授課60學時，復習4學時共計64學時

7.課程實施

7.1單元教學日期

第一單元：第1次課；第二單元：第2次課；第三單元：第3次課；第四單元：第4次

課；第五單元：第5次課；第六單元：第6次課；第七單元：第7次課；第八單元：第8次

課；第九單元：第9次課；第十單元：第10次課；第十一單元：第11次課；第十二單元:

第12次課；第十三單元：第13次課；第十四單元：第14次課；第十五單元：第15次課；

第十六單元：第16次課；第十七單元：第17次課；第十八單元：第18次課；第十九單元:

第19次課；第二十單元：第20次課；第二十一單元：第21次課；第二十二單元：第22次

課；第二十三單元：第23次課；第二十四單元：第24次課；第二十五單元：第25次課；

第二十六單元：第26次課；第二十七單元：第27次課；第二十八單元：第28次課；第

二十九單元：第29次課；第三十單元：第30次課；第三十一單元：第31次課，，第三十

二單元：第32次課。

說明：每次課2課時

7.2單元教學目標

第一單元：掌握描述質(zhì)點運動及運動變化的基本物理量及其在笛卡爾坐標系、自然

坐標系中的表示；理解運動方程的概念。

第二單元：掌握質(zhì)點做圓周運動時的角量描述以及角量與線量之間的關(guān)系；理解用

微積分的方法處理質(zhì)點運動學的兩類基本問題。

第三單元：掌握對平面曲線運動的描述及分析方法；掌握運動的疊加原理及運用；

理解相對運動概念，掌握相對速度、相對加速度的計算方法。

第四單元：掌握牛頓定律的基本內(nèi)容及其適用條件，了解常見幾種力的定義.熟練

掌握用隔離體法分析物體的受力情況，。

第五單元：熟練掌握牛頓定律概念及應(yīng)用，初步掌握微積分方法求解變力作用下的

簡單質(zhì)點動力學問題，理解單位制和量綱的概念，了解牛頓定律的適用范圍，理解慣性

系與非慣性系的概念，了解慣性力的概念.

第六單元：掌握功和功率的概念，能計算變力所做的功，掌握動能的定義和動能定

理的內(nèi)容以及應(yīng)用動能定理分析問題的方法。

第七單元：理解保守力作功的特點及物體系勢能的概念，理解勢能定理的內(nèi)容，會

計算萬有引力、重力和彈性力的勢能.掌握功能原理和機械能守恒定律，掌握運用動量

和能量守恒定律分析力學問題的思想和方法.

第八單元：理解動量、沖量概念，掌握動量定理.掌握運用動量定理分析力學問題

的思想和方法.

第九單元：理解掌握動量守恒定律.掌握綜合運用動量和能量守恒定律分析力學問

題的思想和方法.

第十單元：了解完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點，并能應(yīng)用動量定理處理較

簡單的完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的問題.理解角動量概念，掌握角動量定理，并

能處理一般質(zhì)點在平面內(nèi)運動繞定軸轉(zhuǎn)動情況下的角動量守恒問題。

第十一單元：理解描寫剛體定軸轉(zhuǎn)動角速度和角加速度的物理意義，并掌握角量與

線量的關(guān)系.理解力矩和轉(zhuǎn)動慣量概念，掌握剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定理.

第十二單元：理解力矩的功和剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動動能概念，理解剛體的角動量和

角動量守恒定律。能在有剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的問題中正確地應(yīng)用機械能守恒定律.能運用

以上規(guī)律分析和解決包括質(zhì)點和剛體的簡單系統(tǒng)的力學問題.

第十三單元：掌握描述靜電場的電場強度的概念，理解電場強度，掌握真空中的庫

倫定律，掌握靜電場力的疊加原理求解電場的方法，。

第十四單元：掌握庫侖定律解題的常用步驟，理解電場線的含義，理解靜電場的基

本定理之一一環(huán)路定理

第十五單元：理解靜電場的兩條基本定理一一高斯定理，明確認識靜電場是有源場

和保守場.掌握應(yīng)用高斯定理求解電場分布的方法。

第十六單元：理解電場力做的功，電勢及電勢差等概念，理解電場力做功和電勢差

的關(guān)系，掌握電勢疊加原理和電勢的計算。

第十七單元：理解等勢面概念以及場強與電勢的關(guān)系，了解電偶極子概念，能計算

電偶極子在均勻電場中的受力和運動.掌握靜電平衡的條件、性質(zhì)，掌握導體處于靜電

平衡時的電荷密度和場強的關(guān)系。

第十八單元：了解電介質(zhì)的極化機理，掌握電位移矢量和電場強度的關(guān)系.理解電介

質(zhì)中的高斯定理，并會用它來計算電介質(zhì)中對稱電場的電場強度.

第十九單元：掌握電容器的電容，能計算常見電容器的電容；理解電場能量密度的

概念，掌握電場能量的計算.

第二十單元：掌握描述磁場的物理量一一磁感強度的概念，理解它是矢量點函數(shù).

掌握磁感應(yīng)線、磁通量概念、磁場的高斯定理，熟練應(yīng)用磁通量和高斯定理求解相關(guān)物

理問題。

第二十一單元：理解畢奧一薩伐爾定律、磁場疊加原理，能利用它門計算一些簡單

問題中的磁感強度

第二十二單元:理解安培環(huán)路定理.理解用安培環(huán)路定理計算磁感強度的條件和方法.

掌握運動電荷產(chǎn)生磁場的原理，及簡單計算方法。

第二十三單元：理解洛倫茲力和安培力的公式，能分析電荷在均勻電場和磁場中的

受力和運動.了解磁矩的概念.

第二十四單元：了解磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象及其微觀解釋，了解磁場強度的概念以及在

各向同性介質(zhì)中H和B的關(guān)系，了解磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理

第二十五單元：了解磁介質(zhì)中的高斯定理，理解磁介質(zhì)的磁化規(guī)律以及磁化率和磁

導率，了解鐵磁質(zhì)的特性

第二十六單元：掌握并能熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律來計算感應(yīng)電動

勢，并能判明其方向.

第二十七單元：理解動生電動勢的本質(zhì).掌握動生電動勢的計算方法.

第二十八單元：理解感生電動勢的本質(zhì)，了解有旋電場的概念.掌握感生電動勢的計

算方法，

第二十九單元：了解自感和互感的現(xiàn)象，會計算幾何形狀簡單的導體的自感和互感.

了解磁場具有能量和磁能密度的概念，會計算均勻磁場和對稱磁場的能量

第三十單元：了解位移電流和麥克斯韋電場的基本概念以及麥克斯韋方程組（積分

形式）的物理意義.評講上一章的作業(yè)。

第三十一單元：復習

第三十二單元：復習

7.3單元教學內(nèi)容（含重點、難點）

第一單元：矢量代數(shù)簡介；L1參考系、質(zhì)點和時間；1.2描述質(zhì)點運動的物理量。

重點：運動方程；速度

難點：正確運用矢量來表示質(zhì)點的運動。

第二單元：1.3直線運動和運動學中的兩類問題；1.4曲線運動

重點：切向加速度；法向加速度；圓周運動

難點：運動學初值問題

第三單元：1.5運動迭加原理和拋體運動；1.6相對運動

重點：相對運動中的速度、加速度合成定理

難點：正確運用這兩個合成定理解決問題

第四單元：第2章牛頓運動定律2.1牛頓運動定律；2.2力學中常見的幾種力；

2.3物體的受力分析和示力圖

重點：牛頓運動定律的適用條件，受力分析

難點：牛頓第二運動定律的適用條件，受力分析

第五單元：2.4牛頓運動定律的應(yīng)用2.5單位制和量綱2.6牛頓力學的適用范圍

重點：牛頓運動定律的應(yīng)用

難點：微積分在牛頓第二運動定律中的應(yīng)用

第六單元：第3章功和能3.1功和功率3.2動能和動能定理

重點：變力做功，動能能定理

難點：變力做功中微積分的應(yīng)用，

第七單元：3.3物體系勢能3.4功能原理和機械能守恒定律

重點：保守力做功，勢能定理以及功能原理

難點：保守力做功的推導，以及功能原理的應(yīng)用

第八單元：第4章沖量和動量4.1沖量、動量和動量定律

重點：沖量和動量的關(guān)系，動量定理

難點：微分形式的沖量的數(shù)學表達式，動量定理的應(yīng)用

第九單元：4.2動量守恒定律

重點：動量守恒定律

難點：物體系統(tǒng)的動量守恒的應(yīng)用

第十單元：4.3碰撞4.4物體的角動量定律和角動量守恒定律

重點：物體系完全彈性碰撞過程中的動量和機械能守恒，質(zhì)點角動量和

角動量守恒定律

難點：物體系完全彈性碰撞過程中的動量和機械能守恒，質(zhì)點角動量和

角動量守恒定律

第十一單元：第5章剛體的定軸轉(zhuǎn)動

5.1剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的運動學5.2剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律和轉(zhuǎn)動慣量

重點：剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的物理量，剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律和轉(zhuǎn)動慣量

難點：剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律和轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)動慣量的定量計算

第十二單元：5.3力矩的空間積累效應(yīng)5.4力矩的時間積累效應(yīng)

重點：力矩的功，動能定理，剛體的重力勢能；剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角動量，

角動量定理及角動量守恒定律

難點：應(yīng)用角動量定理及角動量守恒定律求解

第十三單元：第10章真空中的靜電場10.1靜電場的基本現(xiàn)象和基本規(guī)律

10.2真空中的庫侖定律

重點：真空中的庫侖定律，靜電場力，

難點：應(yīng)用庫侖定律解題，

第十四單元：10.3靜電場和電場強度10.4電場線、電通量和高斯定理

重點：靜電場的疊加，場強的疊加原理，電通量概念

難點：應(yīng)用疊加原理計算電荷連續(xù)分布的帶電體的場強，電通量的計算

第十五單元：10.4電場線、電通量和高斯定理

重點：高斯定理概念

難點：應(yīng)用高斯定理求解帶電體產(chǎn)生的電場分布

第十六單元：10.5靜電場力所作的功、電勢能、電勢差和電勢

重點：靜電場力做功，電勢，及電勢差的性質(zhì)

難點：電勢疊加原理及電勢的計算

第十七單元：10.6等勢面以及場強與電勢的關(guān)系10.7帶電粒子在靜電場中受到的力及其運團

第11章靜電場中的導體和電介質(zhì)1L1靜電場中的導體

重點：電勢與場強的微分關(guān)系，等勢面的性質(zhì)，帶電粒子在電場中的受力

及運動，導體處于靜電平衡的性質(zhì)，靜電平衡導體內(nèi)外的電場分布

難點：帶電粒子在電場中的受力及運動分析，靜電平衡導體內(nèi)外的電場

分布計算

第十八單元：11.2靜電場中的電介質(zhì)

重點：電介質(zhì)的極化及圍觀機理，電介質(zhì)的極化強度矢量與極化電荷的關(guān)

系，有電介質(zhì)時的高斯定理

難點：有電介質(zhì)時的高斯定理的應(yīng)用

第十九單元：11.3電容器和電容□.4靜電場的能量

重點：電容器的電容計算，電容器的串并聯(lián)計算，靜電場的能量和能量

密度

難點：電介質(zhì)對電容器電容的影響；靜電場的能量和能量密度

第二十單元：第13章真空中穩(wěn)恒電流的磁場13.1基本的磁現(xiàn)象

13.2磁感應(yīng)強度、磁感應(yīng)線、磁通量和磁場中的高斯定理；第十一章作

業(yè)評講

重點：磁通量及磁場中的高斯定理

難點：磁場中的高斯定理

第二十一單元：13.3畢奧一薩伐爾一拉普拉斯定律

重點：畢奧―薩伐爾―拉普拉斯定律及其應(yīng)用

難點：畢奧一薩伐爾一拉普拉斯定律及其應(yīng)用

第二十二單元：13.4安培環(huán)路定理及其應(yīng)用13.5運動電荷的磁場

重點：安培環(huán)路定理及其應(yīng)用，運動電荷產(chǎn)生磁場

難點：安培環(huán)路定理及其應(yīng)用

第二十三單元：13.6磁場對電流的作用13.7帶電粒子在磁場中運動

重點：磁場對電流的作用，洛倫茲力

難點：磁場對電流的作用，洛倫茲力的應(yīng)用

第二十四單元：第14章磁介質(zhì)14.1磁介質(zhì)的磁化和磁導率14.2磁場強

度矢量、有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理和高斯定理

重點：磁介質(zhì)的微觀機制，磁化強度與分子電流的關(guān)系，有磁介質(zhì)時的安

培環(huán)路及高斯定理

難點：磁化強度與分子電流的關(guān)系，有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路及高斯定理

第二十五單元：14.2磁場強度矢量、有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理和高斯定理

14.3磁介質(zhì)的磁化規(guī)律以及磁化率與磁導率14.4鐵磁質(zhì)

重點：有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理及高斯定理，磁介質(zhì)的磁化規(guī)律以及磁

化率與磁導率，鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律

難點：有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理及高斯定理，鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律

第二十六單元:第15章電磁感應(yīng)15.1法拉第電磁感應(yīng)定律

重點：法拉第電磁感應(yīng)定律

難點：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

第二十七單元：15.2動生電動勢和交流發(fā)電機原理

重點：動生電動勢及其計算，交流發(fā)電機原理

難點：動生電動勢及其計算

第二十八單元：15.3感生電動勢和渦旋電場

重點：感生電動勢，渦旋電場的性質(zhì)

難點：渦旋電場特性的理解，感生電動勢的計算，自感和互感的的區(qū)別

和聯(lián)系及自感互感系數(shù)的計算

第二十九單元：15.5自感和互感15.4自感磁能和互感磁能

重點：自感和互感，自感和互感磁能的概念

難點：自感和互感的的區(qū)別和聯(lián)系及自感互感系數(shù)的計算，自感和互感磁

能計算

第三十單元：15.6位移電流和麥克斯韋方程組

重點：靜電場和靜磁場的基本方程，位移電流的特點，maxwell方程組內(nèi)的

積分和微分形式

難點：位移電流的特點，maxwell方程組內(nèi)的積分和微分形式的理解

7.4單元教學過程和作業(yè)安排

7.4.1第一單元

第一章運動學

1.1參考系、質(zhì)點和時間參照系坐標系質(zhì)點

1、參照系的定義

2、坐標系定義

3、質(zhì)點定義

忽略物體的大小和形狀,而把它看作一個具有質(zhì)

量、占據(jù)空間位置的物體，這樣的物體稱為質(zhì)點。

4、時刻和時間間隔

時刻指某一瞬時而言，時間間隔是指時刻的積

累

1.2,位置矢量運動方程軌跡方程位移z

1、位置矢量

位置矢量定義：

位置矢量數(shù)學表達式

f=xi+yj+zk(1-1)

位矢大小：

r=網(wǎng)=-Jx2+y2+z2(1-2)

了方向可由方向余弦確定:

xAyZ

cosa=—,COSp=—cos/=—

rr

2、運動方程

運動方程定義。

運動方程表達式⑴矢量式:

(2)標量式：x=x(f),

3、軌跡方程

消掉f,得出X、y、Z之間的關(guān)系式。如平面上運動質(zhì)點,

運動方程為％=f,y=〃，得軌跡方程為y=/（拋物線）

4、位移

以平面運動為例，取直角坐標系，如圖1—3。

設(shè)r、/+△/時刻質(zhì)點位矢分別為斤、r2,則時間

間隔內(nèi)位矢變化為

△干=q一弓

稱Ar為該時間間隔內(nèi)質(zhì)點的位移o

^r=r2-r]=(x2-xji+(y2-y^j

大小為

|雷|二J（X2一西產(chǎn)+（必一%,

5.速度

1）、平均速度

定義：P=—

△t

稱工為/T+4時間間隔內(nèi)質(zhì)點的平均速度。

-Ar1

v=——=——I+——/=vz+八/

ArArArry

不方向：同加方向。

2）、瞬時速度

Ari/r

定乂：v=limv=lim——=—

A/->0A/->0Ardt

稱E為質(zhì)點在r時刻的瞬時速度，簡稱速度。

即：質(zhì)點的速度等于位矢對時間的一階導數(shù)。

_drdr-dy---

V=—=—I+—1=Vl+V/

dtdtdtxr'v

式中八=蟲，匕=包。八、八分別為D在X、

dt、dt

方向的速度分量。

D的大?。?/p>

3）、平均速率與瞬時速率

平均速率定義：n=竺=’-'+△吶路程

瞬時速率定義：v=limv=lim—,簡稱速率。

Aff0A/->02出

當zVfO時，/Sr-dr,Av—ds,有|明=4s

可知：

ds

dt

6.加速度

1）、平均加速度

定義:

2）、瞬時加速度

定義：々=lim至=lim'=生

A/->0A/TO△tdt

22

d2x才y、

商的大小:+

、dr、dt1

a

a的方向:行與X軸正向夾角滿足織。=。

ax

單元作業(yè)安排:1.1.5,1.2.4,1.3.6

7.4.2第二單元

1.3直線運動和運動學中的兩類問題

1）、位移定義

Ar=-F]=x2i-xti=Axz

Ar>0：甌沿+X軸方向；Ar<0：△尸沿-X軸方向。

2）、速度定義

z/?-Z/Y

v=一=—T=vJ,v>0,/沿+X軸方向；v,<0,口沿-X軸方向。

dtdtxA

3)、加速度定義：a=—=^l=aj

dtdt

ax>Q,2沿+X軸方向；ax<0,2沿-X軸方向。

2、運動的二類問題

第?類問題：微分)

運動方程____________D5等

(第二類問題：積分―

舉例

例：已知一質(zhì)點的運動方程為『=21+(2-b);(SI),求:

⑴T=1S和T=2S時位矢;

⑵T=1S到T=2S內(nèi)位移;

⑶T=1S到T=2S內(nèi)質(zhì)點的平均速度;

⑷T=1S和T=2S時質(zhì)點的速度;

⑸T=1S到T=2S內(nèi)的平均加速度;

(6)t=ls和t=2s時質(zhì)點的加速度。

解：(1)rj=2i+jm

r2=4/-2jm

⑵△『=Q-1=2z-3jm

_Ar2F-3；

⑶-2z-3jm/s

AZ2-1

(4)v=—=27-2(/

dt

G-2z-2jm/s

v2=2i—4jm/s

/匚、—Avv~~Vi-2/-72

(5)a=—=-2----=----=—21m/s

△t\t3-1

⑹”祭吟―的

例：一質(zhì)點沿X軸運動，已知加速度為a=4r(SI),初始條件為：r=0時，％=0,無o=10M。

求：運動方程。

解：取質(zhì)點為研究對象，由加速度定義有

a=—=4t(一維可用標量式)

dt

=>Jv=4tdt

由初始條件有：

fdv=14?力

JoJo

得：u=2產(chǎn)

由速度定義得：

dx小2

v=—=2t

dt

=>=2t2dt

由初始條件得：

[Xdx=[it2dt

J10Jo

即

2

X=—/+lOM

3

L4曲線運動

1.圓周運動

B

1）、自然坐標系

如左圖以A為原點，環(huán)切向和普法向為坐標軸，由此構(gòu)成的參照系為自然坐標系（可推

廣到三維）

2）圓周運動的切向加速度及法向加速度1

加速度定義：（o?.

1=蟲=電弓+丫也V一J

dtdtdt

切向加速度定義：

_cZv_V0

y禺

E3

法向加速度定義：

當o時，有|龍,|=|可de=de。4

陽/工

因為龍,，耳，所以龍，由A點指向圓心0,可有{__

涔

det=dOen

二匚cide.d?一vds_v2

所以請

該項為矢量，其方向沿半徑指向圓心。稱此項為法向加速度,記為

匹=4部廠

5K一、”

大小為I<

%/

明是加速度的法向分量。

總加速度

_____dv_v2_

a=a,+a=a,e,+a?e=—e,+—e

nnatrn

大小：

方向：力與自夾角滿足

%

tge

2).圓周運動的角量描述

角坐標，角位移定義

r+4時刻質(zhì)點在B處，。是0A與X軸正向夾角，

8+△。是0B與X軸正向夾角，稱。為f時刻質(zhì)點角

坐標，△。為角位移

角速度

平均角速度定義：B=——

瞬時角速度定義：＜y=limG7=lim—=—

_A69

平均角加速度定義:a=----

△t

2

「_rA69dcod0

瞬時角加速度定義:a=lima=lim-----=—=—―

ATO加-o2出dt~

4、線量與角量的關(guān)系

把物理量D、八M、4、圖等稱為線量，a等稱為角量。

(1)、V與。關(guān)系

山—>0時，］闔=去=以8

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(2)、氏與a關(guān)系