《大學(xué)物理B》課程教學(xué)大綱

《大學(xué)物理B》課程教學(xué)大綱課程代碼：ABJD0103課程中文名稱:大學(xué)物理課程英文名稱：UniversityPhysics課程性質(zhì)：必修課程學(xué)分?jǐn)?shù)：4學(xué)分課程學(xué)時(shí)數(shù)：64學(xué)時(shí)授課對(duì)象：電子、環(huán)工、能源等專業(yè)本課程的前導(dǎo)課程：高等數(shù)學(xué)課程簡(jiǎn)介物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，相互作用和物質(zhì)最基本，最普遍的運(yùn)動(dòng)形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的研究對(duì)象具有極大的普遍性，它的理論滲透在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的許多部門，它是自然科學(xué)各領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。高等學(xué)校中開設(shè)大學(xué)物理課程的作用，一方面在于使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握必要的物理學(xué)理論基礎(chǔ)；另一方面使學(xué)生初步學(xué)習(xí)物理科學(xué)的分析問(wèn)題和研究問(wèn)題的方法，起著啟發(fā)學(xué)生開闊思路，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)的重要作用。學(xué)好大學(xué)物理不僅對(duì)學(xué)生在校的學(xué)習(xí)十分重要，而且對(duì)學(xué)生畢業(yè)后的工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論，新知識(shí)，新技術(shù)，不斷更新知識(shí)都將產(chǎn)生十分深遠(yuǎn)的影響。大學(xué)物理是在低年級(jí)開設(shè)的課程，它在使學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，以盡快適應(yīng)大學(xué)階段的學(xué)習(xí)規(guī)律等方面，其所起的作用也是十分重要的，同時(shí)它在培養(yǎng)學(xué)生辨證唯物主義的世界觀方面也起著一定的作用。二、教學(xué)基本內(nèi)容和要求大學(xué)物理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生對(duì)物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，相互作用和物質(zhì)最基本，最普遍的運(yùn)動(dòng)形式有比較全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)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(shí)和正確的理解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容基本要求分為掌握、理解、了解三級(jí)，這三類要求是：掌握：不僅要求學(xué)生能夠全面、深入理解和熟練掌握所學(xué)內(nèi)容，把握基本概念和基本原理，能夠運(yùn)用原理分析實(shí)例或用實(shí)例說(shuō)明原理，舉一反三，而且能準(zhǔn)確把握各原理之間的關(guān)系，靈活應(yīng)用原理分析和解決實(shí)際問(wèn)題。屬于最高能力層次，包含對(duì)原理的創(chuàng)造性運(yùn)用。理解：要求學(xué)生能夠在識(shí)記的基礎(chǔ)上，較好地理解所學(xué)內(nèi)容，全面正確地掌握基本概念、基本原理，并且能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單分析和判斷。了解：要求學(xué)生能夠明確概念、原理的意義，并能準(zhǔn)確地表述。第一章：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容：機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本特征及描述方法；參考系、坐標(biāo)系、質(zhì)點(diǎn)的基本概念；定義描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物理量-位矢、位移、速度、和加速度；質(zhì)點(diǎn)的簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。課程的重點(diǎn)：位置矢量、位移、速度、加速度等描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)變化的物理量，以及它們之間的關(guān)系。課程的難點(diǎn)：位置矢量、位移、速度、加速度等物理量的矢量性，以及它們之間的微積分關(guān)系及其應(yīng)用。課程教學(xué)要求：1.理解質(zhì)點(diǎn)模型和參照系等概念。2.掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量：位置矢量、位移、路程、速度、加速度等。3.能借助于直角坐標(biāo)系熟練地計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度和加速度。理解速度與加速度的瞬時(shí)性、矢量性和獨(dú)立性等基本特性。4.理解圓周運(yùn)動(dòng)的角量表示及角量與線量之間的關(guān)系。能夠計(jì)算質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度和角加速度、切向加速度和法向加速度。第二至四章：質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容：牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用；沖量，動(dòng)量定理，動(dòng)量守恒定律；功，動(dòng)能定理，勢(shì)能；功能原理，機(jī)械能守恒定律。課程的重點(diǎn)：牛頓三定律及其適用條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用，動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用。變力做功的計(jì)算，動(dòng)能定理、功能原理及機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。課程的難點(diǎn)：牛頓第二定律的微分形式及其應(yīng)用，動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的矢量性。變力的功的計(jì)算。課程教學(xué)要求：1.掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律意義、掌握其數(shù)學(xué)表達(dá)式(矢量式及直角坐標(biāo)、自然坐標(biāo)下的分量式；理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍。2.掌握動(dòng)量、沖量的概念，明確其物理意義，并熟練應(yīng)用動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律求解質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。3.掌握質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能定理、功；4.理解質(zhì)點(diǎn)在保守力場(chǎng)中的勢(shì)能；了解質(zhì)點(diǎn)系的勢(shì)能；5.掌握功能原理、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。第五章:剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)課程教學(xué)內(nèi)容：剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理，轉(zhuǎn)動(dòng)定律；剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律。課程的重點(diǎn)：剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律及其應(yīng)用規(guī)律，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理及其應(yīng)用規(guī)律。角動(dòng)量的概念，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量定理、角動(dòng)量守恒定律及其適用條件。課程的難點(diǎn)：角動(dòng)量的矢量性。剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律和剛體角動(dòng)量守恒定律應(yīng)用。課程教學(xué)要求：1.理解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及決定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的三要素；2.理解剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律，初步掌握運(yùn)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律解題的方法，能應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律計(jì)算有關(guān)的簡(jiǎn)單問(wèn)題。3.掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定義；理解剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定律。第六、七章:靜電場(chǎng)課程教學(xué)內(nèi)容：庫(kù)侖定律；電場(chǎng)強(qiáng)度，電通量，高斯定理；靜電場(chǎng)的環(huán)路定律；電勢(shì)；靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體；電容和電容器；靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)；靜電場(chǎng)的能量課程的重點(diǎn)：高斯定理的理解和應(yīng)用；靜電場(chǎng)的環(huán)路定理。課程的難點(diǎn)：對(duì)電場(chǎng)的理解；高斯定理的應(yīng)用。課程教學(xué)要求：1.了解靜電場(chǎng)的基本概念；理解庫(kù)侖定律；2.掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和意義,掌握點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式；3.掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，運(yùn)用電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理計(jì)算電荷連續(xù)分布的簡(jiǎn)單帶電體(線分布、面分布)的電場(chǎng)強(qiáng)度。4.理解電場(chǎng)強(qiáng)度通量的定義；能計(jì)算通過(guò)簡(jiǎn)單曲面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量；5.掌握真空中的高斯定理；掌握用高斯定理計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)的條件和方法，并能熟練應(yīng)用。6.了解靜電場(chǎng)力作功的特點(diǎn)；理解靜電場(chǎng)的環(huán)路定理；7.掌握電勢(shì)的概念掌握電勢(shì)差的定義及物理意義；掌握電勢(shì)疊加原理；能應(yīng)用電勢(shì)疊加原理計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的電勢(shì)和電勢(shì)差。8.了解靜電感應(yīng)現(xiàn)象和靜電平衡條件；9.了解電容器的定義，能計(jì)算典型電容器的電容。10.了解介質(zhì)的極化現(xiàn)象及其微觀解釋；11.理解電容器貯存的靜電能，了解靜電場(chǎng)能量密度概念。第八章：穩(wěn)恒磁場(chǎng)課程教學(xué)內(nèi)容：磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度；畢奧－薩伐耳定律及其應(yīng)用；磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理；磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課程的重點(diǎn)：畢奧－薩伐爾定律的應(yīng)用；安培環(huán)路定理的應(yīng)用。課程的難點(diǎn)：畢奧－薩伐爾定律的應(yīng)用；安培環(huán)路定理的應(yīng)用。課程教學(xué)要求：1.掌握磁感強(qiáng)度的概念；2.理解畢奧－薩伐爾定律；3.掌握利用畢奧-薩伐爾定律的結(jié)果計(jì)算長(zhǎng)直電流、圓電流及其組合的磁感強(qiáng)度的方法；4.了解磁感線的性質(zhì)和特點(diǎn)；能計(jì)算穿過(guò)簡(jiǎn)單曲面的磁通量；理解磁場(chǎng)中的高斯定理。5.理解安培環(huán)路定理；理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感強(qiáng)度的條件和方法。6.理解安培定律；能計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀載流導(dǎo)線和載流平面線圈在均勻磁場(chǎng)中所受的力和力矩。第九章：電磁感應(yīng)課程教學(xué)內(nèi)容：電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)定律；動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)；自感；磁場(chǎng)的能量課程的重點(diǎn)：電磁感應(yīng)定律；動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。課程的難點(diǎn)：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。課程教學(xué)要求：1.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象；2.掌握應(yīng)用法拉弟電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；3.掌握楞次定律及其物理實(shí)質(zhì)；4.理解產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的原因和本質(zhì)。5.能計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)并判斷其方向；6.理解自感現(xiàn)象，了解自感系數(shù)的物理意義和計(jì)算方法；7.了解磁場(chǎng)能量密度公式。第十二章：振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征；簡(jiǎn)諧振動(dòng)中的振幅、周期、頻率和相位；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量；旋轉(zhuǎn)矢量表示法；簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成課程的重點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)矢量，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成課程的難點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)矢量表示法，由旋轉(zhuǎn)矢量法確定諧振動(dòng)的初相。課程教學(xué)要求：1.理解簡(jiǎn)諧振動(dòng)的基本特征，能建立一維簡(jiǎn)諧振動(dòng)的微分方程；2.理解描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的各物理量(特別是位相)及各量間的關(guān)系；3.掌握旋轉(zhuǎn)矢量法，能由旋轉(zhuǎn)矢量法確定諧振動(dòng)的初相；4.理解兩個(gè)同方向、同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成。第十三章：機(jī)械波基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容：機(jī)械波的形成，波長(zhǎng)、波速、波的周期和頻率；橫波與縱波，波線、波面、波前；平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)；波的能量；波的疊，波的干涉課程的重點(diǎn)：平面簡(jiǎn)諧波方程、波的相干條件及相干疊加規(guī)律。課程的難點(diǎn)：建立平面簡(jiǎn)諧波方程的方法課程教學(xué)要求：1.了解機(jī)械波的基本特征及產(chǎn)生條件，理解波長(zhǎng)、波速、波的周期和頻率的物理意義；2.掌握平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)及物理意義；3.了解波的能量傳播特征；4.理解波的疊加原理，理解和掌握波的干涉現(xiàn)象及相干條件。第十四章：波動(dòng)光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容：光的相干性，光程；楊氏雙縫干涉，勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)；薄膜干涉，劈尖，牛頓環(huán)；光的衍射現(xiàn)象，惠更斯-菲涅耳原理，單縫夫瑯和費(fèi)衍射；衍射光柵；光的偏振，偏振片的起偏和檢偏、馬呂斯定律，反射光和折射光的偏振、布儒斯特定律課程的重點(diǎn)：楊氏雙縫干涉的條件，條紋分布規(guī)律和計(jì)算。用半波帶法分析并計(jì)算單縫夫瑯和費(fèi)衍射的衍射花樣的特征。馬呂斯定律，布儒斯特定律。課程的難點(diǎn)： 惠更斯—菲涅耳原理的理解，用半波帶法分析并計(jì)算單縫夫瑯和費(fèi)衍射的衍射花樣的特征課程教學(xué)要求：1.了解原子發(fā)光的特點(diǎn)，了解光的單色性和相干性，獲得相干光的方法。2.掌握楊氏雙縫干涉的條件，條紋分布規(guī)律和特征，并會(huì)計(jì)算。3.理解光程、光程差和半波損失的概念。4.理解等厚干涉的形成，掌握光線垂直入射到劈尖、牛頓環(huán)等裝置所形成的等厚干涉條紋的計(jì)算。5.了解光的衍射現(xiàn)象，理解惠更斯—菲涅耳原理。6.掌握用半波帶法分析并計(jì)算單縫夫瑯和費(fèi)衍射的衍射花樣的特征。7.掌握光柵光譜的特點(diǎn)和光柵方程，并能進(jìn)行計(jì)算。8.理解自然光和偏振光的概念，理解自然光、部分偏振光和偏振光的圖示方法。9.理解運(yùn)用偏振片的起偏和檢偏，掌握馬呂斯定律，并會(huì)用其計(jì)算線偏振光的光強(qiáng)。10.理解反射和折射時(shí)光的偏振現(xiàn)象，掌握布儒斯特定律。第十六章：量子物理課程教學(xué)內(nèi)容：熱輻射、絕對(duì)黑體、普朗克能量子假設(shè)；光的量子性；玻爾氫原子理論；物質(zhì)波；不確定關(guān)系課程的重點(diǎn)：光的粒子性的理解、粒子的波動(dòng)性、德布羅意假設(shè)。課程的難點(diǎn)：光的波、粒二象性理解。課程教學(xué)要求：1.了解經(jīng)典物理的困難，了解普朗克能量子假設(shè)；2.了解光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)，了解光的粒子性；3.了解玻爾氫原子理論；4.了解德布羅意假設(shè)，了解物質(zhì)的波粒二象性；5.了解海森堡不確定關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及基本要求（詳見大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱）四、教學(xué)方法與手段以課堂講授為主，采用多媒體及動(dòng)畫以增加課堂容量，開放物理演示實(shí)驗(yàn)配合課堂教學(xué)。五、教學(xué)學(xué)時(shí)分配章節(jié)與內(nèi)容課時(shí)作業(yè)量備注第一章緒論和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)5第二章~第四章質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)10第五章剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)6第六、七章靜電場(chǎng)8第八章穩(wěn)恒磁場(chǎng)7第九章電磁感應(yīng)5第十二章振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)5第十三章機(jī)械波基礎(chǔ)6第十四章波動(dòng)光學(xué)8第十六章量子物理4合計(jì)64六、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、考核方法:筆試命題以大學(xué)物理課程教學(xué)大綱的要求為準(zhǔn)?？荚囶}目要全面，符合大綱要求，同時(shí)要做到體現(xiàn)重點(diǎn)，題型多樣化（包括選擇題，填空題，簡(jiǎn)單應(yīng)用題和少量的綜合應(yīng)用題），難度和題量的梯度應(yīng)按照教學(xué)要求的不同層次安排。2、成績(jī)?cè)u(píng)定:采用平時(shí)考核和期末考核相結(jié)合的方式，即期末考試與平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的考核方式，最終總成績(jī)達(dá)到或超過(guò)60分為通過(guò)。平時(shí)成績(jī)（包括作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)、考勤）占該課程成績(jī)的40%，期末考試成績(jī)占該課程的60%。為閉卷筆試考試，考試時(shí)間120分鐘。七、教學(xué)參考資源教材：羅圓圓編著，《大學(xué)物理》，高等教育出版社，2010年第一版。參考書目：（1）馬文蔚編著，《物理學(xué)》，高等教育出版社，2006年。（2）祝之光編著，《物理學(xué)》，高等教育出版社，2012年。（3）吳百詩(shī)編著，《大學(xué)物理》，西安交大出版社，1995年。八、說(shuō)明1