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1、1 大学物理教学大纲一、课程说明1 课程编码： 02072002 2 课程性质 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及相互转换规律的科学，是其它基础科学、技术科学和应用科学的基础，它在培养学生的开拓能力和思维方式方面起着其它课程所不能代替的作用。 所以大学物理是高等院校非物理类理工科各专业的一门重要的基础课程。本课程4 学分， 54 学时。3 教学目标与任务 为理工科各专业课及其技术基础课打好基础；着眼于学生能力的培养和物理素质的提高，激 发和初步培养学生的创新思维能力、逻辑推理能力、独立获取知识的能力、分析问题和解决
2、问题的能力；使学生对自然界中物质的最基本最普遍的运动形态及其基本规律有比较系统的认识；了解各种理想物理模型，并能够根据物理问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次 要因素，对所研究的对象进行合理的简化；掌握物理学中最基本的概念和原理，能运用物理学的理论、观点和方法以及矢量、微积分等数学工具分析、计算一般难度的物理问题，并能 根据单位、数量级和与已知典型结果的比较，判断结果的合理性。4 教学要求掌握：要求学生能够深入理解和熟练掌握所学内容（包括定理、定律、原理等的内容，物理 意义及适用条件） ，并能熟练地分析和计算大学物理课程水平的有关问题，对于那些能由基本 定律导出的定理要求会推导。 理解：要求
3、学生能在记忆的基础上，较深入地理解所学内容（包括定理、定律、原理等的内容，物理意义及适用条件），并能分析和计算大学物理课程水平的有关问题。 了解：要求学生能够正确理解基本概念、基本定律的物理涵义，知道所涉及问题的现象和有 关实验，并能对它们进行定性解释，还应知道与问题直接有关的物理量和公式等的物理意义。二、课程内容数学基础（4 学时）介绍矢量的代数运算和矢量函数的微积分，第一章质点运动学（ 8 学时）教学目标及要求1解参考系、坐标系和质点的概念；2掌握位矢、位移和角位移、瞬时速度和瞬时加速度、角速度和角加速度的概念；3理解质点在不同参考系中相对运动的规律。 教学重点1. 描述质点运动和运动变化
4、的物理量的概念以及其相对性、瞬时性和矢量性；2. 法向加速度和切向加速度的物理意义；圆周运动的角量和线量的关系，并能灵活运用。教学难点 1. 法向加速度和切向加速度；2. 相对运动问题。 考核要求1. 了解描述运动的三个必要条件：参考系、物理模型、初始条件；2. 掌握用矢量描述运动的方法，理解r、r、v、a的矢量定义式及其在直角坐标系、自然坐标系的表示式；3. 能运用微积分方法处理质点运动中的两类问题；4. 掌握抛体运动的规律、圆周运动的线量和角量描述；教学基本内容2 第一节质点运动的描述第二节加速度为恒矢量时的质点运动第三节圆周运动第二章牛顿定律（ 4 学时）教学目标及要求1理解牛顿三定律的
5、内容及其意义；2理解几种常见力的特点；3掌握用牛顿定律解题的方法；4了解惯性参考系的概念及力学相对性原理。教学重点应用牛顿定律解题的基本思路。 教学难点1变力作用下的质点动力学问题；考核要求掌握牛顿运动定律的内容和实质，能用牛顿定律求解变力作用下的质点动力学问题，明确牛顿运动定律的适用范围和条件。教学基本内容第一节牛顿定律第二节物理量的单位和量纲第三节几种常见的力第五节牛顿定律的应用举例第三章动量守恒定律和能量守恒定律（10 学时）教学目标及要求1理解并掌握动量定理、动能定理的内容以及简单应用；2并掌握动量守恒定律和机械能守恒定律的意义、成立条件及其简单应用。 教学重点功的定义及变力作功、保守
6、力作功的计算方法； 理解动能定理、功能原理、机械能守恒定律，掌握运用守恒定律分析、求解综合问题的方 法；理解 动量定理、动量守恒定律，掌握运用该定律分析问题的方法。 教学难点 计算变力的功； 理解一对内力的功。运用守恒定律分析、求解综合题的思想和方法。 计算变力的冲量。考核要求掌握动量定理、动量守恒定律的内容和应用；理解保守力的概念和势能的定义，能计算变力的功；掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律的内容和应用；能用两个守恒定律解决两体碰撞问题。教学基本内容第一节质点和质点系的动量定理第二节动量守恒定律第三节动能定理第四节保守力和非保守力势能3 第五节功能原理机械能守恒定律第七节能量守恒定律第
7、五章热力学基础（8 学时）教学目标及要求1 理解准静态过程；掌握功、热量、内能的概念；2 掌握热力学第一定律，能熟练的分析、 计算理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、 内能及理想气体定压、定容摩尔热容量；3 掌握卡诺循环，能熟练计算热机循环效率，了解制冷系数。4 理解热力学第二定律的两种表述、了解两种表述的等价性；教学重点准静态过程、功、热量、内能等概念，功、热量和内能的微观意义，掌握其计算；热力学第一定律的意义，利用它分析和计算理想气体各等值过程和绝热过程； 热容量的概念，直接计算理想气体各过程的热量传递； 循环过程的概念及卡诺循环的特征，熟练计算热机循环效率。 教学难点 热容量的概念
8、，不同过程中热容量的计算；考核要求掌握功、热量、内能的概念及三者关系；熟悉热力学第一定律的内容了解理想气体等值过程的特征；熟悉循环过程的特征及热机效率的计算。教学基本内容第一节理想气体物态方程第二节准静态过程功热量第三节内能热力学第一定律第四节理想气体的等体过程和等压过程摩尔热容第五节理想气体的等温过程和绝热过程第六节循环过程卡诺循环第七节热力学第二定律的表述第六章气体动理论（8 学时）教学目标及要求1 能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念，理解系统的宏观量是微观量运动的统计表现；2 理解理想气体的压强公式及其统计意义；3了解从建立模型、进行统计平均，建立宏观量和微观量的联系，到阐明
9、宏观量微观本质的思想方法；3 理解麦克斯韦速率分布定律及分布函数的意义，了解波耳兹曼分布率；4 理解气体分子热运动的三种速率及其求法和意义；5 理解气体分子平均能量按自由度均分定理，会计算理想气体的内能；6 理解分子平均碰撞次数和平均自由程。教学重点理想气体的微观模型和统计假设，掌握对理想气体压强的推导； 理想气体压强和温度的统计意义； 能量均分定理，理想气体内能的计算； 速率分布函数及其麦克斯韦速率分布律的意义。教学难点 理想气体模型的假设；4 速率分布函数和速度分布函数的统计意义和物理解释； 应用分布函数计算各种量的平均值。 考核要求理解理想气体的压强公式和温度公式知道压强和温度的统计意义
10、；理解能量均分定律掌握理想气体的内能及其计算；了解麦克斯韦速率分布律，能用分布函数计算各种量的平均值；能用公式计算分子平均碰撞次数和平均自由程。教学基本内容第一节物质的微观模型第二节理想气体的压强公式第三节理想气体分子的平均平动动能与温度的关系第四节能量均分定理理想气体内能第五节麦克斯韦气体分子速率分布率第六节分子平均碰撞次数和平均自由程第七章静电场（ 12 学时）教学目标及要求1 掌握电场强度和电势的概念，掌握用叠加原理计算简单的典型的场源所产生的电场强度和电势；2 理解高斯定理和环路定理，能熟练地用高斯定理求具有特殊对称性分布电荷的场强；3 掌握电场力的功与电势差和移动电荷之间的关系，理解
11、静电场是保守力场的概念；掌握电势与场强的积分关系；4 理解电力线和等势面的概念，了解场强和电势梯度的关系。教学重点掌握 电场强度、电势的概念以及叠加原理；能用微积分计算一些典型带电体的场强和电势； 正确理解高斯定理和环路定理的意义，掌握用高斯定理计算场强的条件及方法。 教学难点用微积分计算电荷连续分布的带电体的场强和电势； 场强与电势的微分关系。 考核要求库仑定律的内容及其应用理解描述静电场的基本物理量是电场强度和电势；掌握静电场的基本性质，电场线的特点，能由已知电荷分布求场强和电势的分布；能利用高斯定理求场强的分布；能利用场强和电势的关系求场强或电势。教学基本内容第一节电荷的量子化电荷守恒定
12、律第二节库仑定律第三节电场强度第四节电场强度通量高斯定理第五节静电场的环路定理电势能第六节电势第七节电场强度与电势梯度第八章静电场中的导体和电介质 (6学时 )第一节静电场中的导体5 第二节静电场中的电介质第三节电介质存在时的高斯定理第四节电容电容器第五节电场的能量教学目标及要求1 理解导体静电感应原理和静电平衡概念2 掌握导体静电平衡的条件会计算有同心导体球壳或平行导体板组合存在时带电导体上的电荷分布以及空间的电场分布3 理解电容器的电容概念知道电容器并联和串联的特点4 了解电介质的极化概念会运用有介质存在时的高斯定理计算某些均匀电介质存在情况下静电场的电位移和场强分布5 理解静电场能量的概
13、念会计算电容器的静电能教学重点1 静电平衡概念和导体静电平衡的条件2 电容器的电容概念电容器并联和串联的特点3 电介质的极化概念介质存在时的高斯定理4 静电场能量教学难点1 静电平衡概念和导体静电平衡的条件2 电容器的电容概念电容器并联和串联的特点3 电介质的极化概念介质存在时的高斯定理第十章稳恒磁场（ 12 学时）教学目标及要求4 掌握磁感应强度的概念和毕奥萨伐尔定律，能用该定律及叠加原理计算简单典型载流导线周围或对称轴上的磁感应强度；5 掌握安培环路定理，并能计算简单几何形状载流导线磁场中任一点的磁感应强度；6 掌握安培力和洛伦兹力公式，能作简单的计算；7 理解磁矩的概念，能计算载流平面线
14、圈在匀强磁场中所受的磁力矩；8 了解磁化现象及其微观机理和铁磁质；9 理解磁介质中的安培环路定理，会做一般计算。教学重点用毕奥萨伐尔定律和磁场叠加原理计算磁感应强度；安培环路定理及其应用； 磁场对载流导线的作用以及对运动电荷的作用。 教学难点 用毕奥萨伐尔定律和磁场叠加原理计算磁感应强度； 计算载流导线在磁场中的受力及载流线圈在磁场中受的磁力矩。考核要求掌握磁感应强度概念，会运用毕奥萨伐尔定律计算磁感应强度；了解磁感应线的特点，理解磁通量概念和磁场中的高斯定理的意义；掌握安培环路定理的内容和意义，能运用安培环路定理求解具有对称性磁场的分布；掌握洛仑兹力公式，了解带电粒子在均匀磁场中运动的规律；
15、能运用安培定律计算载流导线或载流线圈所受的磁力或磁力矩。教学基本内容第一节磁场磁感强度6 第二节毕奥萨伐尔定律第三节磁通量磁场的高斯定理第四节安培环路定理第五节带电粒子在电场和磁场中的运动第六节载流导线在磁场中所受得力三、参考书目1 物理学教程 （上、下册）马文蔚主编，高等教育出版社，2002 年版。2 物理学（上、中、下册）马文蔚等改编，高等教育出版社，1999 年（第四版）。3 物理学第四版习题分析与解答 ，马文蔚编，高等教育出版社，1999 年版。4 物理学教程习题分析与解答，马文蔚主编，高等教育出版社，2002 年版。5 物理学第四版学习指南，马文蔚主编，高等教育出版社，1999 年版。6 大学物理学 （一、二、三、四册） ，张三慧，清华大学出版社，1999 年版。7 普通物理学 （一、二、三册） ，程守洙、江之永主编，高等教育出版社，1998 年版。8 大学物理学 （上、下册） ，赵近芳主编北京邮电大学出版社，2002 年版。注：本大纲为轻化系、生物系各专业使用
