物理学专业力学教学大纲

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1、物理学专业力学教学大纲 1 物理学专业力学教学大纲物理学专业力学教学大纲 (课程编码 ) 撰写人：葛伟宽 一一. 课程说明 1. 课程学时、学分及分配 课程总授课时数为 62 学时，,周学时 5，学分 4 分，开课学期：1 2. 课程类别： 学科专业必修课 3. 课程的教学目的与要求 力学 是物理专业学生一门重要的基础必修课， 在教学培养计划中列为基础主干课程。 学完本课程，学生应达到以下基本要求： 比较系统地掌握力学的基本知识，并能比较灵活地加以应用； 了解物理学的研究方法，有一定独立分析问题和解决问题的能力； 比较系统的掌握力学的基础知识， 而且使学生学到力学的研究方法， 另外也训练学生严

2、 密的科学思维及分析问题解决问题的能力，为学生学习后继课打下良好的基础。 比较深刻地理解中学物理力学教材，并能独立解决今后在工作中遇到的一般力学问题。 在保持本课程本身体系严密与完整的前提下，注意与数学、电磁学、光学及相关课程衔 接与配合，在与数学有矛盾时适当安排少量课时讲解。相对论一般放在电动力学中讲授。物 体的弹性、声学基础作一定程度介绍。 作为高校第一门专业基础课程，要注意自学能力，锻炼动手实践的本领的培养。 4. 教学内容与学时安排 数学基础 （4 学时） 绪 论 物理与力学 （2 学时） 第一章 质点运动学 （6 学时） 第二章 动量定理与动量守恒定律 （6 学时） 第三章 动能与势

3、能 （6 学时） 第四章 角动量、关于对称性 （3 学时） 第五章 万有引力定律 （3 学时） 第六章 刚体力学 （8 学时） 第七章 弹性体的应力和应变 （3 学时） 第八章 机械振动 （7 学时） 第九章 波动与声 （7 学时） 第十章 流体力学 （5 学时） 5. 使用教材与参考书： 力学 漆安慎 高等教育出版社 新概念力学 赵凯华 高等教育出版社 力学 梁昆淼 高等教育出版社 物理学专业力学教学大纲 2 力学 蔡伯廉 湖南教育出版社 6. 课程教学重点与难点 第一章第一章 质点的运动 重点：质点运动规律的描述 难点：运动方程和运动量间的关系 第二章第二章 动量定理与动量守恒定律 重点：

4、质点动力学规律的描述；动量守恒定律 难点：动力学方程和运动量间的关系 第三章第三章 动能与势能 重点：动能；功能原理及机械能守恒定律 难点：保守力做功的特点及势能 第四章第四章 角动量、关于对称性 重点：角动量和角动量定理 难点：角动量定理及角动量守恒定律；对称性与守恒律 第五章第五章 万有引力定律 重点：万有引力定律 难点：引力质量和惯性质量；引力势能 第六章第六章 刚体运动 重点：定轴转动规律 难点：转动规律的分析和计算 第七章第七章 弹性体的应力和应变 重点：胡克定律 难点：形变势能 第八章第八章 机械振动 重点：简谐振动的特征、合成规律 难点：位相及位相差 第九章第九章 波动和声 重点

5、：平面简谐波方程、波的相干条件及相干叠加规律 难点：建立平面简谐波方程的方法、相干叠加振幅加或强减的条件 第十章第十章 流体力学 重点: 理想流体伯努利方程 难点: 流体动力学方程 7. 课程教学方法与手段 物理学专业力学教学大纲 3 本课程采用课堂理论讲授为主、 精讲多练， 并且安排一定数量的习题课教会学生如何利用所 学的知识来解题。 在各章中均可安排一定内容引导学生自学， 对要求自学的内容布置课外思 考题或讨论题提高学生思考问题和解决问题的能力。在刚体、振动、波动等章节中应安排一 定的演示实验并辅助以多媒体教学相结合的多种教学手段开展教学 8. 课程的考核方法与要求 本课程的成绩评定以闭卷

6、考试为主， 并参考平时的作业情况。 考试的内容应着重对知识的理 解与灵活运用，尽量避免死记硬背。本课程为考试科目，进行期中、期末两次考试，其中期 中占总成绩 20%、平时作业占总成绩 10%，期末占总成绩 70%。期末试卷分 A、B 卷（含标准 答案和评分标准） 二二. 教学内容纲要 注： “*”处为选讲内容 绪 论绪 论 物理与力学 物理学科特点；时间与空间的计量；单位制与量纲；参考系、坐标系 了解本课程的发展概况、内容、任务、学习方法以及它在物理学及整个科学发展过程中所起 的作用 第一章 第一章 质点运动学 运动学方程；速度、加速度；质点直线运动、抛体运动；自然坐标系和极坐标系；伽利略变

7、换 理解参照系、坐标系、质点的概念；理解质点的位置矢量、速度、加速度的概念；掌握速度、 加速度在直角坐标系和自然坐标系中的分量的形式 熟练掌握由运动学方程求速度、加速度和由速度、加速度求运动学方程的方法 了解在相互平动的参照系中相对运动速度和加速度之间的关系 第二章第二章 动量定理与动量守恒定律 动量守恒定律、牛顿运动定律；主动力、被动力及牛顿运动定律；非惯性系力学；质点系动 量定理、质心运动定理；经典力学中动量守恒定律常见形式；*火箭的运动 掌握牛顿三定律及适用条件，掌握运用微积分方法求解一维变力作用下质点的动力学问题； 了解惯性参照系中力学的相对性原理和伽利略变换的有关内容 了解非惯性参照

8、系的概念， 理解直线加速运动参照系中的惯性力、 匀速转动参照系中的惯性 离心力的求法 理解质点的动量、质点组的动量、冲量的概念；掌握质点的动量定理，质点组的动量定理； 掌握质点组的动量定理和动量守恒定律 第三章第三章 动能与势能 力的元功，用线积分表示的功；质点与质点系动能定理；保守力、非保守力，势能；功能原 理和机械能守恒定律；碰撞；*质心参考系运用 理解功、功率的概念，掌握功和功率的计算 理解质点和质点组的动能定理，掌握动能定理的应用 理解保守力与势能的概念，掌握重力势能、弹簧的弹性势能、万有引力势能的计算 掌握功能原理及机械守恒定律 了解二维的对心和非对心碰撞 物理学专业力学教学大纲 4

9、 第四章 第四章 角动量、关于对称性 质点的角动量；质点系对质心的角动量定理和守恒定律；对称性 深入理解力矩、角动量的基本概念，熟练掌握角动量定理 掌握力的做功的概念， 变力做功； 掌握保守力做功的特点及势能的概念， 计算重力、 弹性力、 万有引力的功及系统的势能；掌握力的时间积累量； 动量的概念，理解平面内运动质点的 角动量和角动量守恒定律。掌握质点的动量守恒定律 掌握完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞的基本概念、碰撞问题的实际应用 第五章第五章 万有引力定律 开普勒定律；万有引力定律，引力质量和惯性质量；引力势能；*潮汐 掌握万有引力定律和引力势能及应用 理解引力质量和惯性质量 第六章第六章 刚

10、体力学 刚体运动学；刚体定轴转动的角动量，转动惯量；刚体定轴转动的动能定理；刚体平面运动 动力学；刚体的平衡 理解角速度、角加速度的概念，掌握角速度与线加速度之间的关系 理解刚体对一定轴的转动惯量的概念， 会用转动惯量的定义求规则形状刚体的转动惯量， 并 可用平行轴和垂直轴定理求一些复杂问题的转动惯量 掌握刚体定轴转动的运动规律，掌握刚体定轴转动的动能定理 理解平面平行运动是平动与转动的合成， 掌握平面平行运动的基本的动力学方程， 熟练掌握 刚体的二维平动与圆柱体的无滑滚动 理解刚体对固定轴的角动定理及角动量守恒定律， 质点和定轴转动的刚体组成的物体系对轴 的角动量定理及角动量守恒定律，定轴转

11、动的刚体对转轴上一点的角动量之间的关系 掌握作用在刚体上力的性质及力系的简化；了解平面力系下刚体的平衡方程及其应用 第七章第七章 弹性体的应力和应变 弹性体的拉伸与压缩；弹性体的剪切形变；弹性体的弯曲与扭转 掌握拉伸与压缩、剪切形变的胡克定律 第八章第八章 机械振动 简谐振动动力学；简谐振动的能量；简谐振动的合成；阻尼振动；受迫振动；*参数振动， 自激行为 了解振动的一般概念：深入理解简谐振动的概念并可判断一个振动是否为简谐振动 掌握简谐振动的运动学及动力学方程的基本特征， 能建立一维简谐振动的微分方程能根据给 定的初始条件写出一维简谐振动的掌握简谐振动的运动方程 熟练掌握简谐振动的微分方程及

12、周期、频率、圆频率、位相、初位相的概念，理解简谐振动 的 x-t 图 掌握用解析法、图形法及旋转矢量法解物体简谐振动运动状态的方法 掌握同方向、同频率简谐振动的合成；同方向、不同频率的简谐振动的合成；互相垂直简谐 振动的合成 了解阻尼振动的动力学方程及三种运动状态；了解受迫振动、共振的概念 第九章第九章 波动与声 平面简谐波方程；波动方程与波速；波的能量、声强与声压；波的迭加和干涉；驻波；多普 勒效应 物理学专业力学教学大纲 5 理解机械波产生的条件及机理。 掌握建立平面简谐波方程的方法， 以及波动方程的物理意义。 理解波、横波、纵波的概念 掌握平面简谐波的波动方程，波动方程与其振动图线、波形图线之间的关系 理解波长、波速的概念，掌握周期、频率、波速与波长之间的关系 了解波的能量传播特征及能量，能流，能流密度的概念 理解波的相干条件及相干叠加后振幅加强减弱的相位差及波程差的条件； 理解驻波及其形成 条件 了解驻波与行波的区别；了解多普勒效应及其产生的原因 第十章第十章 流体力学 理想流体、静止流体内的压强；伯努利方程；流体的动量和角动量；粘滞流体的运动；固体 在流体中受到的阻力 理解流体静力学中压强的概念，掌握压强的分布规律，帕斯卡原理及阿基米德定律 理解理想流体、理想流体的稳定流动、流线、流管的概念及流体的连续性原理；掌握伯努力 方程 了解粘滞流体的运动情况