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1、1大学物理学课 程 教 学 大 纲课程的英文名称：College physics课程编号 406021110 适用专业 电气工程及自动化 09 本科 学时数 64 学分数 4 执笔者：谷云高一、课程的性质和目的物理学是理工科大学生必修的基础理论课之一。它所研究的是物质运动最基本最普遍的形式，包括机械运动、分子热运动、电磁与光的运动、原子与原子核内部的运动等等。物理学是众多交叉学科的理论基础，也构成所有自然科学的理论基础。应用于生产技术的各个部门。以物理学基础知识为内容的大学物理课，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员所必备的。因此，大学物理课
2、是高等工科院校各专业学生的一门重要的必修的基础课。开设大学物理的目的和任务：使学生对物理学所研究的各种运动形式及它们之间的联系有比较全面的系统的认识，对大学物理课中的基本概念、基本理论、基本方法能够正确的认识，并具有初步应用的能力。使学生一方面较系统地打好必要的物理基础；另一方面要初步地学会科学的思维方法和研究问题的方法。进而开阔学生的思路，激发学生的探索和创新精神，增强适应能力。使学生在科学实验能力、运算能力和利用理想物理模型抽象思维能力方面受到初步严格的训练，培养学生分析问题和解决问题的能力。本课程对大学低年级学生树立正确的学习态度，掌握科学的学习方法，培养独立获取知识的能力，以及尽快适应
3、大学阶段的学习规律等方面起着重要作用。本课程在培养学生辩证唯物主义世界观方面也起着一定的二、课程教学基本要求绪论物理学的研究对象，研究方法、以及物理学与其他自然科学和工程技术的关系；阐明大学物理课的特点，对培养高级工程技术人才的地位、作用和任务。1、力学（1）掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面内运动时的速度和加速度。能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。（2）掌握牛顿三定律及其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下的简单质点动力学问题。（3）掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功，*掌握保
4、守力作功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。（4）掌握质点的动能定理和动量定理，通过质点在平面内运动情况理解角动量（动量矩）和角动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。掌握机械能守恒定律、动量守恒定律、掌握运用守恒定律分析问题的思路和方法。（5）了解转动惯量概念。理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。理解刚体运动的一般特点，掌握刚体所受力矩的概念；知道转动惯量的影2响因素；理解刚体定轴转动定律，定轴转动的动能定理；定轴转动的角动量守恒定律。2、气体动理论及热力学（1）了解气体分子热运动的图象，理解理想气体的压强公式和温
5、度公式。通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。（2）了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。（3）了解麦克斯韦速率分布律及速度分布函数和速率分布曲线的物理意义。了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。（4）通过理解气体的刚性分子模型，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，并会应用该定理计算理解气体的定压热容、定容热容和内能。（5）掌握功和热量的概念。理解平衡过程。掌握热力学第一定律。能计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热中的功、
6、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。（6）了解可逆过程和不可逆过程。了解热力学第二定律的统计意义。3、振动和波动（1）掌握简谐振动的描述及各物理量之间的关系，旋转矢量法，简谐振动的合成。（2）机械波动产生条件，平面简谐波，波形图，能流及能流密度，惠更斯原理和波形迭加原理，相干波源条件。了解行波和驻波，多普勒效应。三、课程教学基本内容绪论（一）质点运动学参照系和坐标系，质点和刚体；位矢，位移；速度；加速度；直线运动；运动迭加原理，抛体运动；园周运动。（二）质点动力学牛顿运动定律；力学的单位制和量纲；惯性系和非惯性系；冲量，动量，动量定理；动量守恒定律；势能，机械能守恒定律；碰撞；经典力学
7、的适用范围。（三）刚体的转动刚体的定轴转动，转动惯量；力矩，转动定律；力矩的功，刚体定轴转动中的动能定理；动量矩和冲量矩，动量矩守恒定律。（四）气体动理论平衡状态，理想气体的状态方程；理想气体的压强公式；气体分子平均动能和温度的关系；能量按自由度均分原理，理想气体的内能；麦克斯韦分子速度分布定律；分子碰撞和平均自由程；（五）热力学基础功，热量，内能，热力学第一定律及对于理想气体的等值过程的应用，气体的摩尔热容。绝热过程，循环过程，卡诺循环；热力学第二定律；可逆过程和不可逆过程；卡诺定理；热力学第二定律统计意义和适用范围。（六）机械振动谐振动、谐振动的动力学方程和运动学方程、频率、圆频率、周期、
8、振幅和相位、谐振动的参考圆及旋转矢量表示法；谐振动的能量；两个同方向同频率谐振动的合成、两个相3互垂直同频率的谐振动的合成。（七）机械波和电磁波机械波的产生和传播、纵波与横波、波阵面、波速、波长和频率的关系；平面简谐波的波函数、波的能量；电磁波的能量；惠更斯原理及其应用、波的叠加原理；多普勒效应。四、学时分配表课程内容 理论学时 训练学时 上机学时绪论、质点运动学 6质点动力学 12 2刚体的转动 8气体分子动理论 10热力学的物理基础 12机械振动 6机械波和电磁波 6复习 2四、先修课程要求六、建议教材与教学参考书1、选用教材大学物理杨庆芬、张闪 主编 中国铁道出版社 2007 第 1 版
9、.2、教学参考书：大学物理学作者： 赵近芳 出版社： 北京邮电大学出版社 出版日期：2006 年 2 月物理学 第四版 作者：马文蔚改编 ：高等教育出版社 出版日期：2003 年 3 月普通物理学程守洙、江之永编 朱泳春等修订人民教育出版社 1982 年 6 月第 5 版 六、课程考核： 1、平时考核：平时成绩占总成绩的1030%。平时考核形式包括课外作业，课堂考勤及课外实践等，具体形式由任课教师安排。2、 期末考试：期末考试占总成本绩的7090%。期末考试由学校统一安排，一般采用闭卷，笔试等形式。说明 本大纲并非硬性规定，只是给出一个大致的知识点的分布，任课教师可根据具体情况，针对不同的系科，不同的类别，在不影响课程体系的前题下，对教材有所取舍、有所侧重、有所增补,做创造性的工作。制 定：基础物理教研室
