大学物理质点运动学的教案

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1、-第1讲：质点运动学基本概念内容：绪论、11 1绪论（20分钟） 2力学的研究对象及其分类 （05分钟） 3参照系，坐标系和质点 （20分钟） 4描述质点运动的四个物理量（55分钟）要求： 1了解物理学的研究对象及其分类； 2了解力学的研究对象及其分类； 3理解参照系、坐标系和质点的概念； 4掌握描述质点运动的四个物理量；重点与难点： 1描述质点运动的四个物理量； 2微积分(Calculus)的应用。作业：问题：P24：1，2，3，5习题：P25：1，3，8预习：1-2，1-3，1-4绪论一、物理学及其研究对象：1什么是物理学.自然界是由物质组成的，一切物质都在不停地运动着。在自然界中，既没有

2、不运动的物质，也没有脱离物质的运动。自然界有许多运动形式，如机械运动、电磁运动、分子热运动、原子和原子核运动、化学运动和生物运动等等。所有这些运动既相互联系，又相互区别（在本质上）。物理学就是研究物质运动中最普遍、最基本的运动形式的一门学科。物理学是研究物质的运动形态与相互作用的基本规律的科学。物理学的研究目的在于认识物质运动的普遍规律。物理学是研究自然界基本规律的科学，它的英文单词“Physics”来源于希腊文，原义是自然。中文的含义是“物”（物质的结构、性质）和“理”（物质的运动、变化规律），与现代观点相吻合。2物理学的研究对象： 机械运动 力学(Classical Mechanics)

3、分子热运动 热学(Thermodymics) 电磁运动 电磁学、光学(Electromagnetics、Optics) 原子和原子核运动 原子物理学、原子核物理学(Atomics Physics)物理理论的三部分内容：l 概念：通常是抽象的、不能直接感知；l 假设：关于这些概念（物理量）的数学表示；l 关系：一个或一组方程，用于表示物理量之间的关系。 基本粒子运动： 基本粒子物理学(Fundamental Particle Physics)3物理学的分类： 物理学理论分为五大块：l 经典力学（Classical Mechanics）l 热力学（Thermodynamics）l 电磁学（Elec

4、tromagnetics）l 相对论（Relativity）l 量子力学（Quantum Mechanics）按照研究的方法，可分为：理论物理，实验物理和计算物理。4大学物理学课程的任务和目的在大学物理中，物理学的研究内容包括：力学、热学、电磁学、振动与波、光学、相对论与近代物理学等。1）学习物理学的基本原理、基本思想和基本方法；2）学习力学、热学、电磁学、光学和近代物理等基本知识；3）了解物理学的最新进展及其在自然科学中的地位和作用；4）了解物理学知识的广泛应用。5学习物理学的困难1）物理学内容广泛：涵盖力学、热学、光学、电磁学等领域；2）时空跨度大：从经典到近代，从宏观到微观和宇观；3）方

5、法变化大：从中学的常量问题到应用矢量和微积分处理复杂的变量问题。二、学习物理学的意义：进入科学技术的任何一个领域，都必须敲开物理学的大门。三个提高l 科学实验的能力l 抽象思维的能力l 计算能力1物理学是一门科学（素质课）。物理学本身是一门严谨的学科体系，它有系统的理论和方法，学习物理学可以培养我们自身的理论修养、逻辑思维能力和分析问题解决问题的能力，学会科学的思想方法和研究问题的方法。2物理学是基础课。物理学的知识在我们日常生活中随处可见，物理学也是后继专业课程的基础课。上大学的好处：l 大学的课程设置培养人才l 大学的资源设施l 大学的影响3物理学是必修课。物理学也是工科专业的一门必修课。

6、即：1学习物理学有好处；2需要学习物理学；3必须学习物理学。*大学物理课程的地位、性质和目的大学物理是一门必修公共基础课；通过本课程的学习：（1）使学生较全面系统地获得自然界各种基本运动形式及其规律的知识；（2）培养学生的科学思想和研究方法，使学生在科学实验、逻辑思维和解决问题的能力等方面都得到基本而系统的训练。大学物理教学的目的就是让学生打下坚实的物理基础，提高学生的科学素养，开阔思路及激发其探索和创新精神，增强学生自我更新知识的能力，以适应飞速发展的科技时代的种种要求。在课程的教学过程中，要通过各个教学环节逐步培养学生具有抽象思维能力、逻辑推理能力和自学能力，并特别注意培养学生具有灵活运用

7、所学知识去综合分析问题和解决问题的能力。*课程的学习方法（1）态度上重视，认真听课，不懂就问；（2）做好预习、听课、复习几个环节；（3）完成足够的思考题和习题；三、几点要求： 1课前尽量预习；2上课认真听讲，要求记笔记，不懂的内容要及时问； 3课后认真复习，作业要独立完成，按时交作业； 4一些基本的概念要求记住，重要的公式要求会推导。关于记笔记：最简单的就是把主要的内容抄下来。1)书上的东西不是自己的，只有自己写的东西才有可能是自己的；2)有助于培养自己的思考能力，避免外界干扰；3)复习有依据。 要求记笔记，并用一本质量较好的笔记本记笔记。关于做习题： 美国物理学家费曼：习题能够充实课堂讲授。

8、使讲过的概念更加实际和更加完整和更加易于记忆。作业要求：完成一定数量的作业习题是为了熟练掌握、灵活运用基本物理概念和原理，提高分析解决问题的能力。长期坚持认真地做好每一道习题还有助于培养严谨的科学作风，提高清晰的论证和表述能力。为了同学们高标准地完成物理作业，提出如下基本要求：1按时交作业；2要写“已知”、“求”、“解”或抄题或题号；3使用定理、定律要注明对象与条件；4要有必要的图示；5先给出文字解，再代入数据，给出数值解（保留三位有效数字）；6字迹工整、清晰，不要乱涂、乱改、乱画，保持作业本干净。（1）认真复习；（2）弄清题意；（3）画示意图；（4）明确根据；（5）先求文字解；（6）对结果进

9、行必要的讨论。赵凯华：怎样学习物理学.1）勤于思考：用自己的语言陈述物理学的概念、定义、公式中的符号和本身的物理意义，自己推公式，掌握它们成立的条件，关键步骤和推导的技巧；2）悟物穷理：多提问题，建立自己的物理图象。 在大学物理的学习中，除了学习物理学事实、定律、方程和解题技巧外，还必须努力从整体上掌握物理学，要了解各个分支间的联系。在学习中，对于基本物理定律的优美、简洁、和谐以及辉煌应有所体会，要学习鉴赏物理学的普适程度，了解其适用范围；还要学习区别理论和应用，物理思想和普适程度，一般规律和特殊事实，主要效应与次要效应，传统推理与现代推理等。四、 计划：大学物理包括理论课和实验课，教学大纲规

10、定理论课128学时，实验课56学时。实验课由实验室负责。本学期理论课：64学时，讲力学、热力学、电学内容，其中 力学： 32学时，包括习题课：4学时 热力学： 14学时，包括习题课：2学时 电学： 16学时，包括习题课：2学时机动： 2学时课程学习方法：l 讲课l 习题讨论课l 作业l 自学、写小论文l 答疑l 期中测验、期末考试五、成绩计算：考试成绩：70%闭卷考试 平时成绩：10作业、课堂表现 小论文： 20要求有自己的观点平时成绩主要以平时作业完成情况、课堂纪律和回答问题情况以及中期考查情况综合定量评定。具体是：（1）采用固定座位，分班对号就座；课堂违纪一次扣1分；迟到、早退1次扣0.5

11、分；旷课1节扣1分；（2）缺交一次作业扣1分；迟交作业一次扣0.5分；欠作作业1题扣0.5分；（3）10分扣完为止。六、教材与参考书教材：物理学（第四版）（上、中、下）、马文蔚，高等教育出版社参考书： 1物理学学习指南、马文蔚，高等教育出版社 2大学物理学（力学、热学、电磁学）、张三慧主编，清华大学出版社3基础物理学、陆果，高等教育出版社 4大学物理学、卢德馨，高等教育出版社5大学物理习题讨论课指导，沈慧君，王虎株，清华大学出版社6漆安慎力学基础7）赵凯华电磁学、学习指南8南开大学 大学普通物理网上教学系统，9同济大学 工科大学物理学习辅导系统，10装备指挥设备技术学院 大学物理网络教学系统，

12、第一部分 力学一、什么是力学（Mechanics）.物理学研究自然界中最基本的现象和规律, 一切物理现象都是物质运动的表现。在物质的各种运动形式中，最简单、最基本的一种运动是物体之间或物体各部分之间相对位置的变化，称为机械运动（Mechanical Motion）。机械运动是一切物理运动中最简单的运动；机械运动的例子很多，如车辆的行驶、机器的转动、星体的运动等。质点的曲线运动是机械运动中最基本的形式。力学就是研究机械运动及其规律的科学。力学是其他学科的基础。二、力学的分类：根据研究内容的不同，力学分为静力学、运动学和动力学三部分。运动学（Kinematics）研究物体运动的规律；动力学（Dyn

13、amics） 研究物体运动的原因；静力学（Statics） 研究物体平衡时的规律。 运动学研究的是如何描述物体的运动，以及各运动学量之间的关系，它不涉及引起和改变运动的原因；动力学研究的是物体运动与物体间相互作用的内在联系；静力学研究的是物体在相互作用下的平衡问题。根据研究对象的不同，力学又可分为质点力学和刚体力学。质点力学研究对象为质点：1，2，3章刚体力学研究对象为刚体：4章三、数学工具微积分和矢量牛顿和莱布尼兹在研究经典力学的过程中，同时创立了微积分（Calculus），可见在处理力学问题中微积分的重要性。此外，矢量（Vector）在力学中也是一个重要的数学工具。四、本部分内容：第一章

14、质点运动学第二章 牛顿定律第三章 动量守恒定律和能量守恒定律第四章 刚体的转动第五章 万有引力场第十八章 相对论 第五章不讲。第一章 质点运动学运动学是研究物体位置随时间变化规律的力学内容。本章主要内容有：1 三个概念：参考系、坐标系、质点2 四个物理量：位置矢量、位移、速度、加速度3 四种运动：直线运动、曲线运动、斜抛运动、圆周运动本章的内容绝对不是高中物理内容的简单重复，它包含许多新的物理思想和数学方法，一定要重视。包括4节：11 质点运动的描述12 加速度为恒量时的运动方程13 圆周运动14 相对运动11 质点运动的描述一、参考系 坐标系 质点1参考系1）运动的绝对性与相对性(Relativity)（1）运动的绝对性：在自然界中所有的物体都在不停地运动，绝对不动的物体是没有的。例如：放在桌子上的书相对于桌子是静止的，但它却随地球一起绕太阳运动，这就是运动的绝对性。（2）运动的相对性