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1、大学物理A教学大纲课程名称：中文名称：大学物理A；英文名称： College Physics A课程编码：081018学 分：8分总 学 时：120学时 理论学时:120学时适应专业：非物理类理工科各本科专业先修课程：高等数学执 笔 人：杨长铭审 订 人：田永红一、课程的性质、目的与任务物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。大学物理是高等院校非物理类理工科本科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。大学物理课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分
2、，是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。该课程在培养学生的探索精神和创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。本课程的主要任务是：1、以高中毕业所必须具备的物理知识为起点，系统地向学生讲授物理学的基本概念和基本规律，使学生了解物理学在工程技术与科学研究中的应用，为以后学习专业知识和将来实际工作打下必要的物理基础；2、通过向学生讲授物理学的基本发展过程、物理规律的发现与物理理论的建立，培养学生实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观；3、通过向学生传授物理学的基本知识，使学生的科学思维能力、应用数学解决物理问题的能力、自学能力等诸多方面得到初步但却是严格的训练，从而提高学生提出问题、分析
3、问题和解决问题的能力。培养学生的探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。二、教学内容与学时分配第一篇 力学 共16学时(含习题讨论课2学时)第一章 运动学 （4学时）第一节 质点运动的描述一、 参考系 质点；二、位置矢量 运动方程 位移；三、速度；四、加速度。第二节 加速度为恒矢量时的质点运动一、 速度为恒矢量时质点的运动方程；二、斜抛运动。第三节 圆周运动一、平面极坐标；二、圆周运动的角速度；三、圆周运动的切向加速度和法向加速度 角加速度；四、匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动。第四节 相对运动一、 时间与空间；二、相对运动。第二章 牛顿定律 （2学时）第一节 牛顿定律一、
4、 牛顿第一定律；二、牛顿第二定律；三、牛顿第三定律。第二节 物理量的单位和量纲第三节 几种常见的力一、 万有引力；二、弹性力；三、摩擦力。第四节 惯性参考系 力学相对性原理一、惯性参考系；二、力学相对性原理；三、牛顿定律的应用举例。第五节 非惯性系 惯性力*第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 （4学时）第一节 质点和质点系的动量定理一、冲量 质点的动量定理；二、质点系的动量定理。第二节 动量守恒定律第三节 系统内质量移动问题*第四节 动能定理一、功；二、质点的动能定理。第五节 保守力与非保守力 势能一、万有引力、重力、弹性力作功的特点；二、保守力与非保守力 保守力作功的数学表达式；三、势能；四
5、、势能曲线。第六节 功能原理 机械能守恒定律一、 质点系的动能定理；二、质点系的功能原理；三、机械能守恒定律；四、宇宙速度。第七节 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞第八节 能量守恒定律第九节 质心 质心运动定律*一、 质心；二、质心运动定律。第四章 刚体的转动 （4学时）第一节 刚体的定轴转动一、 刚体定轴转动的角速度和角加速度；二、匀变速转动公式；三、角量与线量的关系。第二节 力矩 转动定律 转动惯量一、 力矩；二、转动定律；三、转动惯量；四、平行轴定理。第三节 角动量 角动量守恒定律一、 点的角动量定理和角动量守恒定律；二、刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律。第四节 力矩作功 刚体绕定轴
6、转动的动能定理*一、 力矩作功；二、力矩的功率；三、转动动能；四、刚体绕定轴转动的动能定理。第五节 刚体的平面平行运动*第六节 经典力学的成就和局限性一、经典力学只适用于处理物体的低速运动问题，而不能用于处理高速运动问题；二、确定性与随机性；三、能量的连续性与能量量子化第二篇 热学 共14学时(含习题讨论课2学时)第五章 气体动理论 （4学时）第一节 物质的微观模型 统计规律性一、分子的数密度和线度；二、分子力；三、分子热运动的无序性及统计规律性。第二节 理想气体的压强公式一、 理想气体的微观模型；二、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
7、气体内能一、自由度；二、能量均分定理；三、理想气体的内能和摩尔热容。第五节 麦克斯韦气体分子速率分布律一、测定气体分子速率分布的实验；二、麦克斯韦气体分子速率分布律；三、三种统计速率。第六节 玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式*一、玻耳兹曼能量分布律；二、重力场中等温气压公式。第七节 分子平均碰撞次数和平均自由程第八节 气体的迁移现象*一、粘滞现象；二、热传导现象；三、扩散现象；四、三种迁移系数。第九节 实际气体的范德瓦耳斯方程*第十节 热力学第二定律的统计意义一、熵与无序；二、无序度与微观状态数；三、熵与热力学概率 玻耳兹曼关系式。第六章 热力学基础 （8学时）第一节 气体物态参量 平衡态 理
8、想气体物态方程一、气体的物态参量；二、P、V、T的单位；三、平衡态；四、理想气体的物态方程。第二节 准静态过程 功 热量一、准静态过程；二、功；三、热量。第三节 内能 热力学第一定律一、内能；二、热力学第一定律。第四节 理想气体的等体过程和等压过程 摩尔热容一、等体过程 定体摩尔热容；二、等压过程 定压摩尔热容；三、比热容。第五节 理想气体的等温过程和绝热过程一、等温过程、二、绝热过程；三、绝热线和等温线；四、多方过程*。第六节 循环过程 卡诺循环一、循环过程；二、热机和致冷机；三、卡诺循环。第七节 热力学第二定律的表述 卡诺定理一、热力学第二定律的两种表述；二、可逆过程与不可逆过程；三、卡诺
9、定理；四、能量品质。第八节 熵 熵增加原理一、熵；二、熵变的计算；三、熵增加原理；四、熵增加原理与热力学第二定律。第三篇 振动和波 共12学时(含习题讨论课2学时)第七章 机械振动 （5学时）第一节 简谐运动第二节 简谐运动中的振幅 周期 频率和相位一、振幅；二、周期；三、相位；四、常数A和的确定。第三节 旋转矢量第四节 单摆和复摆一、单摆；二、复摆；三、大角度摆*第五节 简谐运动的能量第六节 简谐运动的合成一、两个同方向同频率简谐运动的合成；二、多个同方向同频率简谐运动的合成；三、两个相互垂直的同频率简谐运动的合成；四、两个相互垂直的不同频率简谐运动的合成*。第七节 阻尼振动 受迫振动 共振
10、*一、阻尼振动；二、受迫振动；三、共振。第八章 机械波 （5学时）第一节 机械波的几个概念一、 机械波的形成；二、横波与纵波；三、波长 波的周期和频率 波速；四、波线 波面 波前第二节 平面简谐波的波函数一、平面简谐波的波函数；二、波函数的物理含义；三、波动微分方程*。第三节 波的能量一、波动能量的传播；二、能流和能流密度。第四节 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射一、惠更斯原理；二、波的衍射；三、波的反射和折射。第五节 波的干涉一、波的叠加原理；二、波的干涉。第六节 驻波一、驻波的产生；二、驻波方程；三、相位跃变；四、驻波的能量；五、振动的简正模式。第七节 声波 超声波 次声波一、声波；二、超
11、声波*；三、次声波*。第八节 多普勒效应一、波源不动，观察者相对介质以速度0运动；二、观察者不动，波源相对介质以速度0运动；三、波源与观察者同时相对介质运动。第四篇 光学 共16学时(含习题讨论课2学时)第九章 几何光学 （4学时）第一节 几何光学基本定律第二节 光在平面上的反射和折射第三节 光在球面上的反射和折射第四节 薄透镜第五节 显微镜、望远镜、照相机*第十章 波动光学 （10学时）第一节 相干光第二节 杨氏双缝干涉实验 双镜 劳埃德镜一、杨氏双缝干涉实验；二、杨氏双缝干涉的光强分布*；三、缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性*；四、双镜；五、劳埃德镜。第三节 光程 薄膜干涉一、光程；二、透
12、镜不引起附加的光程差；三、薄膜干涉；四、等倾干涉。第四节 劈尖 牛顿环一、劈尖；二、牛顿环。第五节 迈克耳孙干涉仪 时间相干性*一、迈克耳孙干涉仪；二、时间相干性。第六节 光的衍射一、光的衍射现象；二、惠更斯-菲涅耳原理；三、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射。第七节 单缝衍射第八节 圆孔衍射 光学仪器的分辨率第九节 衍射光栅一、光栅；二、光栅衍射条纹的形成；三、衍射光谱。第十节 X射线的衍射*第十一节 全息照相简介*第十二节 光的偏振性 马吕斯定律一、自然光 偏振光；二、偏振片 起偏与检偏；三、马吕斯定律。第十三节 反射光和折射光的偏振第十四节 双折射 偏振棱镜*一、 折射的寻常光和非常光；二、尼科耳棱镜；三、惠更斯原理对双折射现象的解释；四、1/4波片和半波片；五、人为双折射现象。第十五节 旋光现象*第十六节 偏振光的干涉*一、椭圆偏振光和圆偏振光；二、偏振光的干涉。第十七节 非线性光学现象*一、倍频现象；二、混频现象；三、自聚焦现象。第五篇 电磁学 共38学时(含习题讨论课6学时)第十一章 静电场 （10学时）第一节 电荷的量子化 电荷守恒定律一、电荷的量子化；二、电荷守恒定律第二节 库仑定律第三节 电场强度一、静电场；2、电场强度；三、点电荷电场强度；四、电场强度叠加原理；五、电偶极子的
