数学《普通物理》教学大纲.doc

普通物理教学大纲学时：102学时 学分：6个学分适用专业：数学与应用数学大纲执笔人：刘广菊 大纲审定人：姚关心一、 说明：本大纲是按照安徽师范大学数学与计算机科学学院数学教育专业四年制本科教学计划制订的。普通物理是本专业的一门重要的专业基础理论课，在内容的选取上既要体现物理学本身的系统性、科学性和严密性，同时也要体现专业的针对性；既要向学生传授物理学丰富的研究成果，也要向学生展示物理学科学的研究方法。在内容的安排上力求循序渐进和相互衔接。既要考虑物理知识之间的衔接，也要注意与其专业后继课程的衔接。本课程安排在第二、三学期。授课学时为102学时，共6个学分。学时分配如下：补充必要的矢量知识2学时，第一篇力学、共36学时，第二篇热学20学时，第三篇电场和磁场44学时。 第四篇、第五篇供学生自己阅读。二、 本文：第一篇：力学 第一章：质点的运动 本章确切的要求学生理解位置矢量、位移、速度和加速度等概念。搞清位移与路程、速度与速率的区别；熟练掌握和运用变速直线运动、抛体运动和圆周运动的规律。 1-1：质点 参照系 运动方程 1-2：位移 速度 加速度 1-3：圆周运动及其描述1-4： 曲线运动方程的矢量形式1-5：运动描述的相对性 伽利略坐标变换第二章：牛顿运动定律 本章要求掌握力的概念和力学中常见的三种力的特点及力的分析方法，并能熟练的运用牛顿三定律求质点动力学问题。能够了解惯性力的意义，并能用它来解决简单的力学问题。理解动量和冲量，功、动能及势能的概念，搞清动能定理和功能原理的区别与联系并能熟练的应用它们，掌握动量定理、动量守恒定律及机械能守恒，并能用该三定理解决动力学问题。2-1：牛顿第一定律和第二定律2-2：常见力和基本力2-3：牛顿第二定律及其微分形式2-4： 牛顿运动定律应用举例2-5：牛顿第二定律积分形式之一：动量定理2-6：牛顿第二定律积分形式之二：动能定理2-7：非惯性系 惯性力第三章：运动的守恒定律本章要求理解势能的概念，搞清动能定理和功能原理的区别与联系并能熟练的应用它们，掌握动量守恒定律，能量守恒定律及机械能守恒，并能用该三定理解决动力学问题。3-1：保守力 成对力作功 势能3-2：功能原理3-3：机械能守恒定律 能量守恒定律3-4：动量守恒定律3-5：碰撞第四章：刚体的转动 掌握力矩和转动惯量的物理意义，并能运用转动定律解决刚体定轴转动的动力学问题；掌握力矩的功和刚体的转动动能的概念，并能熟练运用刚体的定轴转动的动能定理和机械能守恒定律；理解角动量概念掌握刚体的定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律。4-1：刚体的平动，转动和定轴转动4-2：刚体的角动量 转动动能 转动惯量4-3：力矩 刚体定轴转动定律4-4：定轴转动的动能定理4-6：定轴转动刚体的角动量和角动量守恒定律第二篇：热 学第六章：气体动理论 掌握理想气体的状态方程，搞清压强和温度这两个宏观量的微观本质掌握推导压强公式的思路；搞清能量按自由度均分定理和内能的概念，掌握理想气体内能的特点并能熟练的进行计算；理解麦克斯韦速率分布函数和分布律的意义，并能运用分布函数求与速度有关的物理量的平均值；搞清平均碰撞频率和平均自由程的概念。6-1：状态 过程 理想气体6-3：气体动理论的压强公式6-4：理想气体的温度公式6-5：能量均分定理 理想气体的内能6-6：麦克斯韦速率分布律6-8：分子的平均碰撞次数及平均自由程第七章：热力学基础 掌握热力学第一定律，并搞清其中各物理量的意义和符号法则，并能用它计算简单的热力学问题；要求通过循环过程的学习，掌握热机和致冷机原理，并能熟练的计算热机的效率，能初步的了解热力学第二定律。7-1：热力学第一定律7-2：热力学第一定律对于理想气体的等值过程的应用7-3：绝热过程 多方过程7-5：循环过程 卡诺循环7-6：热力学第二定律7-7：可逆过程和不可逆过程 卡诺定理第三篇：电场和磁场第八章：真空中的静电场 搞清电场强度和电势的概念和它们之间的联系；掌握反映静电场性质的两个基本定理的重要意义及其应用，学会从已知的电荷分布求场强和电势的分布。8-1：电荷 库仑定律8-2：电场 电场强度8-3：高斯定理8-4：静电场的环路定理 电势 8-5：等势面 电场强度与电势梯度的关系 8-6： 带电粒子在静电场中的运动第九章：导体和电介质的静电场 掌握导体静电平衡的条件，并能应用这些条件确定导体表面电荷的分布，了解电介质极化的原理和电介质对电场的影响，掌握有导体存在的电场中的电场和电势的计算方法；掌握运用介质中的高斯定理求电场及计算电容和电场的能量的方法。9-1：静电场中的导体9-2：空腔导体内外的静电场9-3：电容器的电容 9-4：电介质及其极化9-5：电介质中的静电场9-6：有电介质时的高斯定理 电位移9-8：电荷间的相互作用能 静电场的能量第十章：恒定电流和恒定电场 理解电流强度和电流密度的概念，掌握一段电路的欧姆定律及其微分形式并能用其解决实际的电路问题；理解电动势的物理意义；并能利用基尔霍夫定律解决一些较为复杂的电路问题。10-1： 电流密度 电流连续性方程10-2：恒定电流和恒定电场 电动势10-3：欧姆定律 焦耳-楞次定律10-4：一段含源电路的欧姆定律 基尔霍夫定律10-5：金属导电的经典电子理论第十一章：真空中的恒定磁场 理解磁感应强度、磁通量、磁距等概念；掌握反映稳恒电流磁场特性的两个基本的定理；能够应用毕-萨定律和安培环路定律求载流导体周围的磁场分布。掌握磁矩的概念和洛仑兹公式、安培定律，并能运用它们计算运动电荷和载流导线在磁场中所受的力以及载流线圈在磁场中受的磁力矩；掌握载流导线和线圈在磁场中运动是磁力做的功的计算。11-1：磁感应强度 磁场的高斯定理11-2：毕-萨定律11-3：毕-萨定律的应用11-4：安培环路定律11-5：安培环路定律的应用11-6：带电粒子在磁场中所受的作用及其运动11-7：带电粒子在电场和磁场中运动的应用11-8：磁场对载流导线的作用11-9：平行载流导线间的相互作用 电流单位“安培”的定义11-10：磁力的功 第十二章：磁介质中的磁场 了解顺磁质、抗磁质及铁磁质的特性和磁化机理，掌握介质中安培环路定理及其应用。12-1 顺磁质和抗磁质的磁化12-2 磁化强度 磁化电流12-3 磁介质中的磁场 磁场强度第十三章：电磁感应和暂态过程 掌握楞次定律和法拉第定律，并能熟练地应用这些定律；掌握动生电动势和感生电动势产生的原因和计算方法；了解涡旋电场的性质与涡电流；掌握自感、互感现象及其规律，并能计算自感、互感系数；掌握磁场能量的概念和计算磁场能量的方法。掌握含电感和电容电路的暂态过程的分析方法。13-1：电磁感应定律13-2：动生电动势13-3：感生电动势 有旋电场13-4：涡电流13-5：自感和互感13-6：电感和电容电路的暂态过程13-7：磁场的能量第十四章：麦克斯韦方程组 电磁场 理解麦克斯韦提出的两个基本假设和位移电流的概念；掌握麦克斯韦方程组的积分形式和电磁波的基本性质。16-1：位移电流16-2：麦克斯韦方程组三、 本课程采用笔试的考核方式。四、 教学参考书目：1：普通物理学 陈守洙 江之永 编 高等教育出版社 1982