《普通物理A1》教学大纲.doc

普通物理A（1）教学大纲一、课程基本信息开课单位物理与微电子科学学院课程代码GE03005课程名称普通物理A(1)英文名称University Physics 课程性质理工科A组学 分3总 学 时64先修课程高等数学开课学期第一学期适应专业全校理工专业二、课程描述大学物理是理工科各专业的一门重要必修基础课。通过大学物理课程的学习，使学生熟悉自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，为后继专业基础课与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础。通过本课程的学习，使学生逐步掌握物理学研究问题的思路和方法，养成辩证唯物主义的世界观和方法论，在获取知识的同时，学生建立物理模型的能力、定性分析、估算与定量计算的能力，独立获取知识的能力，理论联系实际的能力获得同步提高与发展，提升其科学技术的整体素养。本课程的主要内容有质点运动学，质点动力学，质点体系的力学量守恒，波动光学（干涉、衍射、偏振），气体分子运动论和宏观热力学基础。University physics plays fundaThis course aims at not only physical laws and principles but also materialistic philmental role in other major courses for science and engineering students due to its deep insights into structures, properties, interactions, and motions of the material world. osophy of mastering the real world. Through the course, students acquire the ability to model and then qualitatively analyze and qualitatively calculate the real world on the basis of the scientific literacy. Included in the course are kinematics, dynamics, and conservation laws of mass points, physical optics (interference, diffraction, polarization), kinetic theory of gas molecules and fundamentals of macro-thermodynamics.三、课程内容（一）课程教学目标 普通物理是理工科各专业的一门重要必修基础课。通过普通物理课程的学习，使学生熟悉自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，为后继专业基础课与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础。通过本课程的学习，使学生逐步掌握物理学研究问题的思路和方法，在获取知识的同时，学生建立物理模型的能力、定性分析、估算与定量计算的能力，独立获取知识的能力，理论联系实际的能力获得同步提高与发展。开阔思路，激发探索和创新精神，增强适应能力，提升其科学技术的整体素养。通过本课程的学习，使学生掌握科学的学习方法和形成良好的学习习惯，养成辩证唯物主义的世界观和方法论。（二）基本教学内容第一章、质点运动学教学目的与要求： 理解质点模型。掌握坐标系、运动方程、位移、速度、加速度；切向加速度和法向加速度。掌握角位移、角速度、角加速度，角量和线量的关系。了解相对运动。教学重点： 掌握解运动学两类问题的方法。教学难点： 速度、加速度的矢量分析，微积分数学工具在运动学实际问题中的应用。教学内容： 1.描述物体作平动的四个物理量：位矢、位移、速度、加速度。 2.掌握解运动学两类问题的方法。学时分配：4第二章（1）、质点力学的基本规律 守恒定律教学目的与要求（1）： 掌握经典力学的基本原理及会应用其分析和处理质点动力学问题，理解力学量的单位和量纲。掌握动量、冲量、动量定理，动量守恒定律。并能分析和计算二维平面简单力学问题。理解惯性系概念及经典力学的基本原理的适用范围。掌握功与功率、动能、势能（重力势能、弹性势能、引力势能）概念，动能定理、功能原理、机械能守恒定律。教学重点： 掌握解动力学两类问题的方法。教学难点： 微积分数学工具在动力学实际问题中的应用，科里奥利力。教学内容： 1.牛顿定律：解牛顿定律的问题可分为两类：第一类是已知质点的运动，求作用于质点的力；第二类是已知作用于质点的力，求质点的运动。2.基本定理：动量定理、动能定理、角动量定理。3.守恒定律：动量守恒定律、机械能守恒定律、角动量守恒定律。学时分配：6第二章（2）、刚体的定轴转动教学目的与要求： 理解转动惯量，掌握刚体绕定轴转动定律，理解力矩的功和转动动能。理解角动量（动量矩）和角动量守恒定律，能用其分析和计算有关刚体定轴转动的力学问题。教学重点： 转动定律与角动量守恒定律。教学难点： 微积分数学工具在刚体的定轴转动实际问题中的应用。教学内容： 1. 力矩、转动惯性、转动定律。2. 刚体的动能与势能、动能定理、机械能守恒定律。3. 刚体的角动量及角动量守恒定律。学时分配：4第四章、振动教学目的与要求： 掌握简谐振动及其特征量（频率、周期、振幅和周相），掌握旋转矢量法。能建立谐振动运动学方程。理解谐振动的能量。了解阻尼振动、受迫振动、共振。掌握同方向同频率谐振动的合成。了解同方向不同频率谐振动的合成，相互垂直的谐振动的合成。了解频谱分析。教学重点： 旋转矢量法，谐振动动力学分析和运动学方程的建立。教学难点： 阻尼振动、受迫振动、共振的数学分析。教学内容： 1. 振动、简谐振动：简谐振动的特征量（振幅、周期、频率和相位）和动力学分析。2. 简谐振动的能量：动能、势能和机械能。3. 简谐振动的合成：两个同方向同频率简谐振动的合成、同方向不同频率的两个简谐振动的合成、两个同频率相互垂直的简谐振动的合成。学时分配：4第五章、波动教学目的与要求： 掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐波函数的方法及波函数的物理意义。理解波形图。了解波的能量特征。能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。掌握驻波及其形成条件。了解机械波的多普勒效应及其产生原因，能用多普勒频移公式进行计算。教学重点： 平面简谐波函数，波的能量特征，驻波及其形成条件，机械波的多普勒效应及其产生原因。教学难点： 波动过程质元动能和势能的物理模型与数学分析，半波损失。教学内容： 1. 横波、纵波、简谐波、平面简谐波及波函数的物理意义。2. 波的能量，能量密度与能流密度。3. 相干波叠加干涉现象，用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。4. 驻波及其形成条件，驻波方程。5. 机械波的多普勒效应及其产生原因，多普勒频移公式基本计算。学时分配：8第六章、光的干涉教学目的与要求： 了解相干光的获得，掌握杨氏双缝干涉。理解光程概念，等厚干涉（劈尖、牛顿环）、等倾干涉。了解迈克耳逊干涉仪。教学重点： 等厚干涉（劈尖、牛顿环）、等倾干涉（迈克耳逊干涉仪）。教学难点： 等倾干涉成因分析。教学内容： 1.光的相干性，获得相干光的基本方法，杨氏双缝实验。2.等厚干涉基本公式，劈尖干涉、增透薄与增反膜；牛顿环与等厚干涉的应用。3.等倾干涉，迈克耳逊干涉仪以及应用。学时分配：4第七章、光的衍射教学目的与要求： 理解惠更斯菲涅耳原理。掌握确定单缝衍射条纹位置和宽度的计算。掌握光栅衍射与光栅方程。掌握光学仪器的分辩率。了解伦琴射线的衍射，布喇格公式。教学重点： 光栅衍射与光栅方程。教学难点： 光栅衍射光强曲线，能量计算。教学内容： 1. 单缝夫琅和费衍射、半波带法。2. 衍射光栅与光栅方程，光栅衍射光强曲线，光栅分辩本领，衍射光栅的应用。3. 圆孔衍射与光学仪器分辨率。 学时分配：6第八章、光的偏振教学目的与要求： 理解自然光和偏振光，马吕斯定律，反射光和折射光的偏振，布儒斯特定律。了解单轴晶体中光的双折射及其解释。教学重点： 偏振片的起偏和检偏教学难点： *偏振光的干涉教学内容： 1 光的偏振态，利用偏振片的起偏和检偏，马吕斯定律。2 反射和折射的偏振，布儒斯特定律。 3 光的双折射，单轴晶体中光的双折射及其解释。4* 偏振光的干涉，人工双折射及其应用。学时分配：2第十章、气体分子运动论教学目的与要求： 理解能量按自由度均分原理，掌握理想气体的内能计算公式。理解麦克斯韦速率分布函数和速率分布曲线的物理意义，能据此计算与此有关的物理量的统计平均值；了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。理解气体分子平均自由程和平均碰撞频率的概念。教学重点： 理想气体的内能，麦克斯韦速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。教学难点： 统计假设与结构模型在物理建模及理论分析的重要意义。教学内容： 1. 理想气体状态方程，统计假设。2. 能量按自由度均分原理，理想气体的内能。3. 麦克斯韦速率分布函数与物理量的统计平均值。4. 理解气体分子平均自由程和平均碰撞频率。学时分配：4第十一章、热力学基本原理教学目的与要求： 掌握功和热量的概念；理解准静态过程；掌握热力学第一定律；能分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。了解可逆过程和不可逆过程；理解热力学第二定律及其统计意义。教学重点： 热力学第一定律，循环过程和循环效率的分析与计算。教学难点： 可逆过程和不可逆过程，热力学第二定律及其统计意义。教学内容： 1. 功和热量，准静态过程，热力学第一定律以及对理想气体等值过程的应用。2. 热容，绝热过程功、热量、内能改变量的计算。4. 循环过程和循环效率。5. 热力学第二定律及其统