教学大纲 - 青海民族大学欢迎您

1、大学物理教学大纲第一部分 教学大纲说明一、课程性质大学物理是高等院校生物专业重要的必修课程。物理学是研究物质最基本、最普遍的运动形式及其相互转化规律的科学。物理学的研究对象具有极大的普遍性，它的基本理论渗透在自然科学以及技术的一切领域中。通过教学，应使学生比较全面、系统地认识物质运动最普遍、最基本的形式，掌握物理学的基本知识和基本技能，了解物理学思想方法和研究问题的方法，了解一些当代物理学成就，为进一步学习生物专业课程、为培养理化复合型人才，打下必要的基础。二、教学目的和要求通过本课程的各教学环节，应使学生达到如下基本要求：1、使学生对物理学的基本内容有较全面、较系统的认识。即学生通过学习物理

2、学的基本概念、基本规律和实验课教学，了解自然界比较完整的物理图象，对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系有较全面、较系统的认识，对物理学的当代发展和成就以及物理学在工程技术中的应用有初步的了解。 2、使学生在逻辑思维能力、抽象思维能力以及分析问题与解决问题的能力方面受到初步训练；使学生掌握基本数学演算能力；使学生对科学实验在物理学研究和发展中的作用有正确的认识。三、课程说明1、教学重点难点教学重点主要有：描述质点运动的物理量、质点力学的三个定理和三个守恒定律、波的干涉的机理、热力学的三大定律、电磁学的两个重要规律（高斯定理、安培环路定理）等。教学难点主要有：矢量号的运用、变力作功的计算

3、、麦克斯韦速率分布的理解、光的偏振和干涉规律的掌握、高斯定理的运用等。2、预修课程与后续课程本课程是在所学中学物理知识的基础上的进一步深入和延展，其特点是用高等数学的知识解决中学无法解决的问题，如“变力作功问题”、“曲线运动问题”等等，所以本课程预修课程主要为中学物理、高等数学。3、教学手段及教学方法建议通过课堂教学，系统阐述物理学的基本概念、理论及研究方法，逐步培养学生物理思维能力（即观察和实验，进而抽象、概括物理本质，以及运用数学知识解决物理问题等方面的能力），使他们在较短的时间内对大学物理课程的内容有一个尽可能整体的理解，从总体上把握现代科学技术的潮流。   

4、; 在教学过程中，各章节需配备一定数量的例题、课堂练习题和课后习题，以巩固所学知识，提高解决实际问题的能力。并且应尽可能地采取多种教学形式，调动学生学习的积极性和主动性，提高学习效果。4、考核方式 本课程属考试课，总成绩由平时成绩、期中成绩、期末考试成绩三部分组成，平时作业20%、期中20%、期末考试成绩60%。期末考试为闭卷考试，时间一般为110分钟，由学校统一安排。四、学时和课时分配结合生物专业的特点，大学物理课程内容的选择在注重知识的基础性、系统性同时考虑时代性，适当讲解近代物理学知识，介绍物理学新技术。还要针对生物专业的特点有所侧重，并坚持理论联系“生物”实际的原则。但因课时有限，有些

5、内容以讲座形式讲授，或安排学生自学，这些内容为打“*”部分，不占课时。本课程总学时数为54学时，学分为3。下面仅就理论部分阐述。本课程的主要教学环节包括：演示实验、课堂讲授、习题课等通过各个教学环节的教学，使学生较系统的了解物理学的基本知识和物理学的研究方法。重点培养学生的自学能力、分析问题解决问题的能力。各环节的基本要求是：演示实验：在条件允许的情况下尽量多进行演示实验，实验要目的明确、现象明显、可见度高，在实验过程中教师要有必要的说明、引导和启发。通过实验引导学生总结规律。课堂讲授：教师语言简练、明确、条理清楚，讲授内容注意和当前新技术新科技结合，注重培养学生分析问题解决能力。习题课：习题

6、课的时间安排要合理，习题要精心选择，讲授要注重解题方法。在本课程中所占课时较少，不专设课时。课程各章节课时分配如下表：课时分配表篇章名课时数占总课时的比重（）绪论 物理导论23.7第一篇 力 学1425.9第一章 质点运动学5第二章 牛顿运动定律3第三章 功和能3第四章 动量理论3第二篇 热 学1018.5第五章 热力学基础6第六章 气体动理论4第三篇 电 磁 学1833.3第七章 静电场10第八章 稳恒磁场4第九章 电磁感应 电磁场4第三篇 波 动 光 学611.1第十章 机械振动2第十一章 机械波2第十二章 波动光学2习题课与总复习47.4合计54五、适用范围因生物科学专业大学物理课时有所

7、调整，所以，本大纲在原有的生物本科普通物理教学大纲的基础上进行修订，大纲是教学的依据，教师在使用时应按大纲要求进行教学，但课时分配也可根据学生及教学内容有所调整。第二部分 教学内容绪论教学目的和要求了解大学物理课程的研究对象、内容，课程的性质、特点、任务和学习方法。教学内容（2课时）教学目标：1、使学生理解物理学的简单发展史、物理学在自然科学中的地位。2、使学生理解大学物理课程所讲述的主要内容以及物理学的研究方法。3、使学生理解学习大学物理课程的一般方法、学习大学物理课程所应具备的基础知识。第一章  质点运动学(5学时)教学目标：    1、充分理解物质

8、运动的绝对性和描述运动的相对性，以及运动的迭加原理。    2、掌握描述质点运动的基本物理量的定义以及性质，明确这些物理量的矢量性、相对性和瞬时性。    3、掌握运动方程的物理意义及作用。教学重点：描述质点运动的四个物理量的概念建立。教学难点：矢量的书写、求导和积分讲授内容第一节 质点运动的描述一、位置矢量  运动方程  位移 二、速度和加速度 第二节 加速度为恒量时的运动方程一、质点作直线运动方程 二、质点作曲线运动的运动的分析 第三节 圆周运动  切向加速度和法向加速度一、圆周运动的切向加速度和法向

9、加速度 二、角加速度，匀速率和匀变速率圆周运动 *第四节 相对运动教学建议  在这一章的学习过程中，要使学生深刻理解矢量及速度和加速度的的概念；在讲述参照系与坐标系的概念要注意它们之间的区分，伽利略速度变换时要注意与速度的合成分解之间的区分；在讲述抛体运动时要强调运动的合成、分解与运动的独立性，并对具体解题过程作严格的规范要求。第二章  牛顿运动定律 (3学时)教学目标：    1、准确理解牛顿运动三定律的内容及实质，明确其适用范围和条件。    2、熟练掌握隔离体法求解一般动力学问题。教学重点：两类动力

10、学问题的求解教学难点：惯性参考系  力学相对性原理讲授内容第一节 牛顿运动定律    牛顿定律的应用 *第二节 力学量的单位和量纲     一、力学量的单位，国际单位制    二、量纲及其作用 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  力学相对性原理第五节 牛顿运动定律的应用举例     运用隔离体

11、法分析物体受力，求解一般动力学问题。* 第六节 非惯性系  惯性力 教学建议 本章重点在于准确理解牛顿运动三定律的内容及实质，明确其适用范围和条件，并应选择各典型例题，并侧重变力问题，运用高等数学，求解动力学问题。通过具体解题过程，掌握分析重力、弹性力、摩擦力的概念，及惯性系的概念。 第三章  功和能  （3学时）教学目标：    1、正确理解功的概念和能量的概念，明确二者之间的联系和区别。    2、掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律的物理意义和使用条件。   

12、; 3、理解保守力的概念，并掌握保守力作功的特点及与势能的关系。教学重点：功的计算、保守力的概念建立、功能原理、机械能守恒定律教学难点：变力功计算、功能原理应用讲授内容第一节 功  动能定理     一、功和功率    二、质点，质点的动能定理第二节 保守力与非保守力  势能     一、保守力作功    二、保守力与非保守力    三、势能及势能曲线第三节 功能原理  机械能守恒定律    一&

13、#160;、质点系的动能定理    二、质点系的功能原理    三、机能能守恒定律*第四节 能量守恒定律教学建议    1、充分阐明功的定义，使学生建立功的概念。关于变力的功，应该用微积分方法得出定义式。再者，强调保守力和势能的概念，应讲细讲透，使学生很好地理解掌握。    2、阐明功和能两个概念的联系与区别。    3、要指出动能定理、功能原理和机械能守恒定律为解决动力学问题提供了一种途径；机械能守恒定律是一条基本的力学定律，而能量转化与守恒定

14、律是物理学以及其它自然科学中的一条普遍规律。第四章  动量理论  (3学时)教学目标： 1、理解动量和冲量的概念，并分清它们的区别和联系。掌握动量定理、动量守恒定律及其成立的条件。2、掌握弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点和规律。教学重点：动量定理和动量守恒定律教学难点：冲量概念的建立、动量定理和动量守恒定律的应用讲授内容第一节 冲量  动量  动量定理     一、牛顿第二定律的普遍形式    二、动量、冲量和质点的动量定理第二节 质点系的动量定理  动量守恒定律 第三节 完全

15、弹性碰撞  完全非弹性碰撞 *第四节 质心  质心运动定律教学建议    1、要阐明动量定理的意义及与牛顿运动定律的联系；要着重介绍质点系的动量及其动量定理。    2、强调动量的矢量性，侧重变力的冲量。    3、要明确动量守恒定律是一条基本规律。要注意动量守恒定律的适用条件，指出动量守恒定律为解决动力学问题提供了又一种途径。    4、在碰撞问题中，着重解决一维碰撞。第五章  热力学基础  （6学时）教学目标：  

16、;  1、理解内能、功和热量等概念；掌握热力学第一定律和它在理想气体各准静态等值过程中的应用。    2、理解循环过程及能量转换关系。    3、理解热力学第二定律、卡诺定理和熵的意义。教学重点：热力学第一定律和它在理想气体各准静态等值过程中的应用，热力学第二定律。教学难点：热力学第二定律和卡诺定理的理解讲授内容第一节 内能  功  热量  准静态过程     一、热力学系统与内能    二、功、热量   

17、 三、准静态过程和非静态过程第二节 热力学第一定律 第三节 理想气体的等体过程和等压过程  定体摩尔热容和定压摩尔热容     一、等体过程，定体摩尔热容    二、等压过程，定压摩尔热容第四节 理想气体的等温过程与绝热过程     一、等温过程    二、绝热过程    三、绝热线和等温线第五节 循环过程     一、循环过程    二、循环效率第六节 热力学第二定律 第七节

18、 可逆过程与不可逆过程第八节 卡诺循环  卡诺定理 *第九节 熵  熵增加原理    一、熵    二、熵的计算    三、熵增加原理    四、熵增加原理与热力学第二定律*第十节 热力学第二定律的统计意义 教学建议    1、着重讲授热力学第一定律的物理意义及其对理想气体的应用，并配合习题课，使学生反复练习，熟悉掌握。    2、使学生了解循环过程的一般概念，着重讨论卡诺循环，掌握理想气体可逆卡

19、诺循环效率公式。3、着重讨论热力学第二定律的物理表述，指出该定律的意义在于揭示孤立系统中实际宏观过程进行的条件和方向。要求学生正确理解卡诺定理的内容和意义。4、对于熵的概念予以重点阐述。 第六章 气体动理论  （4学时）教学目标：    1、对分子无规则热运动有一个清晰的图象；熟悉掌握理想气体状态方程和气体动理论的两个基本公式理想气体的压强公式及平均平动动能与温度的关系式，理解压强和温度的微观本质。    2、理解平衡态下气体分子运动的统计规律及非平衡态下的迁移现象。    3、理解自

20、由度概念，掌握能量均分定理。教学重点：理想气体的压强公式及平均平动动能与温度的关系式，自由度概念，能量均分定理。教学难点：自由度概念和能量均分定理的理解讲授内容第一节 气体状态参量  平衡态与平衡过程  理想气体状态方程 *第二节 分子的线度  分子力  统计规律性第三节 理想气体的压强公式     一、理想气体的微观模型    二、理想气体压强公式第四节 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 第五节 能量均分定理  理想气体内能     一、自由度&#

21、160;   二、能量均分定理    三、理想气体内能*第六节 麦克斯韦气体分子速率分布律  气压公式     一、测定气体分子速率的实验    二、麦克斯韦气体分子速率分布定律及三种统计速率*第七节 玻耳兹曼能量分布律*第八节 分子平均碰撞次数和平均自由程*第九节 气体的迁移现象    一、内摩擦现象    二、热传导现象    三、扩散现象*第十节 实际气体的范德瓦耳斯方程教学建议&

22、#160;   1、以经典气体动理论为基础，从微观的角度，用统计的观点，定量分析理想气体的压强是本章的第一个重点。在分析推导过程中，应更多着眼于观点和能力的培养，使学生确切理解压强和温度的微观实质。    2、应透彻分析自由度的概念，要求学生掌握能量均分定理。    3、麦克斯韦速率分布率不作理论推导，着重阐明速率分布的物理意义，使学生切实理解气体分子三种速率的平均统计意义。4、要使学生确切掌握碰撞频率和平均自由度的概念，从而很好地理解气体三种迁移现象和三个迁移系数。第七章 静电场 （10学时）教学目标： 

23、0;  1、理解电荷的性质；理解库仑定律的表达式及适用范围和条件。    2、掌握描述电场的两个基本物理量电场强度和电位的定义、叠加原理、计算方法以及两者之间的关系。    3、阐明高斯定理和静电场的环路定理是静电场的基本定理。教学重点：描述电场的两个基本物理量电场强度和电位的定义、叠加原理、计算方法以及两者之间的关系。两个重要规律高斯定理和静电场的环路定理。教学难点：高斯定理和静电场的环路定理的理解和应用。讲授内容第一节 电荷的量子化  电荷定恒定律 第二节 库仑定律 第三节 静电场  电场强度 第四节

24、 电场强度的计算     一、点电荷电场强度    二、场强叠加原理第五节 电场线  电场强度通量 第六节 高斯定理及其应用 第七节 静电场力所作的功  电势能     一、静电场力作功的特点    二、静电场的环路定理      三、电势能第八节 电势  电势差 第九节 电势的叠加原理  电势的计算 第十节 等势面  场强与电势的关系 *第十一节 静电场中的电偶极子*第十二节 密立根测

25、定电子电荷实验 教学建议    1、明确电荷是物质的一种属性，阐明电荷的量子性及电荷守恒定律。    2、库仑定律是静电场的基本定律，要掌握库仑定律的矢量表达式，明确“点电荷”物理模型的概念和库仑定律的适用条件。    3、电场强度和电势是静电场的两个基本物理量，要求学生牢固掌握它们的定义，明确前者是矢量，服从矢量迭加原理，后者是标量，服从标量迭加原理；要求掌握电场强度和电势梯度间的关系，掌握两个物理量的基本计算方法。4、高斯定理和静电场的环路定理是静电场的基本定理，要求透彻分析高斯定理的物理意义，并结合

26、实例加深理解。指出应用高斯定理求解场强的条件。 第八章  稳恒磁场  （4学时）教学目标：1、理解稳恒电流产生的条件；理解电流密度和电动势的概念。    2、理解和掌握稳恒磁场的基本定律毕奥-萨伐尔定律。    3、充分理解磁场中的高斯定理和安培环路定理是本章的两条基本定理。  4、掌握磁场对载流导线和带电粒子的作用力以及带电粒子在均匀磁场中的运动规律及应用。教学重点：磁场中的高斯定理和安培环路定理，磁场对载流导线和带电粒子的作用力以及带电粒子在均匀磁场中的运动规律及应用。教学难点：磁场对载流导

27、线和带电粒子的作用力以及带电粒子在均匀磁场中的运动规律及应用。讲授内容第一节 电流  电流密度     一、电流    二、电流密度三、电流的连续性方程、稳恒电流条件第二节 电源  电动势第三节 基本磁现象 磁场  磁感强度 第四节 毕奥-萨伐尔定律     一、毕奥-萨伐尔定律    二、毕奥-萨伐尔定律应用举例第五节 磁通量  磁场的高斯定理     一、磁感线    二、

28、磁通量，磁场中高斯定理第六节 安培环路定理     一、安培环路定理    二、安培环路定理的应用举例*第七节 运动电荷在磁场中所受的力洛仑兹力    一、洛仑兹力    二、带电粒子在均匀磁场中的运动*第七节 载流导线在磁场中的受的力安培力 *第八节 磁场对载流线圈的作用 *第九节 带电粒子在电场和磁场中运动举例     一、电子比荷的测量    二、回旋加速器    三、霍耳效应&#

29、160;   四、质谱仪*第十节 运动电荷的磁场 教学建议 磁感强度是本章的基本物理量，通过本章教学使学生逐步达到对物理意义有深刻的理解；毕奥-萨伐尔定律是本章的基本定律，要透彻分析毕-萨定律矢量的物理意义，并用以计算载流导线的磁场分布；着重理解安培环路定理的意义，并能利用它求具有一定对称性的电流的磁场分布。在本章中，牵涉到有关计算的问题比较多，有关计算，一定要注意在理解定理本身的适用条件及意义的基础上，并强调理清解决问题的思路和步骤，才能举一反三，事半功倍。第九章  电磁感应  电磁场  （4学时）教学目标：   

30、; 1、掌握法拉第电磁感应定律，明确产生动生电动势和感生电动势的本质是洛仑兹力和涡旋电场，并比较涡旋电场与静电场的异同点，能计算动生电动势和感生电动势。    2、了解自感和互感现象，理解磁场具有能量。    3、理解位移电流和麦克斯韦电磁场的基本概念。教学重点：产生动生电动势和感生电动势的本质及两种电动势的计算。教学难点：位移电流和麦克斯韦电磁场的基本理论的理解。讲授内容第一节电磁感应定律     一、电磁感应现象    二、电磁感应定律三、楞次定律第二节 动生电动势和感生

31、电动势     一、动生电动势      二、感生电动势，涡旋电场   *三、电子感应加速器   *四、涡电流*第三节 自感和互感 *第四节 RL电路第五节 磁场的能量 *第六节 位移电流，电磁场基本方程的积分形式     一、位移电流    二、电磁场，麦克斯韦电磁场方程的积分形式 教学建议    1、可以结合演示实验分析电磁感应现象，讲解楞次定律。透彻分析本章的基本定律法拉

32、第电磁感应定律的物理意义。    2、明确产生动生电动势的本质是洛仑兹力，掌握动生电动势的计算方法。着重讲授涡旋电场这一重要概念，明确它是产生感生电动势的本质，明确它与静电场的区别。简单介绍涡电流的热效应和磁效应。    3、掌握L和M的定义及计算方法。    4、明确磁场作为物质存在的一种形态，具有能量。    5、着重讲解位移电流的物理本质，明确麦克斯韦方程组是电磁场运动遵守的普遍规律。 第十章  机械振动  （2学时）教学目标： 

33、   1、掌握描述谐振动的特征量，从而建立谐振动方程。    2、掌握描述谐振动的旋转矢量法和图线表示法。    3、掌握谐振动合成的特点和规律，了解阻尼振动，强迫振动和共振的发生条件和规律。教学重点：描述谐振动的特征量及谐振动方程，谐振动合成的特点和规律教学难点：谐振动合成的特点和规律 讲授内容第一节 谐振动 第二节 谐振动中的振幅  周期  频率和相位 *第三节 旋转矢量 *第四节 单摆和复摆 第五节 谐振动的能量 第六节 谐振动的合成    同方向同

34、频率谐振动的合成  *第七节 阻尼振动  受迫振动  共振 教学建议     本章中简谐振动是一个重点内容，它的三个特征量中相位又是一个很重要的概念，在教学过程中要着重讲解。对于简谐振动的动力学方程部分要注意解题的思路，强调简谐振动的动力学定义；明确矢量图解法有助于形象地理解简谐振动的规律和进行简谐振动的合成，但这仅仅是一种研究振动的方法和工具。定性讨论阻尼振动，受迫振动和共振。另外，关于单摆的教学内容处理，应避免与中学物理过多的重复。  第十一章  机械波（2学时）教学目标：  &#

35、160; 1、确切理解描述波动的物理量及平面简谐波波动方程的物理意义。    2、熟练掌握波的干涉原理；明确驻波形成条件和特点。教学重点：描述波动的物理量及平面简谐波波动方程的物理意义，波的干涉原理教学难点：平面简谐波波动方程的推导和方程的物理意义的理解。讲授内容第一节 机械波的几个概念     一、横波和纵波    二、波长、周期、频率、波速第二节 简谐波的波动方程  波的能量 第三节 惠更斯原理  波的衍射     一、惠更斯原理  

36、;  二、波的衍射第四节 波的干涉     一、波的叠加原理    二、波的干涉*第五节 驻波    一、驻波的产生    二、驻波方程    三、相位跃变    四、弦线上的驻波*第六节 声波  超声波*第七节 多普勒效应 教学建议    1、要求学生能充分理解振动与波动的区别和联系。    2、本章的重点是平面简谐波，要求学生掌握平面

37、简谐波的规律，深刻理解频率、波长、波速等波动物理量。    3、可结合演示实验讲授波的衍射、干涉与驻波。 第十二章  波动光学  （2学时）教学目标：    1、要求学生理解光程的意义。熟悉掌握各类干涉现象（杨氏双缝干涉，等倾干涉，等厚干涉）中光程差与干涉条纹性质的关系，不仅要分析条纹的分布而且能掌握光程差的变化和条纹移动的关系2、要通过演示实验、图片投影等手段使学生对光的衍射有直观认识，明确衍射发生的条件及现象的特点，区分两类衍射现象。3、通过偏振现象的学习，明确光的横波性。要掌握和理解自然光和偏振光的概念、产生和检验偏振光的方法；要掌握反射光和折射光的偏振；掌握马吕斯定理，会用它进行计算。教学重点：光的干涉、光的衍射、光的偏振的条件和规律教学难点；光的偏振的原理讲授内容第一节 相干光源 第二节 杨氏双缝实验  双镜  洛埃境 *第三节 光程  薄膜干涉     一、光程和光程差    二、薄膜干涉*第四节 劈尖  牛顿环 *第五节 迈克耳孙干涉仪 第六节 光的衍射     一、惠