《大学物理》课程教学大纲

1、大学物理课程教学大纲英文名称：College Physics课程类型：公共基础课课程要求：必修学时/学分：96/6适用专业：本科各专业一、课程性质与任务大学物理课程是高等学校理工科类专业学生一门重要的、通识性的必修基础课。该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，是一名科学工作者和工程技术人员所必备的。在培养学生树立科学世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生探索精神和创新意识等方面，具有其它课程不能替代的作用。通过大学物理课程的教学，应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较基本的认识和正确的理解，为进一步学习学科基础课和专业课打下坚实的

2、基础。努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。二、课程与其它课程的联系大学物理先修课程为矢量运算和高等数学，以确保学生学习本课程所必需的矢量和差运算、矢量的点积与差积，微分与积分，以及矢量与微积分的混合运算等知识。许多学科基础课和专业基础课都与大学物理有密切关系。比如机电类的理论力学、材料力学、机械设计、计算机控制技术、化工装置设计等。理论力学的基础是牛顿运动定律。在研究质点系力学问题时具有重要作用。研究非自由质点系的平衡和运动的有效方法是力学的变分原理，其中有虚位移原理、达朗贝尔原理、哈密顿原理等。化工类的物理化学、化工原理、工程流体力学、工程热力学、传热学等。其中，物理化学和化工原理两门课

3、程是化工类专业重要的基础课和学科基础课。物理化学亦称“理论化学”，是应用物理学原理和方法，研究有关化学现象和化学过程的一门学科。内容包括物质结构、化学热力学、电化学、化学动力学、光化学和胶体化学等部分，主要从理论上探讨物质结构与其性能之间的关系，化学反应的可能性和速度，反应机理的研究和反应条件的控制等。物理化学是整个化学和化学工艺学的理论基础。化工原理课程是综合运用物理学、化学等基础知识，分析和解决化工生产过程中各种物理过程的工程课程。三、课程教学目标1培养学生阅读并理解相当于大学物理水平的物理类教材和科技文献，不断扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构；能够写出条理清晰的读书笔记或小论

4、文。2通过观察、分析、演绎、归纳、抽象、类比等方法，培养学生发现问题的能力，并对所涉问题有一定深度的理解，判断研究结果的合理性。3根据物理问题的特征与性质，进行合理的简化，建立相应的物理模型，并用数学语言进行描述，运用物理理论和研究方法进行分析、研究。4培养学生应用物理学原理解决基础工程问题的意识。加强物理与生活、专业、工程技术领域的联系，使教学内容现代化，侧重物理学在工业、农业、科技、国防和日常生活中的应用。5培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望和向旧观念挑战的精神。四、教学内容、基本要求与学时分配序号教

5、学内容教学要求学时教学方式对应课程教学目标1一、质运动学1. 矢量的标量积与矢量积，矢量与微分、积分的混合运算2. 参考系与坐标系3. 质点运动的描述4. 相对运动1. 掌握位置、速度等描述质点运动状态的物理量。理解它们的相对性、矢量性和瞬时性。2. 理解运动方程的物理意义。掌握运动学两类基本问题及其求解方法。3. 能计算质点作平面曲线运动的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。4. 会求解简单相对运动问题。4讲授1、2、32二、质点动力学1. 牛顿运动定律2. 动量定理与动量守恒定律3. 角动量定理与角动量守恒定律4. 动能定理5. 机械能与机械能守恒定律1. 掌握牛顿运动定律及其适用条

6、件。2. 掌握隔离体法分析物体的受力情况，会用微积分方法求解简单的质点动力学问题。3. 理解动量、冲量概念，掌握质点动量定理。4. 掌握动量守恒定律和角动量守恒定律。5. 掌握动能定理和机械能原理。6讲授2、3、53三、刚体定轴转动1. 刚体定轴转动定律与转动惯量2. 刚体的角动量与角动量守恒定律3. 刚体的动能与势能1. 了解刚体的基本运动形式，掌握角量与线量的关系。2. 理解力矩和转动惯量概念，掌握刚体定轴转动定律。3. 掌握角动量定理和角动量守恒定律。4. 理解转动动能概念，掌握定轴转动刚体的动能定理。4讲授3、44四、机械振动1. 谐振动的基本特征与描述2. 振动的相位与谐振动的旋转矢

7、量表示法3. 同方向同频率谐振动的合成4. 两个相互垂直的谐振动的合成5. 阻尼振动、受迫振动与共振1. 理解谐振动各物理量的意义及其相互关系。2. 掌握谐振动的旋转矢量表示法。3. 掌握同频率谐振动的合成规律。4. 理解阻尼振动、受迫振动与共振现象4讲授3、45五、机械波1. 机械波的基本特征与平面简谐波的波函数2. 波的能量与能流密度3. 惠更斯原理与波的衍射4. 波的叠加与驻波5. 多普勒效应6. 声波与声强级1. 掌握简谐波的各个物理量的意义及其关系。2. 理解波函数的物理意义和波动能量的传播特点。3. 理解惠更斯原理和波的干涉现象。4. 了解驻波与行波的区别。5. 了解声波和声强级4

8、讲授3、46六、狭义相对论简介1. 狭义相对论基本假设2. 狭义相对论时空观3. 洛伦兹坐标变换与速度变换4. 相对论动力学基础1. 了解爱因斯坦狭义相对论基本原理、洛伦兹变换和光速不变公式。2. 了解狭义相对论时空观：同时的相对性、长度收缩和时间延缓的概念。3. 理解狭义相对论中质量、动量与速度的关系，以及质量与能量的关系。4讲授1、57七、气体动理论1. 热力学系统、平衡态与状态参量2. 热力学第零定律，理想气体物态方程3. 理想气体的压强4. 热力学温度的统计解释5. 能量按自由度均分定理与理想气体的内能6. 麦克斯韦速率分布律与三种统计速率1. 了解物质的微观模型。理解系统的宏观性质是

9、微观运动的统计表现。理解平衡态和准静态过程。2. 理解理想气体压强公式和热力学温度的统计意义。3. 了解自由度，理解能量均分定理，会计算理想气体内能。4. 了解麦克斯韦分子速率分布定律、速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。6讲授2、3、48八、热力学基础1. 准静态过程、功、热量与内能2. 热力学第一定律3. 典型热力学过程4. 循环过程，热机效率与制冷系数5. 卡诺循环6. 热力学第二定律与卡诺定理7. 熵与热力学第二定律的统计意义1. 掌握功、热量和内能概念。2. 掌握热力学第一定律，会计算理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量。3. 理解循环和循环过程中的能量转

10、换关系，会计算卡诺循环和其他简单循环的效率。4. 了解热力学第二定律和卡诺定理，了解熵和的热力学第二定律统计意义8讲授2、3、49九、静电场1. 库仑定律，电场与电场强度2. 电通量与真空中静电场的高斯定理3. 静电场的环路定理，电势，电场强度与电势4. 静电场中的导体，电容及电容器5. 电介质的极化，有介质存在时的电场，静电场的能量1. 理解电荷概念，理解电场强度和电场强度叠加原理。2. 掌握静电场的高斯定理和环路定理。3. 掌握电势和电势差等概念。4. 理解静电场中导体的静电平衡条件及其电荷分布特点，了解电介质的极化机理。5. 理解电容的物理意义，能计算简单电容器的电容。8讲授2、3、41

11、0十、稳恒磁场1. 恒定磁场与磁感应强度，毕奥-萨伐尔定律2. 真空中恒定磁场的高斯定理与安培环路定理3. 洛仑兹力，载流导线在磁场中所受的力4. 磁场对载流线圈的作用1. 掌握磁感应强度概念，理解恒定电流磁场的特点。2. 理解毕奥萨伐尔定律，能计算简单问题的磁感强度。3. 理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理。4. 理解洛伦兹公式和安培力公式，了解磁矩概念。6讲授2、3、411十一、电磁感应与电磁场1. 电磁感应定律2. 动生电动势与感生电动势3. 自感与互感，磁场的能量4. 位移电流与电磁场，麦克斯韦方程组5. 电磁波的产生及其基本性质1. 掌握电磁感应定律。2. 理解动生电动势和感生电动

12、势，了解有旋电场概念。3. 理解自感和互感现象，能计算导体的自感和互感。4. 了解磁场能量。5. 了解麦克斯韦方程组和平面电磁波的特点。6讲授2、3、412十二、光的干涉1. 光的相干性，双缝干涉2. 光程与光程差3. 薄膜干涉6讲授2、3、413十三、光的衍射1. 单缝衍射2. 圆孔衍射，光学仪器的分辨本领3. 光栅衍射，X射线衍射6讲授2、3、414十四、光的偏振1. 光的偏振与马吕斯定律2. 反射光与折射光的偏振3. 布儒斯特定律，双折射现象4讲授1、2、315十五、量子论1. 黑体辐射与普朗克能量子假设，光电效应与爱因斯坦方程2. 康普顿散射3. 玻尔氢原子理论1. 了解热辐射实验定律

13、，理解普朗克能量子假说。2. 理解爱因斯坦光子假设，掌握爱因斯坦方程。3. 理解康普顿效应的实验规律，理解光的波粒二象性。4. 了解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论。8讲授1、2、516十六、量子力学简介1. 微观粒子的波粒二象性与不确定关系2. 波函数及其统计诠释3. 定态薛定谔方程4.一维定态问题5.原子中电子与原子的壳层结构1. 了解德布罗意假设及电子衍射实验。2. 了解一维坐标、动量的不确定关系。3. 了解波函数的物理意义及其统计解释。4. 了解定态薛定谔方程和一维定态问题。5. 了解原子中的电子与原子的壳层结构。12讲授1、2、5五、教学方法1课程宜从一年级第二学期开始，以确保学

14、生学习本课程所需的矢量与微积分等数学基础。矢量的标量积与矢量积，矢量与微分、积分的混合运算等知识，应随课程内容予以强化或讲解。2应以培养学生的知识、能力、素质协调发展为目标，贯彻以学生为主体、教师为主导的教育理念；遵循学生的认知规律，激发学习兴趣，引导自主学习，鼓励个性发展。3应采用启发式、讨论式等多种行之有效的教学方法，加强师生之间、学生之间的交流，引导学生独立思考，强化科学思维训练。条件允许时以小班形式授课为宜。4应发挥好课堂教学主渠道作用，有效利用多媒体技术。积极创造条件，充分利用网络教学等现代化教育技术的优势，扩大教学信息量，提高教学质量和效率。5充分利用演示实验帮助学生观察物理现象，

15、增加感性知识，提高学习兴趣。演示实验可以采用多种形式进行，如课堂实物演示、开放演示实验室、多媒体仿真演示等。6习题与考核是引导学生学习、检查教学效果、保证教学质量的重要环节。习题的选取应注重基本概念，强调基本训练（包括有效数字），贴近应用实际，激发学习兴趣。六、考核方式大学物理课程考核采用过程考核与结果考核相结合的形式。过程考核中的期中考试与结果考核的期末考试实行教、考分离，统一命题、统一考试。期中考试与期末考试采用机考形式，期中考试时间为50分钟，期末考试时间为60分钟。评分标准如下：（1）综合成绩100分过程考核成绩50分结果考核成绩50分。（2）过程考核成绩50分，由学生出勤5分，作业（包括课堂与课下作业、讨论、问答、随堂小考等）15分，期中考试30分确定。（3）结果考核成绩50分，按学生期末考试卷面成绩0.5计算。（