大学物理教案

《大学物理》（下）

教（总学时数：4案0学时）

版本：

主讲教师：谢国亚

联系电话：

电子邮箱：

教师所在系部：数理教学部

学生专业：混合

学生所在系：远景学院

授课班级：

授课学年学期：2013-2014学年第2学期

编写日期：

重庆邮电大学移通学院

-1-

目录

绪论及矢量基础（2学时）.....................1

绪论矢量基础（2学时）-0-

第一章运动和力（8学时）-2-

第4章振动和波（16学时）-5-

第11章光的波动性（14学时）-10-

复习、答疑（2学时）-14-

-2-

绪论矢量基础（2学时）

章节名称绪论矢量基础计划学时2

新课内容

物理学的研究对象

开设物理课的必要性

怎样学好物理学

学习内容矢量及其相关的基本概念

矢量的加减、解析法

矢量的标积和矢积

矢量函数的微分和积分

学习者分学生已经对物理学的基本知识有一定的了解，如何通过绪论课使学生对大学物理产生兴

析趣并引起重视

课程标准该课程是必修课程，严格按照教学大纲进行教学。

知识与技能掌握矢量的基本概念及简单的运算

教学目标

过程与方法叙述、讲解法、推理法

情感与态度培养学生对物理学产生兴趣

教学重点

教学重点矢量的标积和矢积

及解决措施

解决措施通过具体的例题理解矢量的运算

教学难点

教学难点矢量函数的微分和积分

及解决措施

解决措施用泛矢量函数对其进行微分和积分

这是大学物理的第一次课，要使学生对某一门课程感兴趣，第一节课的设计非常重

教学设计要，为此，绪论可以从三个方面展开来讲：一：物理学的研究对象；二：开设物理课的

思路必要性；三：怎样学好物理课？其次；在讲解矢量基础知识的时候不要展开来讲，掌握

基本的方法即可。

-0-

教学过程

教学环节教学内容所用时间教师活动学生活动设计意图

讲解物理课的研究对

象：从古希腊和现代

科学家对物理学的研

究，得出物理学是用

来研究最基本、最普

遍、不同物质之间运

动形式相互转化的规

物理学的研

律的科学；讲解开设

究对象；开设调动学生的学习兴

物理课的必性：1、从

绪论物理课的必45分钟听讲、思考趣、鼓励学生用自己

历史来看，物理学是

要性；如何学的方法进行思考

一切工程技术的重要

好物理课，

支柱，以三次工业革

命为例；2、从现在来

看，物理学和大学生

素质的关系；讲解如

何学好物理学：思想

上重视、学会看参考

书、好的学习方法

矢量基础知通过实例讲解矢量的为学习大学物理打

矢量基础40听讲、思考

识基础知识基础

注意矢量微分和积分

课堂小结本节小结5分钟的基本方法、注意矢听讲巩固已学的知识

量的书写方法

作业与思考

题

后

记

-1-

第一章运动和力（8学时）

章节名称第10章电磁感应电磁场计划学时8

新课内容

电磁感应的基本定律

动生电动势与感生电动势

学习内容

电磁感应的应用

电场的能量

电磁场和电磁波

学习者分学生已经学习了静电场和稳恒磁场的基本知识，在此基础上，本章将是将前两章知识的

析综合，学生学习起来可能较难，可以简单复习一下静电场和稳恒磁场的知识。

课程标准该课程是必修课程，严格按照教学大纲进行教学。

知识与技能掌握电磁感应的基本定律能计算动生电动势和感生电动势

教学目标

过程与方法讲解法、演示法、对比法、归纳法

情感与态度培养学生勤于思考的好习惯

教学重点

法拉第电磁感应定律

教学重点动生电动势的计算

及解决措施

解决措施通过具体的例题理解法拉第电磁感应定律

先学习动生电动势和感生电动势的成因，再通过例题熟练掌握其计算

方法

教学难点

理解法拉第电磁感应定律感生电动势的计算

解决措施

教学难点从楞次定律引出法拉第电磁感应定律

及➢法拉第电磁感应定律表达式中的“负号”的理解；

解决措施➢法拉第电磁感应定律计算感应电动势的关键一般都要求先算出闭合回路所

包围面积的磁通量，所以用相关的例题让学生掌握磁通量的计算方法。

感生电动势的计算方法：

➢通过例题让学生正确理解动生电动势表达式中回路方向和回路所包围面积

-2-

的方向关系，然后用法拉第电磁感应定律求解感生电动势。

根据学生上学期已学过了部分电磁学的知识，考虑到学生的基础及时间因素，教学

中首先带领学生一道回顾上学期学过的相关知识，然后.掌握法拉第电磁感应定律，理解

动生电动势及感生电动势的本质，并能熟练的计算动生电动势和感生电动势。让学生了

教学设计

解自感系数和互感系数的概念，能进行简单的自感系数和互感系数的计算。了解磁场能

思路

量体密度的表达式，会计算自感线圈的能量和简单的磁场能量的计算。.让学生了解涡旋

电场、位移电流的概念以及麦克斯韦方程的物理意义。

教学过程

教学环节教学内容所用时间教师活动学生活动设计意图

回顾磁通量调动学生的学习兴

的计算、讲解讲解基本知识、启发趣、鼓励学生用自己

讲解—概括40分钟听讲、思考

电磁感应的学生思考的方法进行思考，渗

基本定律透自主学习意识。

动生电动势讲解动生电动势的成形式多样，激发学生

讲解—提问40分钟听讲、思考

的介绍因及计算式的学习兴趣。

通过典型的例题让学听讲、理解

动生电动势让学生懂得重点和

讲解—练习40分钟生熟悉动生电动势的动生电动

的计算难点知识的重要性。

计算势的计算

介绍感生电讲解，作为重点知识，听讲、理解

让学生懂得重点和

讲解—练习动势的成因40分钟要求学生深刻理解这感生电动

难点知识的重要性。

及其计算部分内容势的计算

动生电动势

设疑动生电动势和感

和感生电动听讲、回答让学生熟练掌握两

设疑—解答35分钟生电动势的计算的关

势的计算比设疑种电动势的计算。

键问题是什么？

较

讲解自感和

积极发言，

互感，并对电培养学生的胆量、积

讲解—提问35分钟主持课堂讨论表述自己

磁感应的应极回答问题的能力。

的观点

用举例

讲解磁场的用类比的方法讲解磁提问：电场培养学生获取知识

讲解—提问40分钟

能量及能量场的能量及能量密度的能量是的方法

-3-

密度、电磁场如何建立

的引入的？

讲解位移电用设问的方式引入位听讲、学习

使学生对电磁学的

流和全电流移电流。比较静电场类比记忆

讲解—概括40分钟知识有个全面的了

定律，简单介和稳恒磁场的基本规知识的方

解

绍电磁波律法

讲解本章的主要内

课堂小结本章小结5分钟听讲巩固已学的知识

容，重知识回顾

作业与思考P146（10-3、1、3、4、6、9、10）

题

后

记

-4-

第4章振动和波（16学时）

章节名称第4章振动和波计划学时16

新课内容

简谐振动

简谐振动的合成

学习内容阻尼振动受迫振动共振

机械波

波的衍射和干涉

多普勒效应

学习者分经过上学期一个学期的学习，同学们对大学物理及物理实验都有一定的了解，学习的积

析极性较高，在此基础上，及时引导他们学习大学物理。

课程标准该课程是必修课程，严格按照教学大纲进行教学。

知识与技能掌握简谐振动的特点和波特性的知识体系

教学目标

过程与方法讲解法、演示法、对比法、归纳法

情感与态度培养学生勤于思考的好习惯

教学重点

简谐振动的特点及简谐振动的合成

波的叠加及波的特性

教学重点

解决措施

及

引入简谐振动的运动方程，得出描述简谐振动的物理量的表达式，结合矢量的

解决措施

合成，引出简谐振动的合成。

引入惠更斯原理，结合矢量的叠加、振动的合成，得出波的衍射、干涉的特性；

当波源与观察者之间有相当运动，得出多普勒效应。

-5-

教学难点

振动的合成；波的特性

解决措施

教学难点

引入简谐振动的运动方程，得出描述简谐振动的物理量的表达式，结合矢量的

及

合成，引出简谐振动的合成。

解决措施

引入惠更斯原理，结合矢量的叠加、振动的合成，得出波的衍射、干涉的特性；

当波源与观察者之间有相当运动，得出多普勒效应。

根据学生身心发展和大学物理课程学习的特点，积极营造和谐融洽的学习氛围，让

学生在听课的过程中生趣，在乐趣中学习，在思考中提高。同时组织有效地自主学习、

教学设计合作学习形式，培养学生独立学习的能力，通过多种形式反复再现物理概念，巩固学习

思路效果，提高学习效率；鼓励学生选择适合自己的方式阅读相关文献，让他们在主动积极

的思维和情感活动中，加深理解和体验，有所感悟和思考，促进学生正确情感、态度、

价值观的发展，从而真正成为学习的主人。

教学过程

教学环节教学内容所用时间教师活动学生活动设计意图

机械振动的听讲、思调动学生的学习兴

回忆中学物理的相关

讲解—提问概念10分钟考，回答问趣、为新内容的学习

知识、启发学生思考

振动的分类题做准备。

听讲、回

根据简谐振动的概念

简谐振动的答、理解每

写出其微分方程；由鼓励学生回答问题，

微分方程、描个物理量

讲解—概括30分钟简谐振动的运动学方拓展学生的思维能

述简谐振动的含义及

程，得出振幅、周期、力。

的物理量其求解方

相位及其物理意义

法

思考，解

讲解，要求学生深刻让学生理解、运用所

讲解—概括例题20分钟答、听讲、

理解所学内容学内容。

理解

讲解旋转矢量，位相

用旋转矢量

差的相关内容，并用听讲、回答多种方法解决问题，

讲解—概括表示相位关35分钟

旋转矢量法来表示位设疑拓展学生的思维。

系

相差

-6-

积极思考、

提示解题思路，要求培养学生创新思维、

一题多解、

设疑—解答例题20分钟学生用多种方法解积极解答问题的能

认真解答

答，讲解例题力。

问题

结合简谐振动的知

认真思考，

识，写出单摆、复摆培养学生对知识的

设疑—讲解单摆、复摆20分钟积极回答

的运动学方程，写出运用能力

问题

圆频率的表达式

由系统机械能守恒，认真思考，

简谐振动的培养学生理论分析

讲解—提问30分钟分别得出谐振子的动积极动脑、

能量的能力

能、势能表达式动笔演算

这是本章

讲解两个同方向同频的重点也

率谐振动的合成、两是难点内培养学生理论联系

讲解—概括振动的合成60分钟个同方向不同频率谐容之一，要实践，善于总结规律

振动的合成、相互垂求学生认的能力

直谐振动的合成真理解，归

纳总结

掌握几种

推导出在弱介质阻力培养学生发现问题、

讲解—概括阻尼振动25分钟常见的阻

下振子的振动方程解决问题的能力

尼振动

知道受迫

推导出受迫振动方程培养学生善于观察

受迫振动共振动方程

设疑—讲解20分钟并求解方程，联系生生活，理论联系实践

振及解，知道

活讲解共振现象的能力

共振现象

机械振动部

讲解本部分内容的主听讲、回答

课堂小结分内容的小5分钟巩固已学知识

要知识，重知识回顾问题

结

回忆中学所学波形

引导学生回忆中学物听讲、思

回顾机械波图、质点振动图像的

讲解—提问10分钟理的相关知识、启发考，回答问

的有关知识相关内容，为新内容

学生思考，提问题

的学习做铺垫。

机械波的产根据实物波动图像的听讲、思模拟实物图，把生活

讲解—提问55分钟

生和传播分析，得出波的传播考、总结带入课堂，激发学生

-7-

特点，重点了解波的的求知欲

几个特征物理量的表

达式，并能理解表达

式中每个量的含义

由原点的振动方程，

平面简谐波结合波在空间的传播

讲解—提问20分钟思考、听讲注重知识的迁移性

的波动方程时间，得出平面简谐

波的波动方程

分别从空间、时间上

听讲、思

讨论波动方程的特

波动方程的考、在教师培养学生分析问题、

讲解—提问50分钟性，再次验证波的传

物理意义的引导下解决问题的能力

播过程是振动形式和

积极探索

能量的传播

思考、讨

培养学生的合作能

设疑—解答例题20分钟引导、讲解例题论、解答问

力，解决问题的能力

题

通过对体积元内媒质

思考、动笔

波的能量和质点机械能的分析，培养学生严密的逻

讲解—概括20分钟演算，积极

能量密度得出能量密度、平均辑分析能力

回答问题

能量密度的表达式

由能流的定义式，得

出平均能流、能流密思考、解答培养学生迁移知识

波的能流和

讲解—概括25分钟度的表达式，并从能问题，善于的能力，多角度解答

能流密度

流的角度分析平面波迁移知识问题的能力

和球面波的传播特性

听讲、分析

介绍惠更斯原理，为生活贯穿于物理学

讲解—概括惠更斯原理10分钟问题，联系

后续学习做准备习之中

生活

据波的叠加原理，讲

听讲、分析

波的叠加、波解波的相干性，得出培养学生分析问题、

讲解—概括50分钟问题，联系

的干涉两列波产生干涉的条解决问题的能力

生活

件

引导学生分析问题、在教师的培养学生分析问题、

设疑—解答例题25分钟

提示问题解决的切入引导下积解决问题、运用知识

-8-

点、解答讲解例题极思考，运的能力

用所学内

容解决问

题

由两列同振幅同频率

反向传播的简谐波的

积极思考，

叠加，得出驻波方程。培养学生分析问题、

运用所学

讲解—概括驻波45分钟对驻波的波腹、波节、解决问题、运用知识

内容解决

相位、能量的讨论，的能力

问题

得出产生半波损失的

条件

该内容的

由多普勒效应，得出理性思维

培养学生分析问题、

波源、观察者相对介要求较高，

讲解—概括多普勒效应40分钟解决问题，解释生活

质有相对运动时，观思考、认真

物理现象的能力

察者所接收到的频率分析、总结

规律

听讲，总结

讲解本章的主要内

课题小结、习本章小结、习知识，发现

75分钟容，重点知识回顾，巩固已学知识

题讲解题讲解问题，请教

详细讲解习题

问题

作业与思考1、2、3、7、12、13、17

题

-9-

后记

第11章光的波动性（14学时）

章节名称第11章光的波动性计划学时14

新课内容

光波

学习内容光的干涉

光的衍射

光的偏振

本章节主要是学习光的波动这一特性，由光的波动性引起的光现象在实际生活中可以常

学习者分

见，有助于学生更直观的学习。加上大学物理实验开设的相关光学实验，可以让学生更

析

形象的认识光的波动性。

课程标准该课程是必修课程，严格按照教学大纲进行教学。

知识与技能了解由光的波动性引起的物理实验现象,理解实验现象的基本

教学目标原理,并掌握相关问题的计算方法

过程与方法讲解法、演示法、对比法、归纳法

情感与态度培养学生自主学习能力，打好物理基础

-10-

教学重点

光程及光程差的计算

光的干涉现象

光的衍射现象

教学重点

解决措施

及

通过光波的波动方程推导出相位差与几何路程差的关系，再根据光程的定义，

解决措施

得到光程与光程差的计算方法．

根据光的干涉衍射现象的基本实验装置、实验装置平面图，分析观察屏上不同

位置处干涉条纹的明暗与几个几何距离的关系，从而得到干涉衍射条纹的一系

列公式。

教学难点

光栅衍射

解决措施

通过光栅的模型图及衍射图，让学生直观观察到光栅衍射与双缝干涉和单缝衍

教学难点

射的区别与联系。

及

光栅衍射的条纹是单缝衍射和多缝干涉的综合效果，主要体现在：

解决措施

➢单缝衍射，衍射光栅片上面每一个单缝都单独有着自己一套单缝衍射

➢多缝干涉，多个单缝之间，衍射方向相同的光线会产生干涉现象。

➢条纹缺级的条件，由单缝衍射的暗条纹和多缝干涉的明条纹共同决定

通过第四章和第十章的学习，学生对波有了一定的认识。特别是波的振动加强和振

教学设计

动减弱，为本章学习光波在传播过程中的特征打下了一定的学习基础。有助于学生更深

思路

刻的认识光的干涉和衍射现象的基本原理。

教学过程

教学环节教学内容所用时间教师活动学生活动设计意图

与学生一起讨论光源调动学生的学习兴

光波、光的相的发光机制，光的电听讲、讨趣、鼓励学生用自己

讲解—概括35分钟

干性，磁波本性，讲解基本论、思考的方法进行思考，渗

知识、启发学生思考。透自主学习意识。

相干光的获讲解获得相干光的两

形式多样，激发学生

讲解—提问得；光程、光35分钟种方法并介绍光程和听讲、思考

的学习兴趣。

程差光程差的概念

-11-

讲解杨氏双缝干涉实

鼓励学生回答问题，

杨氏双缝干验，干涉明暗纹分布，听讲、回答

设疑—讲解45分钟拓展学生的思维能

涉明纹中心位置，暗纹设疑

力。

中心位置，条纹间隔

通过例题分析讲解光

听讲、理解让学生思考，动手，

杨氏双缝干程差的计算和干涉条

讲解—概括30分钟做笔记，动提升解决问题的能

涉纹位置，条纹间距的

手练习力。

计算；

双缝干涉的讲解其他双缝干涉的开阔学生视野，知识

课堂拓展20分钟听讲、理解

其他装置装置的拓展

调动学生的学习兴

薄膜干涉概讲解基本知识、启发趣、鼓励学生用自己

讲解—概括40分钟听讲、思考

述，等倾干涉学生思考的方法进行思考，渗

透自主学习意识。

讲解等厚干涉实验的

等厚干涉的

基本装置和薄膜干涉形式多样，激发学生

讲解—概括原理、劈尖干50分钟听讲、提问

光程差的计算；讲解的学习兴趣。

涉及应用

劈尖、干涉条纹位置

薄膜干涉光听讲、说出

让学生懂得重点和

设疑—解答程差计算时10分钟讲解需注意的几点自己的理

难点知识的重要性。

需注意哪些解

掌握劈尖、牛顿环干

涉条件及其计算；理调动学生的学习兴

牛顿环及应

讲解—概括30分钟解等倾干涉条纹产生听讲、思考趣、鼓励学生用自己

用的原理。

的方法进行思考。

鼓励学生回答问题，

干涉条纹位

设疑—解答10分钟讲解位置的计算过程听讲、提问拓展学生的思维能

置的计算

力。

让学生了解物理学

迈克尔逊干讲解迈克尔逊干涉仪家和物理学家的贡

讲解—概括20分钟听讲

涉仪的工作原理献，使学生树立正确

的人生观，价值观。

迈克尔逊干讲解迈克尔逊干涉仪强化学生对物理知

设疑—解答10分钟听讲、回答

涉仪的应用的应用识的应用的认识，培

-12-

养学生的学习兴趣。

讲解衍射现象及其分

培养学生观察日常

光的衍射现类、提问学生日常生

讲解-提问15分钟听讲、思考生活中物理现象的

象及其分类活中有哪些常见的衍

意识

射现象

惠更斯-菲涅讲解惠更斯-菲涅耳了解物理学里的基

讲解-概括10分钟理解

耳原理原理本原理

理解并掌

菲涅耳半波讲解并总结菲涅耳半握菲涅耳为单缝衍射的学习

讲解-概括15分钟

带法波带法的基本原理半波带法做好铺垫

的原理

理解单缝

讲解单缝夫朗禾费衍

夫朗禾费

射的基本原理、分析通过基本原理的学

衍射的基

讲解-概括-单缝夫朗禾相关物理量的计算方习，通过例题的分

35分钟本原理、掌

分析费衍射、例题法。通过例题引导学析，培养学生对知识

握相关物

生概括相关物理量的的灵活运用能力

理量的计

计算方法。

算方法

圆孔衍射与

讲解圆孔衍射与光学理解分辨了解物理量定义的

讲解-概括光学仪器的25分钟

仪器的分辨率率的定义依据

分辨