《大学物理9》课程教学大纲.pdf

大 学 物 理 1 课 程 实 施 大 纲 目 录 1.教 学 理 念.72.课 程 介 绍.72.1 课 程 的 性 质.72.2 课 程 在 学 科 专 业 结 构 中 的 地 位、作 用.72.3 课 程 的 历 史 与 文 化 传 统.72.4 课 程 的 前 沿 及 发 展 趋 势.72.5 课 程 与 经 济 社 会 发 展 的 关 系.82.6 课 程 内 容 可 能 涉 及 到 的 伦 理 与 道 德 问.82.7 学 习 本 课 程 的 必 要 性.93.教 师 简 介.93.1 教 师 的 职 称、学 历.93.2 教 育 背 景.103.3 研 究 兴 趣（方 向）.104.先 修 课 程.105.课 程 目 标.105.1 知 识 与 技 能 方 面.105.2 过 程 与 方 法 方 面.105.3 情 感、态 度 与 价 值 观 方 面.106.课 程 内 容.106.1 课 程 的 内 容 概 要.106.2 教 学 重 点、难 点.126.3 学 时 安 排.137.课 程 实 施.137.1 教 学 单 元 一.137.2 教 学 单 元 二.197.3 教 学 单 元 三.277.4 教 学 单 元 四.327.5 教 学 单 元 五.347.6 教 学 单 元 六.387.7 教 学 单 元 七.417.8 教 学 单 元 八.467.9 教 学 单 元 九.497.10 教 学 单 元 十.557.11 教 学 单 元-.607.12 教 学 单 元 十 二.627.13 教 学 单 元 十 三.647.14 教 学 单 元 十 四.677.15 教 学 单 元 十 五.737.16 教 学 单 元 十 六.787.17 教 学 单 元 十 七.877.18 教 学 单 元 十 八.927 9 教 学 单 元 十 九.977.20 教 学 单 元 二 十.1077.21 教 学 单 元 二 H-.1177.22 教 学 单 元 二 十 二.1237.23 教 学 单 元 二 十 三.1337.24 教 学 单 元 二 十 四.1407.25 教 学 单 元 二 十 五.1477.26 教 学 单 元 二 十 六.1507.27 教 学 单 元 二 十 七.1547.28 教 学 单 元 二 十 八.1587.29 教 学 单 元 二 十 九.1627.30 教 学 单 元 三 十.1698.课 程 要 求.1738.1 学 生 自 学 要 求.1738.2 课 外 阅 读 要 求.1748.3 课 堂 讨 论 要 求.1748.4 课 程 实 践 要 求.1749.课 程 考 核.1749.1 出 勤（迟 到、早 退 等）、作 业、报 告 等 的 要 求.1749.2 成 绩 的 构 成 与 评 分 规 则 说 明.1759.3 考 试 形 式 及 说 明.17510.学 术 诚 信.17510.1 考 试 违 规 与 作 弊 处 理.17510.2 杜 撰 数 据、信 息 处 理 等.17510.3 学 术 剽 窃 处 理 等.17611.课 堂 规 范.17611.1 课 堂 纪 律.17611.2 课 堂 礼 仪.17612.课 程 资 源.17712.1 教 材 与 参 考 书.17712.2 专 业 学 术 著 作.17712.3 专 业 刊 物.17712.4 网 络 课 程 资 源.17712.5 课 外 阅 读 资 源.17713.教 学 合 约.17713.1 教 师 作 出 师 德 师 风 承 诺.17713.1 阅 读 课 程 实 施 大 纲，理 解 其 内 容.17713.2 同 意 遵 守 课 程 实 施 大 纲 中 阐 述 的 标 准 和 期 望.1781.教 学 理 念 在 教 学 中 以 学 生 为 主 体，教 师 为 主 导，调 动 与 引 导 学 生 的 积 极 性 和 主 动 性，激 发 学 生 的 学 习 兴 趣 和 求 知 欲；突 出 物 理 问 题 的 研 究 科 学 思 想 和 方 法，以 思 想 和 方 法 带 动 知 识 传 授；突 出 能 力 和 素 质 的 培 养，避 免 高 分 低 能；体 现 时 代 感 和 前 沿 性，把 新 理 论、新 技 术 成 果 以 通 俗 易 懂 的 方 式 融 入 教 学 过 程；理 论 联 系 实 际，把 物 理 知 识 与 工 程 实 际 有 机 的 结 合 起 来。2.课 程 介 绍 2.1 课 程 的 性 质 物 理 学 是 自 然 学 的 基 础 学 科 之 一，是 研 究 自 然 界 物 质 运 动 基 本 规 律 的 科 学。它 研 究 的 对 象 是 物 质 最 基 本、最 普 遍 的 运 动 形 式，包 括 机 械 运 动，分 子 热 运 动，电 磁 运 动，原 子 及 原 子 核 运 动 等。它 虽 然 不 能 包 括 或 替 代 高 级 的 复 杂 的 运 动 形 式，但 是,它 所 研 究 的 问 题 无 一 不 包 括 在 其 他 高 级 的、复 杂 的 运 动 形 式 之 中。因 此，物 理 学 研 究 的 规 律 具 有 极 大 的 普 遍 性，这 使 它 成 为 自 然 科 学 的 基 础 和 现 代 工 程 技 术 的 重 大 支 柱，也 是 工 科 各 专 业 的 必 修 基 础 课。2.2 课 程 在 学 科 专 业 结 构 中 的 地 位、作 用 通 过 本 课 程 学 习，使 学 生 正 确 认 识 物 理 学 基 本 理 论 的 建 立 和 发 展 过 程，培 养 学 生 正 确 的 思 想 方 法 和 研 究 方 法，培 养 学 生 辩 证 唯 物 主 义 世 界 观，提 高 学 生 的 基 本 素 质，并 为 学 生 学 习 专 业 知 识 和 近 代 科 学 技 术 打 下 必 要 的 物 理 基 础。随 着 科 学 技 术 的 迅 速 发 展，物 理 学 与 各 学 科 间 相 互 交 叉、相 互 渗 透 日 益 密 切，物 理 学 将 为 学 生 适 应 现 代 科 学 技 术 发 展 在 专 业 领 域 中 有 所 发 现、有 所 创 造、有 所 前 进 打 好 基 础 2.3 课 程 的 历 史 与 文 化 传 统 课 程 是 文 化 传 统 得 以 实 现 的 重 要 机 制，课 程 计 划 的 制 定、实 施 等 过 程 都 无 疑 会 受 到 文 化 传 统 的 影 响。文 化 传 统 影 响 着 课 程 的 价 值 取 向；文 化 传 统 影 响 着 对 课 程 内 容 的 选 择；文 化 传 统 影 响 着 课 程 的 管 理。我 国 文 化 传 统 有 其 非 常 优 秀 的 一 面，因 此 在 物 理 课 程 中 我 们 一 方 面 要 大 力 发 扬 文 化 传 统 的 积 极 作 用，同 时 也 要 重 视 文 化 传 统 对 我 们 开 展 物 理 课 程 以 及 改 革 所 带 来 的 内 在 阻 滞 作 用。这 是 物 理 课 程 健 康 发 展 的 必 然 选 择。2.4 课 程 的 前 沿 及 发 展 趋 势 从 2 0世 纪 3 0年 代 开 始，物 理 理 论 和 物 理 的 研 究 方 法 与 其 它 学 科 渗 透 产 生 了 一 系 列 的 新 学 科：如 量 子 化 学、生 物 物 理 学、天 体 物 理 学、广 义 相 对 论 宇 宙 学、高 能 物 理 学。研 究 的 动 态 情 况 主 要 趋 于 两 个 方 向：一 是 对 无 限 大 系 统 的 研 究，偏 重 于 对 天 体 和 宇 宙 的 研 究，如 宇 宙 的 产 生、构 成、物 质 的 层 次 结 构，宇 宙 的 大 爆 炸 形 成 理 论 等。二 是 对 无 限 小 系 统 的 研 究，偏 重 于 对 原 子、原 子 核、基 本 粒 子 的 研 究，如 基 本 粒 子 划 分 的 标 准 模 型，基 本 粒 子 之 间 的 相 互 作 用 等。在 2 1世 纪，物 理 与 其 它 学 科 交 叉 应 用 产 生 了 一 系 列 的 新 技 术：如 新 材 料（超 导、纳 米、硅、无 机 稀 有 非 金 属、网 络 硬 件 材 料 等），如 信 息 技 术（光 电 子 技 术、人 工 智 能 技 术、网 络、计 算 机 技 术 等），如 新 能 源 技 术（核 聚 变 能、太 阳 能、海 洋 发 电 技 术 等），如 空 间 技 术（航 天 飞 机、永 久 太 空 站 等），还 有 激 光 技 术，微 电 子 技 术，海 洋 开 发 技 术，环 境 污 染 防 治 技 术，生 物 工 程 技 术 等。今 天 的 物 理 学 是 什 么，已 经 很 难 用 传 统 的 眼 光 来 界 定 了。今 天 的 物 理 学 代 表 着 一 整 套 获 取 知 识、组 织 知 识、运 用 知 识 的 有 效 步 骤 和 方 法，即 现 在 的 物 理 学 家 们 所 做 的 工 作 就 是 物 理 学。2.5 课 程 与 经 济 社 会 发 展 的 关 系 知 识 经 济 时 代 科 学 技 术 突 飞 猛 进，新 技 术 层 出 不 穷。物 理 学 的 发 展 作 为 2 0世 纪 的 领 头 科 学 对 世 界 经 济 的 发 展 起 了 至 关 重 要 的 作 用。物 理 学 作 为 一 切 自 然 科 学 的 基 础 已 经 渗 透 到 了 社 会 生 活 的 各 个 领 域，哪 里 有 人 类 活 动，哪 里 就 有 物 理 学 文 化 气 息。百 年 来 物 理 学 的 发 展 一 次 次 的 推 动 了 世 界 经 济 的 发 展。经 典 物 理 学 推 动 了 第 一 次 工 业 革 命，带 给 人 类 第 一 次 经 济 飞 跃；电 磁 理 论 的 建 立 为 人 来 带 来 了 第 二 次 经 济 飞 跃；原 子 能、电 子 计 算 机 和 空 间 技 术 的 广 泛 应 用 为 人 来 带 来 了 第 三 次 经 济 飞 跃；物 理 学 的 发 展 必 将 再 次 推 动 世 界 经 济 的 发 展 迎 来 第 四 次 工 业 革 命 的 诞 生。2.6 课 程 内 容 可 能 涉 及 到 的 伦 理 与 道 德 问 题 物 理 学 学 习 和 研 究 鼓 励 自 由 的 探 究 精 神，任 何 的 科 学 创 造 是 为 人 类 服 务 的，绝 对 不 能 危 害 公 众 的 安 全。物 理 学 习 和 研 究 的 时 候 也 应 该 遵 循 科 学 以 下 伦 理 道 德 原 则。（1）人 文 主 义。物 理 学 习 和 研 究 应 该 为 全 人 类 谋 利 益，这 里 所 说 的 利 益 不 是 指 某 一 个 地 区 某 一 群 人 的 利 益，而 是 整 个 人 类 的 利 益，并 且 这 利 益 对 人 类 发 展 会 产 生 积 极 的 影 响。人 文 主 义 要 求 科 学 研 究 能 够 尊 重 人 的 生 命 和 尊 严 道 德，至 少 不 危 及 人 类 的 可 持 续 发 展，不 能 危 害 人 类 健 康 和 道 德 准 则，不 能 与 人 类 社 会 的 伦 理 道 德 相 背 离。（2）人 与 自 然 和 谐 共 处。人 类 存 在 这 个 世 界 的 一 个 重 要 任 务 就 是 让 自 然 变 得 更 加 和 谐 美 好。物 理 学 习 和 研 究 必 须 把 自 然 界 的 生 物 和 人 类 等 同 对 待，这 个 世 界 的 精 彩 就 在 于 有 自 然 万 物 的 千 姿 百 态，在 保 证 人 类 生 存 发 展 的 前 提 下，提 出 相 应 的 技 术 措 施，尽 量 减 少 对 自 然 界 的 生 物 的 破 坏，对 遭 受 破 坏 的 生 物 进 行 及 时 的 保 护。（3）爱 国 主 义。祖 国 的 利 益 胜 于 一 切，应 考 虑 到 祖 国 的 长 期 发 展，有 利 于 祖 国 的 繁 荣 昌 盛。爱 国 主 义 原 则 要 求 科 学 研 究 把 国 家 利 益 放 在 首 位，但 是 任 何 国 家 都 是 平 等 的，大 国 小 国 没 有 优 劣 之 分，强 国 弱 国 没 有 地 位 之 分，所 有 的 国 家 都 应 该 平 等 发 展。（4）科 学 发 展 观。物 理 学 习 和 研 究 首 先 应 该 解 决 现 实 中 的 问 题，但 是 不 能 目 光 短 浅，必 须 要 兼 顾 到 未 来 的 发 展。当 代 人 应 当 关 注 下 一 代 人 的 发 展，不 能 以 牺 牲 子 孙 后 代 的 利 益 为 代 价，这 就 是 科 学 发 展 的 观 点。首 先 满 足 现 实 的 人 类 发 展，但 是 同 时 考 虑 到 子 孙 后 代 的 发 展 权 利，提 出 具 体 措 施 避 免 短 视 行 为，实 现 全 人 类 的 可 持 续 发 展。2.7学 习 本 课 程 的 必 要 性 本 课 程 所 阐 述 的 物 理 学 基 本 知 识、基 本 概 念、基 本 规 律 和 基 本 方 法，不 仅 使 学 生 继 续 学 习 专 业 课 程 和 其 他 科 学 技 术 的 基 础，而 且 也 是 培 养 和 提 高 学 生 科 学 素 质、科 学 思 维 方 法 和 科 学 研 究 能 力 的 重 要 内 容。通 过 对 本 课 程 的 教 学，使 学 生 对 物 理 学 的 基 本 概 念、基 本 理 论、基 本 方 法 能 够 有 比 较 全 面 和 系 统 的 认 识 和 正 确 的 理 解，将 微 积 分 知 识 具 体 地、灵 活 地 应 用 于 物 理 问 题 之 中，培 养 学 生 分 析、解 决 实 际 问 题 的 能 力，并 为 后 继 课 程 的 学 习 打 下 坚 实 的 基 础。3.教 师 简 介 4.先 修 课 程 高 等 数 学5.课 程 目 标 5.1 知 识 与 技 能 方 面 本 课 程 的 作 用，一 方 面 在 于 为 学 生 较 系 统 地 打 好 必 要 的 物 理 基 础；另 一 方 面 使 学 生 初 步 学 习 科 学 思 想 方 法 和 研 究 问 题 方 法。这 些 都 起 着 开 阔 思 路、激 发 探 索 和 创 新 精 神、增 强 适 应 能 力，提 高 人 才 素 质 的 重 要 作 用。学 好 本 课 程，不 仅 对 学 生 在 校 的 学 习 十 分 重 要，而 且 对 学 生 毕 业 后 的 工 作 和 进 一 步 学 习 新 理 论、新 知 识、新 技 术，不 断 更 新 知 识，都 将 发 生 深 远 的 影 响。5.2 过 程 与 方 法 方 面 通 过 对 本 课 程 的 教 学，学 会 用 物 理 学 的 原 理 和 方 法 分 析、研 究 简 单 的 物 理 问 题，初 步 具 备 从 工 程 实 际 中 抽 象 物 理 问 题 的 能 力 和 分 析 问 题、解 决 问 题 的 能 力，并 为 后 继 课 程 的 学 习 打 下 坚 实 的 基 础。5.3 情 感、态 度 与 价 值 观 方 面 同 过 对 本 课 程 的 教 学，培 养 学 生 树 立 辩 证 唯 物 主 义 世 界 观，形 成 理 论 联 系 实 际,实 事 求 是 的 科 学 态 度，刻 苦 钻 研、探 索 创 新 的 科 学 精 神，培 养 和 提 高 学 生 科 学 素 质、科 学 思 维 方 法 和 科 学 研 究 能 力。6.课 程 内 容 6.1 课 程 的 内 容 概 要 绪 论 介 绍 本 课 程 的 性 质、目 的、任 务，概 略 介 绍 本 学 科 的 发 展 简 史，本 课 程 的 主 要 学 习 内 容、学 习 要 求、学 习 方 法 和 教 学 手 段。第 一 章 运 动 学 第 一 节 质 点、参 照 系、运 动 方 程；第 二 节 位 移、速 度、加 速 度；第 三 节 圆 周 运 动 及 其 描 述；第 四 节 曲 线 运 动 方 程 的 矢 量 形 式；第 五 节 运 动 描 述 的 相 对 性。第 二 章 牛 顿 运 动 定 律 第 一 节 牛 顿 第 一 定 律 和 第 三 定 律；第 二 节 常 见 力 和 基 本 力；第 三 节 牛 顿 第 二 定 律 及 其 微 分 形 式；第 四 节 牛 顿 运 动 定 律 应 用 举 例 第 三 章 功 和 能 第 一 节 功 和 功 率；第 二 节 动 能 和 动 能 定 理；第 三 节 势 能；第 四 节 功 能 原 理 和 机 械 能守 恒 定 律；第 四 章 动 量 角 动 量 第 一 节 冲 量、动 量 和 动 量 定 理；第 二 节 动 量 守 恒 定 律；第 三 节 碰 撞；第 四 节 质 点 的 角 动 量 和 角 动 量 守 恒 定 律。（五）刚 体 第 一 节 刚 体 的 平 动、转 动、定 轴 转 动；第 二 节 刚 体 的 角 动 量、转 动 定 理、转 动 惯 量；第 三 节 力 矩、刚 体 定 轴 转 动 定 律；第 四 节 定 轴 转 动 的 动 能 定 理；第 五 节 定 轴 转 动 刚 体 的 角 动 量 定 理 及 角 动 量 守 恒 定 律。（六）静 电 场 第 十 章 静 电 场 第 一 节 电 荷、库 仑 定 律；第 二 节 电 场、电 场 强 度；第 三 节 高 斯 定 理；第 四 节 静 电 场 的 环 路 定 理、电 势；第 五 节 等 势 面、电 场 强 度 与 电 势 梯 度 的 关 系；第 六 节 带 电 粒 子 在 静 电 场 中 的 运 动。第 十 一 章 静 电 场 中 的 导 体 和 电 介 质 第 一 节 静 电 场 中 的 导 体；第 二 节 空 腔 导 体 内 外 的 静 电 场；第 三 节 电 容 器 的 电 容；第 四 节 电 介 质 及 其 极 化；第 五 节 电 介 质 中 的 静 电 场；第 六 节 有 电 介 质 时 的 高 斯 定 理、电 位 移；第 八 节 电 荷 间 的 相 互 作 用 能、静 电 场 的 能 量（七）稳 恒 磁 场 第 十 三 章 真 空 中 的 恒 定 磁 场 第 一 节 磁 感 应 强 度、磁 场 的 高 斯 定 理；第 二 节 毕 奥 一 一 萨 伐 尔 定 律；第 三 节 毕 奥 一 一 萨 伐 尔 定 律 及 其 应 用；第 四 节 安 培 环 路 定 理；第 五 节 安 培 环 路 定 理 及 其 应 用；第 六 节 带 电 粒 子 在 磁 场 中 所 受 作 用 及 其 运 动；第 七 节 带 电 粒 子 在 电 场 和 磁 场 中 运 动 的 应 用；第 八 节 磁 场 对 载 流 导 线 的 作 用；第 九 节 平 行 载 流 导 线 间 的 相 互 作 用 力、电 流 单 位“安 培”的 定 义；第 十 节 磁 力 的 功。第 十 四 章 磁 介 质 中 的 磁 场 第 一 节 磁 介 质、顺 磁 质 和 抗 磁 质 的 磁 化；第 二 节 磁 化 强 度、磁 化 电 流；第 三 节 磁 介 质 中 的 磁 场、磁 场 强 度；第 五 节 铁 磁 质。（/I）电 磁 感 应 与 电 磁 波 第 一 节 电 磁 感 应 定 律；第 二 节 动 生 电 动 势；第 三 节 感 生 电 动 势、有 旋 电 场；第 四 节 涡 电 流；第 五 节 自 感 和 互 感；第 六 节 磁 场 的 能 量；第 七 节 位 移 电 流；第 八 节 麦 克 斯韦 方 程 组 的 积 分 形 式。6.2教 学 重 点、难 点 绪 论 第 一 章 运 动 学(1)重 点：速 度、切 向 加 速 度、法 向 加 速 度、圆 周 运 动。(2)难 点：运 动 描 述 的 矢 量 表 示、运 动 学 初 值 问 题、质 心。第 二 章 牛 顿 运 动 定 律(1)重 点：运 用 牛 顿 运 动 定 律、刚 体 定 轴 转 动 定 律 的 基 本 解 题 方 法。(2)难 点：运 用 牛 顿 运 动 定 律、刚 体 定 轴 转 动 定 律 的 基 本 解 题 方 法，转 动 惯 量。第 三 章 功 和 能(1)重 点：动 能 定 理，机 械 能 守 恒 定 律。(2)难 点：变 力 做 功 的 计 算、守 恒 条 件 的 分 析。第 四 章 冲 量 和 动 量 角 动 量(1)重 点：动 量 守 恒 定 律、角 动 量 守 恒 定 律。(2)难 点：守 恒 条 件 的 分 析 及 守 恒 定 律 的 应 用。第 十、十 一 章 静 电 场(1)重 点：电 场 强 度 叠 加 原 理、电 势 叠 加 原 理、电 容。(2)难 点：电 场 强 度 叠 加 原 理、电 势 叠 加 原 理、高 斯 定 理、电 势 梯 度 与 电 场 强 度 的 关 系、导 体 的 静 电 平 衡 条 件、电 场 能 量 密 度。第 十 三、十 四 章 稳 恒 磁 场(1)重 点：磁 感 应 强 度、毕 奥 一 萨 伐 尔 定 律、洛 伦 兹 力、安 培 定 律。(2)难 点：毕 奥 一 萨 伐 尔 定 律、安 培 环 路 定 理、磁 矩、磁 场 强 度。第 十 五 章 电 磁 感 应(1)重 点：法 拉 第 电 磁 感 应 定 律、动 生 电 动 势 和 感 生 电 动 势。(2)难 点：涡 旋 电 场。6.3学 时 安 排 部 分 内 容 学 时 第 1部 分 质 点 运 动 学 6注：学 时 一 栏 中，括 号 内 为 机 动 及 复 习 时 间.第 2部 分 质 点 动 力 学 12(+2)第 3部 分 刚 体 力 学 8第 4 部 分 真 空 及 介 质 中 的 静 电 场，静 电 场 中 的 导 体 14第 5部 分 真 空 及 介 质 中 的 静 磁 场 12第 6 部 分 电 磁 感 应 与 电 磁 场 8(+2)7.课 程 实 施 7.1 教 学 单 元 17.1.1 教 学 日 期 2017-3-17.1.2 教 学 目 标 绪 论 让 学 生 明 确 学 习 物 理 学 目 的、方 法、激 发 学 习 物 理 学 兴 趣。第 一 章 质 点 运 动 学(1)掌 握 描 述 质 点 运 动 的 基 本 物 理 量，位 置 矢 量、位 移、速 度、加 速 度 的 概 念，明 确 它 们 具 有 的 矢 量 性、相 对 性、瞬 时 性；7.1.3 教 学 内 容(含 重 点、难 点)1、教 学 内 容：绪 论 物 理 学 研 究 对 象，物 理 学 与 哲 学、自 然 科 学 和 工 程 技 术 的 关 系，物 理 学 的 发 展，学 习 物 理 学 方 法 及 对 学 生 要 求。第 一 章 质 点 运 动 学 第 一 节 质 点、参 照 系、运 动 方 程；第 二 节 位 移、速 度、加 速 度；2、重 点、难 点：教 学 重 点：参 照 系 速 度 和 加 速 度 运 动 方 程 教 学 难 点：相 对 运 动7.1.4教 学 过 程【弓 I】本 学 期 授 课 内 容、各 篇 难 易 程 度、各 章 时 间 安 排、考 试 时 间 及 形 式 等 绪 论 1、物 理 学 的 研 究 对 象 2、物 理 学 的 研 究 方 法 3、物 理 学 与 技 术 科 学、生 产 实 践 的 关 系 第 一 章 质 点 运 动 学 1-1质 点 运 动 的 描 述 一、参 照 系 坐 标 系 质 点 1、参 照 系 为 描 述 物 体 运 动 而 选 择 的 参 考 物 体 叫 参 照 系。2、坐 标 系 为 了 定 量 地 研 究 物 体 的 运 动，要 选 择 一 个 与 参 照 系 相 对 静 止 的 坐 标 系。如 图 1-1。说 明：参 照 系、坐 标 系 是 任 意 选 择 的，视 处 理 问 题 方 便 而 定。3、质 点 忽 略 物 体 的 大 小 和 形 状，而 把 它 看 作 一 个 具 有 质 量、占 据 空 间 位 置 的 物 体，这 样 的 物 体 称 为 质 点。说 明：质 点 是 一 种 理 想 模 型，而 不 真 实 存 在（物 理 中 有 很 多 理 想 模 型）质 点 突 出 了 物 体 两 个 基 本 性 质 1）具 有 质 量 2）占 有 位 置 物 体 能 否 视 为 质 点 是 有 条 件 的、相 对 的。图 1-2x二、位 置 矢 量 运 动 方 程 轨 迹 方 程 位 移 1、位 置 矢 量 定 义：由 坐 标 原 点 到 质 点 所 在 位 置 的 矢 量 称 为 位 置 矢 量(简 称 位 矢 或 径 矢)。如 图 12,取 的 是 直 角 坐 标 系，下 为 质 点 P 的 位 置 矢 量 r=xi+yj+zk(1-1)位 矢 大 小：r=|r|=J/+)/+a(1-2)r 方 向 可 由 方 向 余 弦 确 定：cosa=-,cos/?=-,cos/=-r r r2、运 动 方 程 质 点 的 位 置 坐 标 与 时 间 的 函 数 关 系，称 为 运 动 方 程。运 动 方 程 矢 量 式：x(t)i+y(t)j+z(t)k(1-3)标 量 式：x=x(f),y=y(t),Z=Z(f)(1-4)3、轨 迹 方 程 从 式(1-4)中 消 掉 f,得 出 x、y、z之 间 的 关 系 式。如 平 面 上 运 动 质 点，运 动 方 程 为 尤=f,y=J,得 轨 迹 方 程 为=/(抛 物 线)4、位 移 以 平 面 运 动 为 例，取 直 角 坐 标 系，如 图 1一 3。设 八/+时 刻 质 点 位 矢 分 别 为 耳、r2,则/时 间 间 隔 内 位 矢 变 化 为 图 1-3=q 一 弓(1-5)称 Ar为 该 时 间 间 隔 内 质 点 的 位 移。r=r2-rl=(x2-x i+(y2-y j(1-6)大 小 为 I M=，（尤 2-尤 i+（%一 必 产 讨 论：比 较 好 与 八 二 者 均 为 矢 量；前 者 是 过 程 量，后 者 为 瞬 时 量 比 较 AF与 加（A-B 路 程）二 者 均 为 过 程 量；前 者 是 矢 量，后 者 是 标 量。一 般 情 况 下 凶 卜 以。当&-0 时，府|=As 什 么 运 动 情 况 下，均 有 所|=以？三、速 度 为 了 描 述 质 点 运 动 快 慢 及 方 向，从 而 引 进 速 度 概 念。1、平 均 速 度 如 图 1-3定 义：P=t称 方 为-A 时 间 间 隔 内 质 点 的 平 均 速 度。-Ar Ar v Ay-V=I+/=V J+Vv/Ar Ar Ar y工 方 向：同 酝 方 向。(1-7)(1-8)说 明：工 与 时 间 间 隔（r-r+加）相 对 应。2、瞬 时 速 度 至 粗 略 地 描 述 了 质 点 的 运 动 情 况。为 了 描 述 质 点 运 动 的 细 节，引 进 瞬 时 速 度。TEX：v=lim v=lim=A/-0 A/-0 Z dt称 0为 质 点 在 r时 刻 的 瞬 时 速 度，简 称 速 度。（1-9）结 论：质 点 的 速 度 等 于 位 矢 对 时 间 的 一 阶 导 数。式 中”=虫 drdtdx-r dydt dtJ J+VyJ(1-10)，.吟。，分 别 为 e 在 轴 方 向 的 速 度 分 量。0的 大 小:V0的 方 向：所 在 位 置 的 切 线 向 前 方 向。0与 X 正 向 轴 夹 角 满 足 吆 6=上。3、平 均 速 率 与 瞬 时 速 率 4、/_ As f r+呐 路 程/六 m 团 外 定 义：v=一=-（参 见 图 1-3）t bt称。为 质 点 在/T+,时 间 段 内 得 平 均 速 率。为 了 描 述 运 动 细 节，引 进 瞬 时 速 率。7EX：v-lim v-lim=AT T O A O x 出 称 v为 f时 刻 质 点 的 瞬 时 速 率，简 称 速 率。当&f O 时(参 见 图 1-3),/Sr-dr,Av ds,有 df=ds可 知:即 v=|v|=（1-11）dt结 论：质 点 速 率 等 于 其 速 度 大 小 或 等 于 路 程 对 时 间 的 一 阶 导 数。说 明：比 较 U与 工：二 者 均 为 过 程 量；前 者 为 标 量，后 者 为 矢 量。比 较 v与 D:二 者 均 为 瞬 时 量；前 者 为 标 量，后 者 为 矢 量。四、加 速 度 为 了 描 述 质 点 速 度 变 化 的 快 慢，从 而 引 进 加 速 度 的 概 念。1、平 均 加 速 度 定 义：葭 和 岩（见 图 2称 万 为 一/+加 时 间 间 隔 内 质 点 的 平 均 加 速 度 o2、瞬 时 加 速 度 为 了 描 述 质 点 运 动 速 度 变 化 的 细 节，引 进 瞬 时 加 速 度。定 义：5=lim 5=lim=A/-0 2-0 Ar dt称 值 为 质 点 在 f时 刻 的 瞬 时 加 速 度，简 称 加 速 度。结 论：加 速 度 等 于 速 度 对 时 间 的 一 阶 导 数 或 位 矢 对 时 间 的 二 阶 导 数。dv*7,dvy式 中=去 信 叼 吟 有。分 别 称-y 轴 上 的 分 量。我 的 方 向：）与 x 轴 正 向 夹 角 满 足 吆。=&说 明：方 沿 至 的 极 限 方 向，一 般 情 况 下 M 与/方 向 不 同（如 不 计 空 气 阻 力 的 斜 上 抛 运 动）。瞬 时 量：r,v,v,a综 上：过 程 量：了，工，v,h矢 量：r,，v,v,a,a标 量：b s,v 7.1.5教 学 方 法 以 课 堂 讲 授 为 主，结 合 多 媒 体 课 件 教 学，个 别 内 容 可 采 用 学 生 自 学 或 讨 论。7.1.6作 业 安 排 及 课 后 反 思 1.1.6,1.2.4,1.3.27 1.7课 前 准 备 情 况 及 其 他 相 关 特 殊 要 求预 习 大 学 物 理 教 程（第 三 版），周 志 坚 主 编，四 川 大 学 大 学 出 版 社 P1-P17相 关 内 容。7.1.8参 考 资 料（具 体 到 哪 一 章 节 或 页 码）大 学 物 理 教 程（第 三 版），周 志 坚 主 编，四 川 大 学 大 学 出 版 社，pl-pl7。7.2教 学 单 元 27.2.1教 学 日 期 2017-3-37.2.2 教 学 目 标 第 一 章 质 点 运 动 学（1）明 确 运 动 方 程 和 轨 道 方 程 的 物 理 意 义，并 能 用 求 导 方 法 由 已 知 的 运 动 方 程 求 速 度 加 速 度；反 之 用 积 分 方 法 由 已 知 质 点 运 动 的 速 度 或 加 速 度 求 质 点 的 运 动 方 程；（2）熟 练 掌 握 直 线 运 动，抛 体 运 动 和 圆 周 运 动 的 规 律，及 直 线 运 动 的 位 置 一 时 间 曲 线，速 度 一 时 间 曲 线。7.2.3 教 学 内 容（含 重 点、难 点）1、教 学 内 容：第 一 章 质 点 运 动 学 第 四 节 曲 线 运 动 方 程 的 矢 量 形 式 2、重 点、难 点：重 点：切 向 加 速 度、法 向 加 速 度 难 点：7.2.4 教 学 过 程 五、直 线 运 动 质 点 做 直 线 运 动，如 图 1-51、位 移 产=Q 一 相=x2i-xi-AxzA,8,r+加-1-X0 X1 x2图 1-5Ar0：雷 沿+x轴 方 向；&c0：尸 沿 一 x 轴 方 向。2、速 度 vx 0,/沿+x轴 方 向；匕 0,不 沿+x轴 方 向；ax 0,2沿-x轴 方 向。由 上 可 见，一 维 运 动 情 况 下，由 以、匕、*的 正 负 就 能 判 断 位 移、速 度 和 加 速 度 的 方 向，故 一 维 运 动 可 用 标 量 式 代 替 矢 量 式。六、运 动 的 二 类 问 题 第 一 类 问 题：微 分 运 动 方 程 _ 0、。等(第 二 类 问 题：积 分 例 1T：已 知 一 质 点 的 运 动 方 程 为=2江+(2-尸 方(SI),求:t=ls和 t=2s时 位 矢；(2)t=ls到 t=2s内 位 移；t=ls到 t=2s内 质 点 的 平 均 速 度;t=ls和 t=2s时 质 点 的 速 度；t=ls到 t=2s内 的 平 均 加 速 度；(6)t=ls和 t=2s时 质 点 的 加 速 度。解:“=2F+Jm%=4z-2/m(2)Ar-r2rt-2 i 3j m旌-z t 2-1 2i-3 j m/s(4)v=2z-2tjdtv=2i-2j m/sv2=2i-4 m/s-Av v2-V)a=-Ar Ar-2J3-1=-2 j m/s2(6)1 虫=2#dt例 1-2：一 质 点 沿 x 轴 运 动，已 知 加 速 度 为 a=4/（SI）,初 始 条 件 为：，=0 时，=0,x0=10m0求：运 动 方 程。解：取 质 点 为 研 究 对 象，由 加 速 度 定 义 有 a=4t(一 维 可 用 标 量 式)dtC=du=4tdt司（切 向）由 初 始 条 件 有：I=J：4“法 回）A,t得：由 速 度 定 义 得：由 初 始 条 件 得：即 由 上 可 见，v=2t2jdx 八 2-/v=2广 Bdt=dx=2/dt 图 1-6X dx=12产 力 J10 Jo2 2 1八 x=t+10m3例 I T 和 例 1-2分 别 属 于 质 点 运 动 学 中 的 第 一 类 和 第 二 P.类 问 题。1-2圆 周 运 动 本 节 先 讨 论 圆 周 运 动，之 后 再 推 广 到 一 般 曲 线 运 动。、自 然 坐 标 系 图 2 T 中，BAC为 质 点 轨 迹，时 刻 质 点 P 位 于 A点，瓦、。.分 别 为 A 点 切 向 及 法 向 的 单 位 矢 量，以 A 为 原 点，号 切 向 和。“法 向 为 坐 标 轴，由 此 构 成 的 参 照 系 为 自 然 坐 标 系（可 推 广 到 三 维）二、圆 周 运 动 的 切 向 加 速 度 及 法 向 加 速 度 1、切 向 加 速 度 如 图 1-7,质 点 做 半 径 为 r的 圆 周 运 动，f时 刻，质 点 速 度 v=ve,(2-1)式(2-1)中,y=M 为 速 率。加 速 度 为 _ dv dv _ de.a=e,+v dt dt dt(2-2)式（2-2）中，第 一 项 是 由 质 点 运 动 速 率 变 化 引 起 的，方 向 与 3 共 线，称 该 项 为 切 向 加 速 度，记 为 _ dv _ _(2-3)式(2-3)中,4 为 加 速 度 的 切 向 分 量。结 论：切 向 加 速 度 分 量 等 于 速 率 对 时 间 的 一 阶 导 数。图 1-82、法 向 加 速 度 式（2-2）中，第 二 项 是 由 质 点 运 动 方 向 改 变 引 起 的。如 图 1-8,质 点 由 A 点 运 动 到 B 点，有 v v 4-*即 ds=AB因 为 耳 J_OA,e,1 OB,所 以 及、心 夹 角 为 d。.=即 一：（见 图 1-9）当 d。0时,de,=etd0=d0o因 为 龙,1瓦，所 以 龙，由 A 点 指 向 圆 心 0,可 有 de,=d0 en式（2-2）中 第 二 项 为：de dO _ v ds _ v2 _v-=v e=-en=endt dt r dt r图 1-9该 项 为 矢 量，其 方 向 沿 半 径 指 向 圆 心。称 此 项 为 法 向 加 速 度，记 为 大 小 为(2-5)(2-