《大学物理(上)》课程教学大纲.doc

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1、大学物理（上）课程教学大纲一、 课程说明（一） 课程代码：（二） 课程英文名称：College Physics I（三） 开课对象：应用物理和材料物理专业本科学生（四） 课程性质：本课程是应用物理专业的第一门专业理论课，是学习其他后继课程的基础，在教学培养计划中列为主干基础课程。（五） 教学目的：通过本课程的学习，使学生比较全面系统地掌握机械运动的基本原理，基本知识和基本规律，并能比较灵活地加以运用；了解物理学研究问题的思路和方法，培养其独立分析和解决问题的能力；增强运用数学工具处理物理问题的能力，提高抽象思维和逻辑推理能力，为学生学习后继专业基础课程及进一步获取有关知识奠定扎实的基础。（六）

2、 教学内容： 本课程主要包括质点运动学、牛顿定律、动量、功与能、角动量、刚体力学、流体力学、振动与波等内容。通过教学各环节，使学生达到各章的基本要求。（七） 教学课时： 教学时数：72学时学分数：4分教学时数具体分配：教学内容讲授实验/实践合计力学绪论11第一章 质点运动学78第二章 牛顿定律816第三章 动量420第四章 功与能828第五章 角动量836第六章 刚体力学1046第八章 流体力学652第九章 振动759第十章 波766第十一章 相对论672（八）教学方式：课堂讲授、习题课、辅导答疑、期末考试。（九）考核方式和成绩记载说明：考核方式为闭卷考试，考核成绩根据期末考试成绩和平时成绩平

3、时成绩评定，期末成绩占总成绩60%，平时成绩占总成绩40%。二、 教学大纲与各章的基本要求绪 论 教学要点：了解物理学概貌，明确力学的研究对象，力学与其他学科的关系，了解力学的研究方法和学习方法。教学时数：1学时教学内容：一、 什么是物理学二、 力学研究对象与发展简史三、 力学的研究方法和科学态度第一章 质点运动学教学要点：理解参照系、坐标系、质点的概念；掌握描述质点运动的方法，理解位置矢量、速度矢量、加速度矢量三个基本概念及它们之间的关系；理解切向加速度和法向加速度的意义；掌握由运动学方程求速度、加速度和由速度、加速度求运动学方程的方法。了解不同参考系对运动不同描述间的关系。教学时数：7学时

4、教学内容：第一节 参考系一、参考系和坐标系二、时间的测量三、长度的测量第二节 质点第三节 直线运动一、直线运动学方程二、速度三、加速度四、位置、速度、加速度的相互关系第四节 曲线运动一、曲线运动的矢量描述二、位矢、速度、加速度三、抛体运动在直角坐标系中表示四、曲线运动运动在本性坐标系中表示 切向加速度和法向加速度第五节 相对运动一、绝对速度、相对速度和牵连速度二、绝对加速度、相对加速度和牵连加速度第二章 牛顿定律教学要点：理解力和质量的概念，掌握牛顿运动三定律及适用条件，灵活运用牛顿运动定律求解变力作用下质点的动力学问题。掌握力学量的国际单位制，明确量纲和量纲公式的作用；了解惯性参照系中力学的

5、相对性原理和伽利略变换的有关内容；掌握非惯性参照系的概念，平移惯性力、惯性离心力的求法；了解潮汐现象。教学时数：8学时教学内容：第一节 牛顿定律一、第一定律与惯性系二、第二定律三、第三定律第二节 单位制与量钢一、单位制二、基本量与导出量三、量钢第三节 常见的力一、力的基本类型二、接触力与非接触力三、引力与重力四、弹性力五、摩擦力第四节 牛顿定律的运用一、质点动力学基本问题二、约束三、应用举例第五节 力学相对性原理和伽利略坐标变换一、力学相对性原理二、伽利略坐标变换第六节 非惯性系与惯性力一、平移惯性力 潮夕现象二、惯性离性力第三章 动量教学要点：理解动量和冲量的概念，掌握动量定理和动量守恒定律

6、及适用条件，并能灵活运用；理解质心概念和质心运动定理。教学时数：4学时教学内容：第一节 动量与动量定理一、质点动量定理二、质点系动量定理第二节 动量守恒定律一、动量守恒定律二、火箭运动第三节 质心与质心运动定理一、质心和质心位置二、质心运动定理三、质心坐标系第四章 功与能 教学要点：理解功和功率的概念，掌握变力作功的计算方法；理解动能的概念，动能与动量的区别，质点和质点系动能定理；理解保守力与势能的概念，掌握重力势能、弹簧的弹性势能、万有引力势能的计算，掌握功能原理和机械守恒定律及适用条件，并能灵活运用；理解掌握对心碰撞的特点和规律。教学时数：8学时教学内容：第一节 功与功率一、作用于单个质点

7、力的功二、作用于质点系的外力功和内力的功三、几种力的功第二节 质点动能定理一、质点动能定理二、由动能定理求解物体的运动第三节 质点系动能定理一、质点系动能定理二、质点系动能定理与质点系动量定理的比较第四节 质点系的势能一、保守力与非保守力二、质点系的势能三、几种势能第五节 机械能守恒定律一、质点系功能原理二、机械能守恒定律第六节 质心系功能原理与械能守恒定律一、质量悬殊两质点系械能守恒定律二、质点在保守力中械能守恒定律三、质点系动能与质心动能第七节 碰撞一、正碰二、斜碰三、碰撞与质心坐标系第五章 角动量教学要点：理解力矩和角动量的概念，掌握角动量定理和角动量守恒定律及适用条件，并能灵活运用；理

8、解质点在有心力场中运动，行星运动的开普勒定律；了解守恒定律与对称性之间的关系。教学时数：8学时教学内容：第一节 力矩一、力矩的定义二、作用质点与质点系的力矩第二节 质点角动量定理一、质点角动量二、质点角动量定理三、质点角动量守恒定律第三节 质点系角动量定理一、质点系角动量定理二、质点系角动量守恒定律第四节 质心系角动量定理一、质心系中动量定理二、质心系中角动量守恒定律三、体系角动量与质心角动量第五节 迅猴百度文库批量上传下载刷分全能助手软件 第六节 质点在有心力场中运动一、有心力场二、质点在有心力场中运动的一般特征三、有效势能与轨道特征四、开普勒定律第七节 守恒定律与对称性第六章 刚体力学教学

9、要点：了解刚体运动的基本概念，掌握角速度、角加速度的概念及定轴转动刚体角量与线量的关系；掌握转动惯量的概念和规则物体转动惯量的计算方法；掌握刚体定轴转动的转动定律、动能定理、角动量定理及角动量守恒定律，刚体定轴转动和圆柱体滚动的求解问题；掌握平面力系下刚体的平衡方程及其应用；了解回转效应、岁差、章动。教学时数：10学时教学内容：第一节 刚体运动概述一、刚体二、刚体自由度三、刚体运动的几种形式四、作用在刚体上的力矩第二节 刚体定轴转动一、定轴转动描述二、转动定律三、转动惯量四、角动量定理五、角动量守恒定律第三节 刚体平面平行运动一、运动方程二、滚动三、瞬时转轴四、角动量第四节 刚体的能量一、定轴

10、转动的刚体动能定理二、平面平行运动刚体的动能三、刚体的重力势能第五节 刚体静力学一、刚体平衡条件二、静不定问题第六节 陀螺运动一、不受外力矩作用的陀螺 二、陀螺的进动三、地球的岁差第七章 流体力学教学要点：理解压强的概念，掌握静止流体内压强的分布规律，帕斯卡原理和阿基米德定律；理解理想流体、定常流动、流线、流管的概念，熟练掌握流体的连续性原理和伯努利方程及应用；了解粘滞流体的运动情况、流体中运动物体所遇到的阻力和机翼升力。教学时数：4学时教学内容：第一节 流体静力学一、静止流体内的压强二、重力场中静止流体内各点的压强三、浮力与浮心第二节 流体的定常流动一、描述流体运动的两种方法二、定常流动三、

11、流线与流管四、连续性方程第三节 伯努利方程及应用一、理想流体二、伯努利方程三、伯努利方程及应用四、机翼升力和马格努斯效应第四节 粘滞流体流动一、流体的粘滞性二、粘滞流体的运动规律第八章 振动教学要点：了解振动的一般概念，理解简谐振动的特征和表示方法；掌握简谐振动的规律，振幅、圆频率、相位和相位差概念；掌握用简谐振动矢量表示法研究振动的合成。了解阻尼振动的三种运动状态；了解受迫振动和共振的概念和条件。教学时数：7学时教学内容：第一节 简谐振动一、弹簧振子的运动二、简谐振动的振幅、频率、相位三、简谐振动的表示法四、单摆五、谐振子的能量第二节 振动的合成与分解一、同方向、同频率两个简谐振动的合成二、

12、同方向、频率相近的两个简谐振动的合成 拍三、相互垂直、同频率两个简谐振动的合成四、相互垂直、不同频率两个简谐振动的合成 李莎如图形五、振动的分解 谐波分析第三节 阻尼振动一、运动方程及其解二、阻尼振子的能量三、临界阻尼与过阻尼第四节 受迫振动一、运动方程及其解二、稳态解振幅与相位 共振第九章 波教学要点：理解波、横波和纵波概念，掌握平面简谐波的规律和特点，波长、波速的概念，频率、波速与波长之间的关系；理解波方程与振动图线、波形图线之间的关系；理解波的能量传播特征，能量、能流、能流密度等概念；理解波的叠加原理，波干涉的概念，相干条件，驻波；了解多普勒效应。教学时数：7学时教学内容：第一节 机械波

13、的形成与传播一、机械波的形成二、横波与纵波三、波长、频率与波速的关系四、平面波与球面波第二节 简谐波一、简谐波的运动学方程二、讨论第三节 波动方程与波速一、弹性棒中的波动方程与波速二、柔软绳中的横波第四节 波的能量和强度一、波的能量和能量密度二、波的强度和功率三、声强级第五节 波的叠加与驻波一、波的叠加原理二、波的干涉三、驻波第六节 多普勒效应一、多普勒效应二、多普勒效应应用三、冲击波第十章 相对论教学要点：理解爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理、相对论时空观；理解洛仑兹变换，掌握不同坐标系质点运动的时空变换和速度变换；了解相对论多普勒效应；掌握狭义相对论的质速关系、质能关系、能量与动量之间的关

14、系。教学时数：6学时教学内容：第一节 狭义相对论的实验背景一、相对性原理与电磁学二、麦克尔逊-莫雷实验三、对牛顿力学的偏离第二节 狭义相对论的基本假设一、爱因斯坦的基本假设二、同时的相对性第三节 时间延缓和长度收缩一、光信号钟二、时间延缓三、长度收缩第四节 洛伦兹变换一、洛伦兹坐标变换推导二、洛伦兹变换的几个推论三、相对论中速度变换第五节 相对论多普勒效应第六节 相对论动量和能量一、相对论中质量与动量二、相对论中的力三、相对论中的能量四、能量与动量的关系三、 推荐教材和参考书目1郑永令力学高等教育出版社，20022漆安慎、杜婵英编，力学基础，高等教育出版社，19983赵凯华新概念物理教程-力学高等教育出版社，19954罗蔚茵 力学简明教程 中山大学出版社5蔡伯濂 力学 湖南教育出版社