《大学物理》课程教学大纲.pdf

《《大学物理》课程教学大纲.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《大学物理》课程教学大纲.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、大学物理课程教学大纲 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。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的许多领域，应用于生产技术的各个部门，它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。以物理学基础为内容的大学物理课程，是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。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，是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基础，培养学生树立科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识等方面，具有其

2、他课程不能替代的重要作用。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系统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力，为进一步学习打下坚实的基础。在大学物理课程的各个教学环节中，都应在传授知识的同时，注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生探索精神和创新意识的培养，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。教学过程中应遵循学生的认知规律，注重理论联系实际，激发学习兴趣，引导自主学习，鼓励个性发展；要加强教学方法和手段的研究与改革，采用启发式、讨论式等多种行之有效的教学方法，充分利用计算机辅助教学、网络教学等现代化教育技术的优势，努力营造一个有利于培养学生科学素

3、养和创新意识的教学环境。本课程宜从一年级第二学期开始，以确保学生学习本课程具有所需要的数学基础。本课程建议的最低学时数为 120 学时，为了体现加强基础的教育思想，增强学生的发展潜力，各单位应根据人才培养目标和专业特点增加一定学时数。一、力 学 1.掌握位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度。能计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。2.掌握牛顿三定律及其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。3.掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。理解保守力作功

4、的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。4.掌握质点的动能定理和动量定理，通过质点在平面内的运动情况理解角动量（动量矩）和角动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。掌握机械能守恒定律、动量守恒定律，掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法，能分析简单系统在平面内运动的力学问题。5.了解转动惯量概念。理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。6.理解伽利略相对性原理，理解伽利略坐标、速度变换。二、振动和波动 1.掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。2.理解旋转矢量法。3.掌握简谐振动的基本特征，能建立一

5、维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并理解其物理意义。4.理解同方向、同频率的两个简谐振动的合成规律。5.理解机械波产生的条件。掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐波的波函数的方法及波函数的物理意义。理解波形图线。了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。6.了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。7.理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。8.了解机械波的多普勒效应及其产生原因。在波源或观察者单独相对介质运动，且运动方向沿二者连线的情况下，能用多普勒频移公式进行计算。三、气体动理

6、论及热力学 1.了解气体分子热运动的图象。理解理想气体的压强公式和温度公式。通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。2.了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。3.了解麦克斯韦速率分布率及速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。了解波耳兹曼能量分布律。4.通过理想气体的刚性分子模型，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，并会应用该定理计算理想气体的定压热容、定体热容和内能。5.掌握功和热量的概念

7、。理解准静态过程。掌握热力学过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。6.了解可逆过程和不可逆过程。了解热力学第二定律及其统计意义。了解熵的玻耳兹曼表达式。四、狭义相对论力学基础 1.了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。2.了解洛仑兹坐标变换。了解狭义相对论中同时性的相对性以及长度收缩和时间膨胀概念。了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者的差异。3.理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。五、电磁学 1.掌握静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。2.理解静电场

8、的规律：高斯定理和环路定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。3.掌握磁感应强度的概念。理解毕奥萨伐尔定律。能计算一些简单问题中的磁感应强度。4.理解稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。5.理解安培定律和洛仑兹力公式。了解电偶极矩和磁矩的概念。能计算电偶极子在均匀电场中，简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电场中的受力和运动。6.了解导体的静电平衡条件，了解介质的极化、磁化现象及其微观解释。了解铁磁质的特性。了解各向同性介质中 D 和 E、H 和 B 之

9、间的关系和区别。了解介质中的高斯定理和安培环路定理。7.理解电动势的概念。8.掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势。9.了解电容、自感系数和互感系数。10.了解电能密度、磁能密度的概念。11.了解涡旋电场、位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。12.了解电磁场的物质性。六、光 学 1.理解几何光学的基本定律和近轴光学成像的分析方法。如光在平面上和球面上的反射和折射，薄透镜等。2.理解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。能分析、确定杨氏双缝干涉条文及薄膜等厚干涉条纹的位置，了解麦克尔孙干涉仪的工作原理。3.了解惠更斯非涅耳原理。理解分析单缝夫

10、琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。4.理解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置。会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布的影响。5.理解自然光和线偏振光。理解布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线偏振光的获得方法和检验方法。七、量子物理基础 1.理解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。2.理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释，理解光的波粒二象性。3.了解德布罗意的物质波假设及其正确性的实验证实。了解实物粒子的波粒二象性。4.理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）间的关系。5.了

11、解波函数及及其统计解释。了解一维坐标动量不确定关系。了解一维定态薛定谔方程。6.了解如何用驻波观点说明能量量子化。7.了解角动量量子化及空间量子化。8.了解施特恩格拉赫实验及微观粒子的自旋。9.了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。了解泡利不相容原理和原子的电子壳层结构。八、核物理与粒子物理 1.了解原子核的一般性质，了解研究微观物质的基本方法。2.了解粒子及其分类以及基本相互作用与标准模型。了解物质微观结构、运动规律和相互作用的基本物理图像。九、天体物理与宇宙学 1.了解星体的演化过程：白矮星、中子星和黑洞。2.了解广义相对论基础：等效原理、弯曲时空、引力红移和引力辐射。3.了解宇宙学一些

12、基本概念：大爆炸理论、宇宙膨胀、宇宙背景辐射。十、现代科学与高新技术的物理基础专题 了解与其他学科有密切联系的物理内容：如液晶、核磁共振、量子信息、SEM 等。通过本课程的教学，应使学生初步具备以下能力：一、能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。二、了解各种理想物理模型并能够根据物理概念、问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。三、会运用物理学的理论、观点和方法，分析、研究、计算一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级与已知典型结果的比较，判断结果的合理性。通过大学物理课程教学,应注重培养学生的求实精神、创新意识和科学美感等素质。