《大学物理14》课程教学大纲.pdf

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1、 大学物理(1)课程实施大纲目 录1.教学理念.12.课程介绍.12.1 课程的性质.12.2 课程在学科专业结构中的地位、作用.22.3 课程的历史与文化传统.22.4 课程的前沿及发展趋势.32.5 课程与经济社会发展的关系.32.6 课程内容可能涉及到的伦理与道德问题.42.7 学习本课程的必要性.43.教师简介.53.1 教师的职称、学历.53.2 教育背景.53.3 研究兴趣(方向).54.先修课程.55.课程目标.56.课程内容.57.课程实施.127.1 教学单元一.127.2 教学单元二.157.3 教学单元三.207.4 教学单元四.237.5 教学单元五.257.6 教学单

2、元六.317.7 教学单元七.347.8 教学单元八.387.9 教学单元九.427.10 教学单元十.457.11 教 学 单 元 .507.12 教学单元十二.557.13 教学单元十三.617.14 教学单元十四.637.15 教学单元十五.667.16 教学单元十六.687.17 教学单元十七.707.18 教学单元十八.757.19 教学单元十九.807.20 教学单元二十.867.21 教学单元二H-一.897.22 教学单元二十二.937.23 教学单元二十三.987.24 教学单元二十四.1027.25 教学单元二十五.1057.26 教学单元二十六.1097.27 教学单元二

3、十七.1127.28 教学单元二十八.1167.29 教学单元二十九.1227.30 教学单元三十.1257.3 1 教学单元三H .1 2 87.3 2 教学单元三十二.1 2 98 .课程要求.1 3 08.1 学生自学要求.1 3 08.2 课外阅读要求.1 3 08.3 课堂讨论要求.1 3 08.4 课程实践要求.1 3 09 .课程考核.1 3 19.1 出 勤（迟到、早退等）、作业、报告等的要求.1 3 19.2 成绩的构成与评分规则说明.1 3 19.3 考试形式及说明.1 3 11 0 .学术诚信.1 3 21 0.1 考试违规与作弊处理.1 3 21 0.2 杜撰数据、信息

4、处理等.1 3 21 0.3 学术剽窃处理等.1 3 21 1 .课堂规范.1 3 21 1.1 课堂纪律.1 3 21 1.2 课堂礼仪.1 3 31 2 .课程资源.1 3 31 2.1 教材与参考书.1 3 31 2.2 专业学术著作.1 3 41 2.3 专业刊物.1 3 41 2.4 网络课程资源.1 3 41 3 .教学合约.1 3 41 3.1 教师作出师德师风承诺.1 3 413.2阅读课程实施大纲，理解其内容.13513.2同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望.1351.教学理念大学物理课程以物理学基础知识和物理学在科学技术上的应用为内容，是理工科院校学生的一门基础必修课，

5、不仅其知识内容是学生后续专业学习的必备基础，更主要的是可以培养学生分析问题、解决问题的能力，这对他们以后的学习、工作和生活都更为重要。所以在教学中除了知识的传授，更要关注学生的个性化发展，注重学生分析与解决问题能力的培养和提高。高中阶段的物理教育属于典型的应试教育，这种教育导致学生对物理学习产生了误解，他们认为学习物理跟学习数学一样就是搞题海战术，没完没了地整天做题。分数是评价学生物理学习优劣的唯一标准。教学过程以教师为主体，评价体系的单一、教学内容的枯燥、学习内容脱离实际生产和生活、考试内容过难、过偏等原因导致了学生提起物理就头疼。他们没有体验到学习物理的应有的乐趣。在大学物理教学中，教师需

6、要更新教学理念，引导学生逐渐克服原来的思维定势，重新建立物理学习的信心。首先，需要更新教学理念，树立以学生为主体的教学观念，让学生能够真正的参与到课堂教学中来，比如平时多组织一些以学生为主体的讨论式教学，活跃课堂教学氛围的同时深化学生对物理概念的理解。其次，建立多元化的评价体系。学业成绩既包括卷面成绩、实验成绩又包括平时表现成绩（比如创新性等等）。然后，注 重“学以致用”，让学生觉得学习到的知识有用。比如，讲角动量守恒的时候，让学生切身体验一些运用角动量守恒的实例，例如，拿着哑铃坐在旋转的椅子上打开双臂，椅子转得慢；合拢双臂椅子转得快。讲电学的时候安排一些电学演示实验和分组实验，安排成立电器维

7、修兴趣小组等。最后，教师在传授知识的同时更需要注重对学生精神品质的培育，引导学生懂得善良、崇高、博爱、正义、尊严、责任、使命这才是对学生一生负责的教育，是我们应当追求的教育价值。2.课程介绍2.1 课程的性质物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然学科，大学物理是工科院校学生的一门重要的基础必修课，其重要性不仅表现在它的各部分知识是学生后续专业课程学习的必要基础，更重要的是物理知识逻辑性强，物理思维独特，解决问题的方法独到，在学习物理的过程中掌握的学习技能既可以指导他们专业课的学习，也可以帮助他们解决进入社会后遇到的困难。2.2课程在学科专业结构中的地位、作用物理学

8、是一门十分重要的自然科学基础学科，它具有高度的抽象性和概括性，结合数学、特别是高等数学的逻辑性和方法，基于物理实验，物理学的规律和理论可以为精确处理物质世界大部分的实际过程提供技术。而大学物理是一门以物理学基础知识为内容的理工科本科学生的重要的必修基础课，是有关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。它的基本理论渗透到自然科学的许多领域，它是工程技术的基础。学好大学物理至关重要。2.3课程的历史与文化传统物理学作为自然科学中的基础学科，不仅在推动科学技术的进步中起到了巨大的作用，而且对人类的时空观、世界观也产生了重大的影响，物理学的历史本身就是一部人类的

9、文化史。20世 纪70年代以来，世界各国都面临着激烈的国际竞争，新的竞争不仅体现在政治，经济，军事等方面，归根结底体现在科学技术上。而先进的科学技术需要教育作为根本的保证。改革开放以来，党中央和国务院实施科教兴国和人才强国战略，坚持把教育摆在优先发展的战略高度。而中国的高度教育也是借此之机重新走上了正轨，迎来了改革发展的春天，物理教育出现了前所未有的大好形势。这个时期，我国的物理教育工作者广泛的学习国际先进的教育理论和教学经验，深入研究物理教育思想教学、教学方法以及考试内容。物理教育质量显著提高，师资队伍迅速发展，物理教育全面复苏。进入新世纪以来，随着我国社会主义建设的不断推进，工业化信息化的

10、不断深入，社会，文化，自然，生态不能协调发展的矛盾愈加凸显，为了解决这些矛盾，对于创新型高素质人才的培养显得更加紧迫。2006年教育部颁布的 非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求提出了素质培养的基本要求，即通过大学物理课程教学，注重培养学生的求实精神，创新意识，科学美感。2.4课程的前沿及发展趋势二十一世纪是科学技术飞速发展的时代。在这个时代，目睹了人类分裂原子、拼接基因、克隆动物、开通信息高速公路、纳米加工和探索太空。很难设想，若没有科学技术的飞速发展，没有原子能、没有计算机、没有半导体，现代生活将是什么样子。与科学技术的发展一样，物理学也经历了极其深刻的革命。可以说，物理学每时每刻都在

11、不停的发展，其活跃的前沿领域很多，是最有生命力、成果最多的学科之一。21世纪物理学的几个活跃领域：凝聚态物理学；等离子体物理与核聚变；纳米技术；系统物理学;激光物理；以及核物理、等离子体物理、凝聚态物理和激光技术等学科的交叉和配合也是 21世纪科学技术的发展趋势之一。2.5课程与经济社会发展的关系社会的发展促进科学的进步，科学的进步又促进社会的发展。物理学是自然科学的重要组成部分，它在人类的社会活动中一直占有重要的地位。特别是工业革命后，物理学的作用越来越突出，物理学几乎渗透到自然科学和社会生活的各个领域，物理学的发展带动了整个社会的发展，成为经济和社会发展的基础性科学。早在十五、十六世纪，哥

12、白尼、布鲁诺、伽利略等物理学家不怕打击迫害，首先向封建神权统治发起挑战，让科学的阳光照亮人们的心灵。十七世纪，伟大的物理学家牛顿发现了万有引力定律，宣告天上、地下都服从同一规律，从而给封建神权统治以致命的一击。十八世纪，物理学家巴本首先根据蒸汽可以做功的物理思想，设计出第一个蒸汽机模型。80年后，又是在物理学家的指导下，英国的技师瓦特才完成了蒸汽机的实用化改造。蒸汽机的发明是物理学应用在技术上第一次伟大创新。吹响了第一次工业革命的号角。十九世纪，伟大的物理学家法拉第发现电磁感应定律，架起了电能与机械能相互转化的桥梁，从而为人类的第二次工业革命（电气化革命）铺平了道路。随后，麦克斯韦建立了完整的

13、电磁场理论，奠定了二十世纪电子信息技术基础。二十世纪以相对论和量子论为代表的现代物理革命，不仅带动了化学、生物学、医学等自然科学的划时代发展，并全面带动了科技革命，开创核能技术、电子技术、半导体技术、激光技术、超导技术、纳米技术、信息技术、材料技术和生物技术等一系列的科技革命，使人类社会发生划时代飞跃，进入自动化、信息化社会。“物理照耀世界”，“没有物理学发展就没现代文明”这些口号，既是对物理学在现代人类文明发展中伟大贡献的客观公正的评价，也意味着在未来社会的发展中物理学仍然承担着重大的使命。几百年来，人类文明史告诉我们，经济和社会发展过程中物理学是一个强大的原动力，也是一个无可替代的重要理论

14、基础。2.6课程内容可能涉及到的伦理与道德问题近年来，各学科领域涉及到的伦理与道德问题越来越受到人类的广泛关注。而物理学领域中关于核能的应用问题也是常常引发人们对伦理和道德问题的思考。核能的应用历史可以追溯到二战时期，美国在广岛和长崎各投下一颗原子弹后，人类开始了解到了核能所蕴含的恐怖杀伤力。但是，数十年后，随着一个个核电站的拔地而起，人们又开始感叹核能居然能给人类带来如此多的好处。然而好景不长，前苏联切尔诺贝利核泄漏事件、日本福岛核泄漏事件又出现在世人眼前。人群中又开始出现了对核能的应用提出质疑的声音，再加上核废料的处理问题的困扰，人们反核的情绪日益高涨。在此情况下，我们应冷静下来，仔细思考

15、核能给人类带来的利与弊。毋庸置疑的是，核能是一把双刃剑，具有既可以人类造福，又可能会给人类带来灾难的能力。人们可以利用核能造出原子弹，也可以利用核能来发电，核能的身份总是在天使与魔鬼间徘徊。其实，核能身份的决定权一直都掌握在人类的手中。我们不能因为核能对人类具有威胁，就对其敬而远之，甚至禁锢其发展。在应用核能时我们必须采取一种审慎的态度，对其加以合理的利用和引导，让它服务于人类，造福于人类才是正确的选择。2.7学习本课程的必要性物理学的研究内容是自然界的最基本的物质的结构、最常见的相互作用、最基本的运动规律。物理学是是人类探索自然奥秘的过程中逐步形成的科学。它是自然科学、科学技术、甚至是高新技

16、术的重要理论基础。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，是一门全面、系统地培养学生综合素质的课程。大学物理的基本理论、科学思维方式和研究方法，是每位理工科大学生必须学习和掌握的，是学习其他后续课程的基础。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，具有其他课程不能替代的重要作用。3.教师简介4.先修课程 高等数学5.课程目标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，为进一步学习打下坚实的基础

17、。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。6.课程内容知识单元1：绪 论 参 考 系 质 点 时 间 和 描 述 运 动 的 物理量教学内容：矢量代数简介；1.1参考系、质点和时间；L2描述质点运动的物理量重点：运动方程；速度难点：正确运用矢量来表示质点的运动参考学时：2学时知识单元2：运动学两类问题曲线运动教学内容：1.3直线运动和运动学中的两类问题；1.4曲线运动重点：切向加速度；法向加速度；圆周运动难点：运动学初值问题参考学时：2学时知识单元3：运动叠加和抛体运动

18、教学内容：1.5运动迭加原理和抛体运动；1.6相对运动重点：相对运动中的速度、加速度合成定理难点：正确运用这两个合成定理解决问题参考学时：2 学时知识单元4：牛顿运动定律教学内容：2.1 牛顿运动定律；2.2力学中常见的几种力；2.3 物体的受力分析和示力图重点：牛顿运动定律的适用条件，受力分析难点：牛顿第二运动定律的适用条件，受力分析参考学时：2 学时知识单元5：牛顿定律的应用教学内容：2.4 牛顿运动定律的应用；2.5 单位制和量纲；2.6 牛顿力学的适用范围重点：牛顿运动定律的应用难点：微积分在牛顿第二运动定律中的应用参考学时：2 学时知识单元6：功和能教学内容：3.1 功和功率；3.2

19、 动能和动能定理重点：变力做功，动能能定理难点：变力做功中微积分的应用参考学时：2 学时知识单元7：势能机械能守恒定律教学内容：3.3 物体系势能；3.4 功能原理和机械能守恒定律重点：保守力做功，势能定理以及功能原理难点：保守力做功的推导，以及功能原理的应用参考学时：2 学时知识单元8：动量冲量教学内容：4.1 冲量、动量和动量定律重点：冲量和动量的关系，动量定理难点：微分形式的冲量的数学表达式，动量定理的应用参考学时：2 学时知识单元9：动量守恒定律教学内容：4.2 动量守恒定律重点：动量守恒定律难点：物体系统的动量守恒的应用参考学时：2 学时知识单元1 0：碰撞角动量定理和角动量守恒定律

20、教学内容：4.3碰撞；4.4物体的角动量定律和角动量守恒定律重点：物体系完全弹性碰撞过程中的动量和机械能守恒，质点角动量和角动量守恒定律难点：物体系完全弹性碰撞过程中的动量和机械能守恒，质点角动量和角动量守恒定律参考学时：2学时知识单元1 1：刚体的定轴转动教学内容：5.1刚体绕定轴转动的运动学；5.2刚体绕定轴转动的转动定律和转动惯量重点：刚体绕定轴转动的物理量，刚体绕定轴转动的转动定律和转动惯量难点：刚体绕定轴转动的转动定律和转动惯量，转动惯量的定量计算参考学时：2学时知识单元1 2：力矩功角动量守恒定律及其应用教学内容：5.3力矩的空间积累效应；5.4力矩的时间积累效应重点：力矩的功，动

21、能定理，刚体的重力势能；刚体绕定轴转动的角动量，角动量定理及角动量守恒定律难点：应用角动量定理及角动量守恒定律求解参考学时：2学时知识单元1 3：真空中的静电场教学内容：1 0.1静电场的基本现象和基本规律；1 0.2真空中的库仑定律重点：真空中的库仑定律，静电场力，难点：应用库仑定律解题参考学时：2学时知识单元1 4：静 电 场 场强教学内容：1 0.3静电场和电场强度；1 0.4电场线、电通量重点：静电场的叠加，场强的叠加原理，电通量概念难点：应用叠加原理计算电荷连续分布的带电体的场强，电通量的计算参考学时：2学时知识单元1 5：高斯定理教学内容：1 0.4电场线、电通量和高斯定理重点：高

22、斯定理概念难点：应用高斯定理求解带电体产生的电场分布参考学时：2学时知识单元1 6：功、电势能、电势差和电势教学内容：1 0.5静电场力所作的功、电势能、电势差和电势重点：静电场力做功，电势，及电势差的性质难点：电势叠加原理及电势的计算参考学时：2学时知识单元1 7：等势面带电粒子在静电场中受到的力及其运动静电场中的导体教学内容：1 0.6等势面以及场强与电势的关系；1 0.7带电粒子在静电场中受到的力及其运动；1 1.1静电场中的导体重点：电势与场强的微分关系，等势面的性质，带电粒子在电场中的受力及运动，导体处于静电平衡的性质，静电平衡导体内外的电场分布难点：带电粒子在电场中的受力及运动分析

23、，静电平衡导体内外的电场分布计算参考学时：2学时知识单元1 8：电介质教学内容：1 1.2静电场中的电介质重点：电介质的极化及围观机理，电介质的极化强度矢量与极化电荷的关系，有电介质时的高斯定理难点：有电介质时的高斯定理的应用参考学时：2学时知识单元1 9：电容静电场能量教学内容：1 1.3电容器和电容；1 1.4静电场的能量重点：电容器的电容计算，电容器的串并联计算，静电场的能量和能量密度难点：电介质对电容器电容的影响；静电场的能量和能量密度参考学时：2学时知识单元2 0：磁现象描述磁场的物理量教学内容：1 3.1基本的磁现象；1 3.2磁感应强度、磁感应线、磁通量和磁场中的高斯定理；第十一

24、章作业评讲重点：磁通量及磁场中的高斯定理难点：磁场中的高斯定理参考学时：2学时知识单元2 1：毕奥一萨伐尔拉普拉斯定律教学内容：1 3.3毕奥一萨伐尔拉普拉斯定律重点：毕奥一萨伐尔拉普拉斯定律及其应用难点：毕奥一萨伐尔拉普拉斯定律及其应用参考学时：2学时知识单元2 2：安培环路定理教学内容：1 3.4安培环路定理及其应用；1 3.5运动电荷的磁场重点：安培环路定理及其应用，运动电荷产生磁场难点：安培环路定理及其应用参考学时：2学时知识单元2 3：洛仑兹力教学内容：1 3.6磁场对电流的作用；1 3.7带电粒子在磁场中运动重点：磁场对电流的作用，洛伦兹力难点：磁场对电流的作用，洛伦兹力的应用参考

25、学时：2学时知识单元2 4：磁介质教学内容：1 4.1磁介质的磁化和磁导率；1 4.2磁场强度矢量、有磁介质时的安培环路定理和高斯定理重点：磁介质的微观机制，磁化强度与分子电流的关系，有磁介质时的安培环路及高斯定理难点：磁化强度与分子电流的关系，有磁介质时的安培环路及高斯定理参考学时：2学时知识单元2 5：磁场中的高斯定理教学内容：1 4.2磁场强度矢量、有磁介质时的安培环路定理和高斯定理；1 4.3磁介质的磁化规律以及磁化率与磁导率；1 4.4铁磁质重点：有磁介质时的安培环路定理及高斯定理，磁介质的磁化规律以及磁化率与磁导率,铁磁质的磁化规律难点：有磁介质时的安培环路定理及高斯定理，铁磁质的

26、磁化规律参考学时：2学时知识单元2 6：电磁感应教学内容：1 5.1法拉第电磁感应定律重点：法拉第电磁感应定律难点：法拉第电磁感应定律的应用参考学时：2学时知识单元2 7：动生电动势教学内容：1 5.2动生电动势和交流发电机原理；重点：动生电动势及其计算，交流发电机原理难点：动生电动势及其计算参考学时：2学时知识单元2 8：感生电动势教学内容：1 5.3感生电动势和涡旋电场重点：感生电动势，涡旋电场的性质难点：涡旋电场特性的理解，感生电动势的计算，自感和互感的的区别和联系及自感互感系数的计算参考学时：2学时知识单元2 9：自感互感教学内容：1 5.5自感和互感；1 5.4自感磁能和互感磁能重点

27、：自感和互感，自感和互感磁能的概念难点：自感和互感的的区别和联系及自感互感系数的计算，自感和互感磁能计算参考学时：2学时知识单元30：麦克斯韦方程组教学内容：1 5.6位移电流和麦克斯韦方程组重点：静电场和静磁场的基本方程，位移电流的特点，m a x w e l l方程组内的积分和微分形式难点：位移电流的特点，m a x w e l l方程组内的积分和微分形式的理解参考学时：2学时7.课程实施7.1 教学单元一学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质课次/学时学年/学期物电学院江林巧大 学 物 理(1)4/64基础必修1/22016-2017/2教 学 目 标：掌 握 描 述 质 点 运 动 及

28、 运 动 变 化 的 基 本 物 理 量 及 其 在 笛 卡 尔 坐 标 系示；理解运动方程的概念、自然坐标系中的表教 学 内 容：矢 量 代 数 简 介；1.1参 考 系、质 点 和 时 间；1.2描述质点运动的物理量重 点：运 动 方 程；速度难 点：正 确 运 用 矢 量 来 表 示 质 点 的 运 动。教学实施过程及教学方法第一章运动学1.1参考系、质 点 和 时 间 参 照 系 坐 标 系 质 点1、参照系的定义2、坐标系定义，3、质点定义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。/X4、时刻和时间间隔时刻指某一瞬时而言，时间间隔是指时刻的

29、积累1.2 s位 置 矢 量 运 动 方 程 轨 迹 方 程 位 移1、位置矢量位置矢量定义：位置矢量数学表达式r=xi+yj+zk(1-1)位矢大小：r=|r|=7%2+y2+z2(1-2)1 Z参考系/Z图Z-Z坐标1-1图1-2y系pr/ry/r方向可由方向余弦确定:CO S 6 Z =c o s 夕=上，c o s/=以平面运动为例，取直角坐标系，如 图 13。设f、t+4时刻质点位矢分别为耳、r2,则4 时间间隔内位矢变化为称小为该时间间隔内质点的位移。Ar =r,-r)=(x2-x,)z +(y2-yt)j大小为R|二 J(X 2 一 西尸+(%)25.速度1)、平均速度定义：建

30、电称1 为/T +&时间间隔内质点的平均速度。-Ar Ax v Ay -=V=l H-1 -VI+V 1 t t t yi 方向：同雷方向。2)、瞬时速度士、，-)-A 尸 dr定义：v =l i m v =l i m=A/f o Arf o N dt称 0 为质点在r 时刻的瞬时速度，简称速度。即：质点的速度等于位矢对时间的一阶导数。式中“V=dr=F+dydtd t,dx，Vv-ovx.dtj J+VJV）.分别为土在x、y 轴方向的速度分量。0 的大小:3）、平均速率与瞬时速率平均速率定义:As r-r +At内路程Aw dw瞬时速率定义：v=lim v=lim 一 =，简称速A/TO

31、Z dt当&-0 时，必=d f,Av=d s,有 皆|=ds率O6.加速度可知：y=ds=了1）、平均加速度定义:Av%2）、瞬时加速度定义：5=lim 5Ar 0.Av _ dv二 lim A/-0 加dt_ dvd2rC l dtdt2 的大小:a=a；+aa 的方向:,J y-d八Y出）d2xI力2+2与x 轴正向夹角满足吆。=:相关阅读材料及页码:周 志 坚 大 学 物 理（上 册 第 三 版）P1-P19作业安排:复 习 相 关 内 容，周 志 坚 大 学 物 理（上 册 第 三 版）习 题 1.1.10,1.2.4,1.3.27.2教学单元二学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质

32、课次/学时学年/学期物电学院江林巧大 学 物 理(1)4/64基础必修2/22016-2017/2教学目标：掌握质点做圆周运动时的角量描述以及角量与线量之间的关系；理解用微积分的方法处理质点运动学的两类基本问题教学内容：1.3 直线运动和运动学中的两类问题；1.4 曲线运动重点：切向加速度；法向加速度；圆周运动难点：运动学初值问题教学实施过程及教学方法第二单元1.3直线运动和运动学中的两类问题1)、位移定义尸二弓一弓二 x2i -xxi -Ar zA x 0 ：A F 沿+x 轴方向；z l r 0 ,/沿+x 轴方向；vv 0 ,立沿+x 轴方向；ax d v=4td t由初始条件有：d v

33、 4td tJ o J o得：v=2 r由速度定义得：=0,x0=10 mo=d x =2 t2 d t由初始条件得:d x=12f 2 力J10 Jo2,X t +10 IB31.4曲线运动1.圆周运动1）、自然坐标系如左图以A为原点，e,切向和第法向为坐标轴,的参照系为自然坐标系（可推广到三维）2）圆周运动的切向加速度及法向加速度加速度定义：_ d v d v _ d e.a=e +v-d t d t d t切向加速度定义：法向加速度定义:当 d e f o时，有|改=因为龙,J弓，所以龙，由A点指向圆心0,可有d et-d 0 en所以d e d O _ v d s _ v2 _v-=v

34、e =-e =ed t d t r d t r 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v2.a=e“r大小为7a “是加速度的法向分量。总加速度_ _ _ d v _ v2 _a=al+an=atet+anen=-el+-en大小:方向：。与工夹角满足吆。=%2).圆周运动的角量描述角坐标，角位移定义+，时刻质点在B处，。是0 A与x轴正向夹角，Q +K 9是0 B与x轴正向夹角，称。为f时刻质点角坐标，。为角位移角速度A /3平均角速度定义：5 7=瞬时角速度定义：6 9 =l im a z =l im =f-0 A/f O t d t平均角加速度定义：a=A r瞬时角加

35、速度定义：a =l im a =l img o go&d t d t4、线量与角量的关系把物理量力、丫、万、4、叁 等称为线量，co,a等称为角量。(1)、V与6 9关系力 0 时，d r =d s =r d dd?_ de-r-d t d t即xIU =/G I(2)、见与。关系dv dcodt=rdt即at=ra（3）、与。关系二v一2=(ra)J2 =rco2r r即an rar相关阅读材料及页码：周志坚 大学物理（上册第三版）P19-P29作业安排：复习相关内容，周志坚 大学物理（上册第三版）检测题1 1,习题1.2.7,1.3.67.3 教学单元三学院教师姓名课程名称学分/学时课程性

36、质课次/学时学年/学期物电学院江林巧大 学 物 理(1)4/6 4基础必修3/220 16-20 17/2教 学 目 标：掌 握 对 平 面 曲 线 运 动 的 描 述 及 分 析 方 法；掌 握 运 动 的 叠 加 原 理 及 运 用；理解相对运动概 念，掌 握 相 对 速 度、相对加速度的计算方法教 学 内 容：1.5运 动 迭 加 原 理 和 抛 体 运 动；1.6相对运动重 点：相 对 运 动 中 的 速 度、加速度合成定理难 点：正确运用这两个合成定理解决问题教学实施过程及教学方法1.5运动叠加原理和抛体运芯1.运动叠加原理运动的独立性定义：当的影响。运动的叠加原理：质点2.抛体运动

37、抛体运动：平抛、斜抛和曲线运动特例1.6相对运动1.相对位矢设有参照系E、M,其上M相对于E运动。质点P相Xh质点参与多今的任意运动可竖抛运动(1=圆周 运 动 抛体运芯固连的坐标系十E、M的位矢不同方向的分运动时，其中任一分运动都不受其它运动看成是由几个在不同方向的各自独立的运动叠加而成。1学)加速圆周运动减 速 圆 周 运 动、匀 速 圆 周 运 动 4 .竖 直 下 抛 厂方,U 平抛/W,如图，二坐标系相应坐标轴平行，分别为办E、弓M，相对位矢为：%=7PM+结论：P对 E 的位矢等于P对 M的位矢与。,对E 的位矢的矢量和。2 .相对位移%=屈PM+O E3 .相对速度有上式两边对时

38、间求一阶导数有“PE +“M E4 .相对加速度由上式对时间求一阶导数有&PE=+&ME例：质点做平面曲线运动，其位矢、加速度和法向加速度大小分别为r,a 和%,速 度 为 试 说明下式正确的有哪些？a=dv，a=dr r i 7 v vT-,(3)J a%=-,a=-dt dt2 力 r解：因为标量。矢量，所以不对。又a=drdt2,而d2rdt2d2 rdt2,故不对。而 J=史=!,因此正确。dt dtv v由于a=中r 为曲率半径，而这里r 为位矢的大小，不一定是曲率半径，所以不对。例：一质点从静止(=0)出发，沿半径为R =3 m 的圆周运动，切向加速度大小不变，为a,=3 m/s

39、2,在，时刻，其总加速度。恰与半径成4 5 角，求，=?解：依题意知，。“与夹角为4 5 ,有%=a,由有得:1 s例：某人骑自行车以速率V向西行使，北风以速率U吹来（对地面），问骑车者遇到风速及风向如何？解：地为静系E,人为 动 系 风 为 运 动 物 体P绝对速度：vPE=v,方向向南；牵连速度：VM E=V ,方向向西；求相对速度U pM =?方向如何？,，户 E+ME有图 1-15降|=降1 =丫N a=45n VPM=y VMP+VP _ 0VvP M方向：来自西北。或东偏南45 相 关 阅 读 材 料 及 页 码：周 志 坚 大 学 物 理（上 册 第 三 版）P30-P38作 业

40、 安 排：复 习 相 关 内 容，周 志 坚 大 学 物 理（上 册 第 三 版）习 题1.2.10,1.3.117.4 教学单元四学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质课次/学时学年/学期物电学院江林巧大 学 物 理（1）4/64基础必修4/22016-2017/2教学目标：掌握牛顿定律的基本内容及其适用条件，了解常见几种力的定义.熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情况教学内容：2.1 牛顿运动定律；2.2 力学中常见的几种力；2.3 物体的受力分析和示力图重点：牛顿运动定律的适用条件，受力分析难点：牛顿第二运动定律的适用条件，受力分析教学实施过程及教学方法第二章牛顿运动定律2.1 牛顿运动定

41、律1、第一定律户=0,*=恒量2、第二定律F =i na一 FF -m a =v Fy怛_FnF =m a =O 物体刚启动时，摩擦力为最大静摩擦力，即/=由解出N,求 得/为：f -jUs(P-Fs i n 0)代中：有F /JxM g/(cos 0+氏 sin。)可见：F =F(0),7 m时，要求分母(cos。+,sin。)最大。设 A(0)=4 sin。+cos。d A=,cose-sine=0n tg =一 s sin 6-cos。nsM g!1 1+Jl+；N，M gF方向与水平方向夹角为。=寸，即为所求结果。例2-2：质量为勿的物体被竖直上抛，初速度为,物体受到的空气阻力数值为/

42、=KV,K为常数。求物体升高到最高点时所用时间及上升的最大高度。解：研究对象：m受力分析：m受两个力，重力R及空气阻力，如图2-4。牛顿第二定律：合力：F =P +fP+/=i nay 分量：-m g -K V=d t抛出点y=0-28 mdVmg+KV即dVmg+KV=L dtp dVJ、。mg+KVm1 ,I n-mg-+-K-V-=1 dJtK mg+KV()m_Kmg+KV=e,n mg+KV0)1-t 1V=(m g+KV0)e m-mgK KV=0时，物体达到了最高点，可有 为mmgdy=Vdt1_K_1(mg+KVn)e-m8 dty=_ 刍(mg+W)eK-5m一 1 mgtr

43、=%时，y =max Vmaxmm产(mg+KV.)l-eKm1 mgt T(m8+K%)l-eKK m,八 AV。、-ln(I F)m K mg1 ln(恪)K mg 29 mgni (mg+K V0)K1-m2,Z1 KV.g l n(1+m g)mg+KV白(mg+KV。)KK%fng+KVQm2Kmg加 匕 m2,Z1 K%、工 一 小 力 堂例：如图，长为/的轻绳，一端系质量为根的小球，另一端系于原点。，开始时小球处于最低位置，若小球获得如图所示的初速度叫，小球将在竖直面内作圆周运动,求:小球在任意位置的速率及绳的张力。解：研究对象：m受力分析：小球受两个力，即重力m g,拉力E。牛

44、顿定律：F+mg=ma应用自然坐标系，运动到处时，分量方程有，F“=方向:2Fn-m g cos。=man=m 易方向：mg sin，A=madv 小t=m dt由有：-,dv dv dO dv v dv-gsin=-=co=-dt de dt de I de即vdv=-Ig sin ddO作如下积分：vdv=IgsinddO有(v2-v)lg(cos0-l)得：v=+2lg(cos0)y代中，得-30 例：如图，一根轻绳穿过定滑轮，轻绳两端各系一质量为相 和加2的物体，且叫 加2，设滑轮的质量不计，滑轮与绳及轴间摩擦不计，定滑轮以加速度即相对地面向上运动，试求两物体相对定滑轮的加速度大小及绳

45、中张力。解：研究对象：叫、m2受力分析：川|、加2各受两个力，即重力及绳拉力，如图2-7。牛顿定律设 叫 对 定 滑 轮 及 地 加 速 度 为、4，m2 对定滑轮及地加速度为。2,、a2,g：mtg+Tt=mtat=(al r+0)m2：m2g+T2=m2a2=m2(a2r+a0)如图所选坐标，并注意T-,有，mg-T=m1(ar-a0)%=0.ImS -0.2 m可知：弹簧伸长0.1 m,物体上升0.1 m缓慢下拉:每时刻物体处于平衡态当(0 运 0.Im )F=衣x前 0.1 m 为 F 为变力当(0.KA O.2 m)F=k x0=Mg 后 0.Im 为 F 为恒力 工03.4功能原理

46、和机械能守恒 3 7 1 机械能和功能原理机械能：物体系具有的动能和势能的和E=Ep+民功能原理：物体系所受的合力所做的功即物体系所受合外力做的功和内力做的功(保守力做的功以及非保守力所做的功的和)的总和等于物体系机械能的增量%=必 卜+皿 保 内+吗F保内=4 +Ep-(EKO+Epo)例题如图所示求铁链滑离桌面过程中重力所作的功。解：以桌面为势能零点，铁链下垂部分质量为勿初始状态：,a mas a ma2E.=-mg =-=-gP 2 L 2 2L末态：EP2=-mg 此过程中重力作功为：W=+=-a2)例 题 如 图，轻弹簧自然长度为 0,劲度系数为上另一端悬挂质量为小的重物。0 为重物

47、的平衡位置，现 以。为坐标原点。以弹簧原长处为重力势能和弹性势能的零点，写出势能表达式。解：以弹簧原长0 处为重力势能和弹性势能的零点，写出势能式。Ep=-mg(x+x0)Ek=J -A:(x+x0)dx=A:(x+x0)2例 雪橇从高50m的山顶4 点沿冰道由静止下滑，坡 道 长 为500m.滑 至 点B后，又沿水平冰道继续滑行，滑行若干米后停处.若 O R.0 5 0.求雪橇沿水平冰道滑行的路程.解：以雪橇、地球组成系统为研究对象，系统受外力和非保守摩擦力支持力，作功分别为：止 在C力只有跌=0F；=mgcos FN=mgW(=+s)AE=E2-E=-mgh 38 WN+Wf=E由功能原理

48、 一2g(s+s)=-mghhs=5=500m相关阅读材料及页码：周志坚 大学物理（上册第三版）P82-P92作业安排：复习相关内容，周志坚 大学物理（上册第三版）检测题5、1 7,习题3.3.13,3.3.13 39-7.8教学单元八教学目标:学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质课次/学时学年/学期物电学院江林巧大 学 物 理(1)4/6 4基础必修8/22 0 1 6-2 0 1 7/2理解动量、冲量概念，掌握动量定理.掌握运用动量定理分析力学问题的思想和方法教学内容：4.1 冲量、动量和动量定律重点：冲量和动量的关系，动量定理难点：微分形式的冲量的数学表达式，动量定理的应用教学实施过程

49、及教学方法第 四 章 冲量和动量4.1冲量、动量和动量定理1.动量质点的质量m与其速度/的乘积称为质点的动量，记为声。=加说明：(1)P是矢量，方向与D相同，(2)月是瞬时量，P是相对量2、冲量一 d牛顿第二定律原始形式：F =(mv)d t由此有Fd t=d(mv)积分：F d t =dP=p2-p,定义：瓦称为在tx-t,时间内力户对质点的冲量。%说明：了是矢量，了是过程量，了是力对时间的积累效应 40 4 =J：F,d t 7的分量式,=F,力A=r f hR2乙）=力（一），分 量 式（3 4）可写成,%）i=l i=l i=l U I U I因为内力是一对一对的作用力与反作用力组成，

50、故心内力=0,_ d -有F合外力=兀 P结论：系统受的合外力等于系统动量的变化，这就是质点系的动量定理。1/合 外 力 力=；=庆-仄即7合 外 力 冲 量=2 -1结论：系统受合外力冲量等于系统动量的增量，这也是质点系动量定理的又一表述。例：质量为机的铁锤竖直落下，打在木桩上并停下。设打击时间/,打击前铁锤速率为V,则在4 1 打击木桩的时间内，铁锤受平均和外力的大小为？解：设竖直向下为正，由动量定理知：F Z =0 mv川同=如1 1 t例：一物体受合力为尸=2r(S I),做直线运动，试问在第二个5秒内和第一个5秒内物体受冲量之比及动量增量之比各为多少？解：设物体沿+x方向运动，7,=