1、 公共課教學(xué)部 大學(xué)物理課程教學(xué)大綱 （統(tǒng)招本科） 適用專業(yè)：機械工程及自動化 機械設(shè)計制造及其自動化 熱能與動力工程 材料科學(xué)與工程 材料成型與加工 電子信息工程 通信工程 自動化 汽車服務(wù)工程 土木工程 二O三年一月 大學(xué)物理課程教學(xué)大綱 一、課程基本信息 課程編號 070200006 課程名稱 大學(xué)物理 課程英文名稱 College physics 總學(xué)時數(shù) 88 授課 學(xué)時 實踐 學(xué)時 實驗 學(xué)時 習(xí)題 設(shè)計 學(xué)時 3/ 周 學(xué)分 6 66 0 0 課學(xué) 時 22 開課單位 江西科技學(xué)院公共課教學(xué)部 類型、層次 統(tǒng)招、本科 適用專業(yè) 機械工程及自動化、機械設(shè)計制造及其自動化、能源與動力

2、工程、材料科學(xué)與工程、 材料成型及控制工程、電子信息工程、自動化、汽車服務(wù)工程、通信工程、土木工程 先修課程 高等數(shù)學(xué) 課程類別 通識必修課 使用教材 物理學(xué)教程 馬文尉主編 高等教育出版社 第二版 主要教學(xué) 普通物理學(xué) 程守洙編著，高等教育出版社， 1998 年 參考書 大學(xué)基礎(chǔ)物理張三慧編著，清華大學(xué)出版社， 2003 年 本課程 任務(wù)和 目的 物理學(xué)是研究物質(zhì)及其運動基本規(guī)律性的學(xué)科， 物理學(xué)基礎(chǔ)知識是構(gòu)成人的科學(xué) 素養(yǎng)的重要組成部分，是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。 物理學(xué)是高等工科院校一門必修的基礎(chǔ)課。 它的作用既是各類專業(yè)學(xué)生打好必要 的物理基礎(chǔ)，又是通過知識傳授，初步獲得科學(xué)思維和研

3、究方法， 所有這些都對學(xué)生起 著開闊思路，激發(fā)探索和創(chuàng)新精神，冋時增強適應(yīng)性，提高人才素質(zhì)的重要作用。 通過本課程的設(shè)置，相關(guān)各專業(yè)的學(xué)生不僅可以學(xué)到物理學(xué)的理論基礎(chǔ)，而且可 以學(xué)習(xí)物理學(xué)的思維和研究方法， 了解物理學(xué)的基本發(fā)展過程和現(xiàn)代社會中的一些應(yīng) 用，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和分析解決問題的基本能力，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界 觀和嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度以及開拓創(chuàng)新的探索精神。 教學(xué)大綱制訂 單位 瑤湖公教部數(shù)理教研室 教學(xué)大綱制訂時間 2013.1 二、課程內(nèi)容及基本要求 第一章：質(zhì)點運動學(xué) 課程內(nèi)容： 1 1、 質(zhì)點運動的描述 2 2、 圓周運動 探 3 3、相對運動 基本要求： 1 1、 理

4、解質(zhì)點、參照系、時間的概念。 2 2、 掌握位置矢量、位移、速度、加速度概念 3 3、 掌握任意時刻的位置、矢量、速度、加速度。 4 4、 掌握由已知質(zhì)點的加速度或速度及初始條件，求質(zhì)點的運動學(xué)方程和已 知質(zhì)點的運動學(xué)方程求質(zhì)點的加速度、速度。 5 5、 理解相對運動，相對速度。 本章重點：根據(jù)質(zhì)點的運動方程，求質(zhì)點任意時刻的速度、加速度； 本章難點：掌握位置矢量和位移矢量、瞬時速度和瞬時加速度概念及其應(yīng)用。 第二章：牛頓定律 課程內(nèi)容： 1 1、 牛頓定律 2 2、 物理量的單位和量綱 3 3、 幾種常見的力 4 4、 牛頓定律的應(yīng)用舉例 探 5 5、慣性參考系 力學(xué)相對性原理 基本要求：

5、1 1、 掌握牛頓運動定律的內(nèi)容和物理意義。 2 2、 掌握隔離體法求解一般的力學(xué)問題。 3 3、 了解慣性系和非慣性系概念。 4 4、 了解力學(xué)中單位制和基本量的意義。 本章重點：正確分析物體受力。 本章難點：牛頓運動定律的應(yīng)用。 第三章：動量守恒定律和能量守恒定律 課程內(nèi)容： 1 1、 質(zhì)點和質(zhì)點系的動量定理 2 2、 動量守恒定律 探 3 3、火箭飛行原理 4 4、 動能定理 5 5、 保守力與非保守力 勢能 6 6、 功能原理機械能守恒定律 7 7、 碰撞能量守恒定律 基本要求： 1 1、 掌握動量、沖量和動量定理，并理解各量的矢量性、狀態(tài)過程的特征。 2 2、 掌握動量守恒定律及其適

6、用條件。 3 3、 掌握功的概念，能熟練地計算作用在質(zhì)點上變力作功 ，理解與過程有關(guān)的 性質(zhì)。 4 4、 掌握質(zhì)點的動能定理，并能用他分析解決質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的簡單力 學(xué)問題。 5 5、 掌握保守力做功的特點及勢能的概念。 6 6、 掌握機械能守恒定律及其適用條件，并能分析、解決簡單力學(xué)系統(tǒng)在平 面內(nèi)運動的力學(xué)問題。 本章重點：動量定理、動能定理、動量守恒和機械能守恒定律。 本章難點：理解功的概念、質(zhì)點系的動能定理和機械能守恒定律及其適用條 件。 第四章：剛體轉(zhuǎn)動 課程內(nèi)容： 1 1、 剛體的定軸轉(zhuǎn)動 2 2、 力矩轉(zhuǎn)動定律轉(zhuǎn)動慣量 3 3、 角動量 角動量守恒定律 4 4、 力矩作功剛體定

7、軸轉(zhuǎn)動的動能定理 探 5 5、經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性 基本要求： 1 1、 理解角速度和角加速度的概念及角量和線量的關(guān)系。 2 2、 理解轉(zhuǎn)動慣量、角動量（動量矩）的概念。 3 3、 掌握轉(zhuǎn)動定律，并能分析、計算有關(guān)簡單的力學(xué)問題。 4 4、 理解剛體角動量守恒定律及其適用條件，并能分析、計算有關(guān)力學(xué)問題。 本章重點：轉(zhuǎn)動慣量、角動量、轉(zhuǎn)動定律的內(nèi)容和概念。 本章難點：剛體角動量守恒定律及其適用條件。 第五章：機械振動 課程內(nèi)容： 1 1、 簡諧運動簡諧運動中的振幅周期頻率和相位 2 2、 旋轉(zhuǎn)矢量 3 3、 簡諧運動的能量 4 4、 一維簡諧運動的合成 探 5 5、阻尼振動受迫振動共振 基本

8、要求： 1 1、掌握簡諧振動的基本特征量，對簡單振動系統(tǒng)能建立振動的微分方程， 并求出振動頻率 2 2、 掌握同一諧振動在不同時刻的位相差。 3 3、 掌握同方向，同頻率諧振動的合成振動規(guī)律，以及合振幅極大和極小的 條件。 探 4 4、了解阻尼振動，受迫振動、共振，了解拍和相互垂直振動的合成。 本章重點：簡諧振動的基本特征量，振幅旋轉(zhuǎn)矢量法 本章難點：對簡單振動系統(tǒng)能建立振動的微分方程，并求出振動頻率。 第六章：機械波 課程內(nèi)容： 1 1、 機械波的形成 機械波的幾個概念 2 2、 平面簡諧波的波函數(shù) 3 3、 波的能量聲強級 4 4、 惠更斯原理波的干涉 探 6 6、駐波駐波的能量 探 7

9、7、多普勒效應(yīng) 基本要求： 1 1、 理解機械波產(chǎn)生的條件，能根據(jù)已知質(zhì)點的諧振動方程建立平面簡諧波 的波動方程。 并掌握其物理意義及波形圖線。 2 2、 掌握平面簡諧波的特征量物理意義及其相互關(guān)系。 探 3 3、理解波的能量傳播特征及能流、能流密度等概念。 4 4、 理解惠更斯原理和波的疊加原理。 5 5、 掌握波的相干條件，會應(yīng)用位相差或波程差概念分析和確定相干波疊加 振幅加強和減弱的條件。 探 6 6、了解駐波形成的條件，駐波和行波的區(qū)別，能確定波腹和波節(jié)的位置。 探 7 7、了解多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生的原因。 本章重點：機械波產(chǎn)生的條件，波的能量傳播特征，惠更斯原理和波的疊加 原理，波的相

10、干條件。 本章難點：根據(jù)已知質(zhì)點的諧振動方程建立平面簡諧波的波動方程，并掌握 其物理意義及波形圖線，應(yīng)用位相差或波程差概念分析和確定相干波疊加振幅加 強和減弱的條件。 第七章：氣體動理論 課程內(nèi)容： 1 1、平衡態(tài)理想氣體物態(tài)方程熱力學(xué)第零定律 2 2、 物質(zhì)的微觀模型統(tǒng)計規(guī)律性 3 3、 理想氣體的壓強公式 探 4 4、理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關(guān)系 探 5 5、能量均分定理 理想氣體內(nèi)能 探 6 6、麥克斯韋氣體分子速率分布律 探 7 7、分子平均碰撞次數(shù)和平均自由程 &氣體的遷移現(xiàn)象 基本要求： 1 1、 理解系統(tǒng)的宏觀量是微觀運動的統(tǒng)計表現(xiàn)。 2 2、 理解理想氣體的壓

11、強公式及其統(tǒng)計意義。 探 3 3、了解從建立模型、進行統(tǒng)計平均，建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系，到闡明 宏觀量微觀本質(zhì)的思想方法。 探 4 4、理解麥克斯韋分子速率分布定律及分布函數(shù)和速率曲線的意義。 探 5 5、了解氣體分子熱運動的平均速率、方均根速率、最概然速率的求法和 意義。 探 6 6、了解氣體分子平均能量按自由度均分定理，會計算理想氣體的內(nèi)能。 本章重點：壓強公式及其統(tǒng)計意義，體分子平均能量按自由度均分定理。 本章難點：計算理想氣體的內(nèi)能。 第八章：熱力學(xué)基礎(chǔ) 課程內(nèi)容： 1 1、 準靜態(tài)過程 功熱量 2 2、 內(nèi)能熱力學(xué)第一定律 3 3、 理想氣體的等體過程和等壓過程 摩爾熱容 5 5、

12、 理想氣體的等溫過程和絕熱過程 6 6、 循環(huán)過程卡諾循環(huán) 探 7 7、熱力學(xué)第二定律卡諾定理 探探8 8、熵熵增加原理 基本要求： 1 1、 理解準靜態(tài)過程，掌握功、熱量、內(nèi)能等概念。 2 2、 掌握熱力學(xué)第一定律，能熟練地分析、計算理想氣體各等值過程和絕熱 過程中的功、熱量、內(nèi)能及理想氣體定壓、定容摩爾熱容量。 3 3、 了解卡諾循環(huán)，能熟練計算熱機循環(huán)效率，了解制冷系數(shù)。 4 4、 了解熱力學(xué)第二定律的兩種表述、了解兩種表述的等價性。 5 5、 了解熵增加原理 本章重點：功、熱量、內(nèi)能等概念。 本章難點：分析、計算理想氣體各等值過程和絕熱過程中的功、熱量、內(nèi)能 及理想體定壓、定容摩爾熱容

13、量。 第九章：靜電場 課程內(nèi)容： 1 1、 電荷的量子化電荷守恒定律 2 2、 庫侖定律 3 3、 電場強度 4 4、 電場強度通量高斯定理 5 5、 靜電場的環(huán)路定理 電勢能 6 6、 電勢 探 7 7、電場強度與電勢梯度 基本要求： 1 1、 掌握電場強度和電勢的概念以及場的疊加原理。掌握用疊加原理計算簡 單的典型的場源所產(chǎn)生的電場強度和電勢。 2 2、 理解高斯定理和環(huán)路定律，能熟練地用高斯定理求具有特殊對稱性分布 電荷的場強。 3 3、 掌握電場力的功與電勢差和移動電荷之間的關(guān)系。理解電場是保守力場。 掌握電勢與場強的積分關(guān)系。 4 4、 了解解電場線、等勢面的概念。了解場強和電勢梯度

14、的關(guān)系。 5 5、 了解電偶極子，電偶極矩的概念。 本章重點：電場強度和電勢的概念、場的疊加原理、高斯定理和環(huán)路定律、 電場力的功 本章難點：疊加原理計算簡單的典型的場源所產(chǎn)生的電場強度和電勢，用高 斯定理求具有特殊對稱性分布電荷的場強。 第十章：靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì) 課程內(nèi)容： 1 1、 靜電場中的導(dǎo)體 2 2、 靜電場中的電介質(zhì) 3 3、 電位移有電介質(zhì)時的高斯定理 4 4、 電容電容器 5 5、 靜電場的能量 能量密度 6 6、 靜電的應(yīng)用 基本要求： 1 1、 理解導(dǎo)體靜電平衡條件及導(dǎo)體表面電荷分布。 2 2、 掌握電容的定義及其物理意義。能計算平板、球、圓柱形電容器的電容。 3 3

15、、 了解電介質(zhì)極化的微觀解釋和極化強度矢量。 4 4、 理解電介質(zhì)中的高斯定理和各向同性介質(zhì)中 D D = = dOcrEdOcrE 關(guān)系。 5 5、 理解電場能量密度概念，能計算一些簡單對稱分布電場中貯存的電能。 本章重點：導(dǎo)體靜電平衡條件及導(dǎo)體表面電荷分布，容的定義，電場能量密 度。 本章難點：計算平行板、球、圓柱形電容器的電容，計算一些簡單對稱分布 電場中貯存的電能。 第十一章：恒定磁場 課程內(nèi)容： 1 1、 恒定電流電流密度 2 2、 電源電動勢 3 3、 磁場磁感強度 4 4、 畢奧- -薩伐爾定律 5 5、 磁通量 磁場的高斯定理 6 6、 安培環(huán)路定理 7 7、 帶電粒子在電場和

16、磁場中的運動 &載流導(dǎo)線在磁場中所受的力 探 9 9、磁場中的磁介質(zhì) 基本要求： 1 1、 理解電流強度、電流密度的概念。 2 2、 了解解歐姆定律的微分形式，電動勢概念。 3 3、 掌握磁感應(yīng)強度的概念和畢一薩定律，能用該定律及疊加原理計算簡單 典型載流導(dǎo)線周圍或?qū)ΨQ軸上的磁感應(yīng)強度。 4 4、 掌握安培環(huán)路定律，并能計算簡單幾何形狀載流導(dǎo)體磁場中任一點的磁 感應(yīng)強度。 5 5、 掌握安培力和洛倫茲力公式，并能簡單的計算。 6 6、 了解解磁矩的概念，并計算載流平面線圈在均強磁場中所受的磁力矩。 7 7、 了解磁化現(xiàn)象及其微觀機理和鐵磁質(zhì)。 &理解磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定律。 9

17、 9、了解 H H 和 B B 之間的關(guān)系。 本章重點：畢一薩定律，安培環(huán)路定律 本章難點：用畢一薩定律及疊加原理計算簡單典型載流導(dǎo)線周圍或?qū)ΨQ軸上 的磁感應(yīng)強計算簡單幾何形狀載流導(dǎo)體磁場中任一點的磁感應(yīng)強度。 第十二章：電磁感應(yīng) 電磁場和電磁波 課程內(nèi)容： 1 1、 電磁感應(yīng)定律 2 2、 動生電動勢和感生電動勢 3 3、 自感和互感 4 4、 磁場的能量磁場能量密度 探 5 5、位移電流 電磁場基本方程的積分形式 探 6 6、電磁振蕩 電磁波 基本要求： 1 1、 理解電動勢的概念。掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，了解定律中“一”號的物理 意義。 2 2、 理解動生電動勢和感生電動勢的概念和規(guī)律，

18、能分析和計算有關(guān)的簡單 問題。 3 3、 了解渦旋電場的概念以及它與靜電場的區(qū)別。 4 4、 理解自感和互感系數(shù)的定義及其物理意義，能計算簡單載流電路的自感 和互感系數(shù)。 5 5、 理解磁能密度的概念，并能計算一些簡單的對稱情況下磁場空間所貯存 的磁能。 6 6、 理解位移電流、位移電流密度的概念。 7 7、 了解麥克斯韋積分方程組的物理意義。 本章重點：法拉第電磁感應(yīng)定律，動生電動勢和感生電動勢的概念和規(guī)律， 自感和互感系數(shù)的定義。 本章難點：分析和計算動生電動勢和感生電動勢的簡單問題，計算簡單載流 電路的自感和互感系數(shù)。 第十三章：幾何光學(xué)簡介 本章節(jié)安排學(xué)生自學(xué)。 第十四章：波動光學(xué) 課

19、程內(nèi)容： 1 1、 相干光 2 2、 楊氏雙縫干涉實驗 光程勞埃德鏡 3 3、 薄膜干涉 4 4、 邁克耳孫干涉儀 5 5、 光的衍射 6 6、 單縫衍射 7 7、 圓孔衍射 光學(xué)儀器的分辨率 &衍射光柵 9 9、光的偏振性馬呂斯定律 探 1010、反射光和折射光的偏振 基本要求： 1 1、 理解獲得相干光的方法，能分析、確定楊氏雙縫干涉條紋、劈尖干涉、 牛頓環(huán)干涉條紋的位置。 2 2、 掌握光程概念，光程差和位相差的關(guān)系。 3 3、 了解洛埃鏡實驗中產(chǎn)生半波損失的條件。 4 4、 了解邁克爾遜干涉儀的工作原理及其應(yīng)用。 5 5、 了解惠更斯一菲涅耳原理。掌握單縫夫瑯和費衍射條紋分布的

20、規(guī)律。 掌握光柵衍射強度公式，會分析光柵衍射條紋和光柵常數(shù)及波長對光柵衍射 條紋的影響 6 6、 了解光柵光譜的特點及其在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中的應(yīng)用。 7 7、 了解自然光和線偏振光，理解布儒斯特定律及馬呂斯定律。 &了解雙折射現(xiàn)象；理解偏振光的獲得方法和檢驗方法。 9 9、了解波片，偏振光的干涉。了解偏振光的應(yīng)用。 本章重點：光程概念，光程差和位相差的關(guān)系，光柵衍射強度公式。 本章難點：分析、確定楊氏雙縫干涉條紋、劈尖干涉、牛頓環(huán)干涉條紋的位 置，分析光柵衍射條紋和光柵常數(shù)及波長對光柵衍射條紋的影響。 第十五章：狹義相對論 課程內(nèi)容： 1 1、 伽利略變換式 牛頓力學(xué)相對性原理遇到的困難

21、 2 2、 狹義相對論的基本原理 洛倫茲變換式 3 3、 狹義相對論的時空觀 4 4、 光的多普勒效應(yīng) 5 5、 相對論性動量和能量 基本要求： 1 1、 了解經(jīng)典相對性原理與愛因斯坦狹義相對論的相對性原理。 2 2、 理解愛因斯坦狹義相對論的兩條基本假設(shè)。 3 3、 理解洛倫茲坐標變換，能用該變換分析、計算在不同關(guān)系中一維運動的 坐標、時間的變換。 4 4、 理解同時性的相對概念，會計算長度收縮和時間膨脹的簡單問題。 5 5、 了解相對論中質(zhì)量和速度的關(guān)系，質(zhì)量和能量的關(guān)系。 本章重點：相對論的兩條基本假設(shè)，洛倫茲坐標變換，同時性的相對概念。 本章難點：分析、計算在不同關(guān)系中一維運動的坐標、

22、時間的變換，計算長 度收縮和時間膨脹的簡單問題。 第十六章：量子物理 課程內(nèi)容： 1 1、 黑體輻射普朗克能量子假設(shè) 2 2、 光電效應(yīng) 光的波粒二象性 3 3、 康普頓效應(yīng) 4 4、 氫原子的玻爾理論 5 5、 德布羅意波實物粒子的二象性 6 6、 不確定光系 7 7、 量子力學(xué)簡介 &多電子原子中電子分布 激光半導(dǎo)體超導(dǎo)體納米材料 基本要求： 1 1、 了解普朗克量子論及普朗克常數(shù) h h 的物理意義。 2 2、 理解光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的實驗規(guī)律以及愛因斯坦理論對這兩個效應(yīng) 的解釋。 3 3、 了解愛因斯坦光子理論在物理學(xué)發(fā)展中的地位。理解光的波粒二象性。 4 4、 了解德布羅意

23、的物質(zhì)波假設(shè)及電子衍射實驗。理解實物粒子的波粒二象 性。 5 5、 掌握描述物質(zhì)波動性的物理量（波長、頻率）和微粒性的物理量（動量、 能量）之間的關(guān)系。 6 6、 了解波函數(shù)的物理意義，了解不確定關(guān)系。 7 7、 理解氫原子光譜的實驗規(guī)律。 & 了解在氫原子光譜中經(jīng)典物理學(xué)遇到困難，理解波爾量子化假設(shè)。 9 9、 了解薛定諤方程及一維無限深勢阱的解。 1010、 了解能量量子化，角動量量子化，空間量子化。 1111、 了解描述原子中電子運動狀態(tài)的四個量子數(shù)。 1212、 了解激光的產(chǎn)生及工作原理及其特性。 1313、 了解固體能帶的形成，并用能帶觀點區(qū)分導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。 1414、 了解納米材料。 本章重點、難點：光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)，物質(zhì)波動性的物理量（波長、頻 率）和微粒性的物理量