《大學物理學》課程教學大綱（64學時）一、大綱說明課程名稱:大學物理學（普通物理學）課程名稱（英文）：Commonphysics適用專業：理工科各專業課程性質：專業基礎課總學時：64

其中理論課學時:64

實驗課學時:學分：4先修課程：高等數學二、本課程的地位、性質和任務以物理學基礎為內容的大學物理課程，是高等學校理工科各專業學生一門重要的必修基礎課。該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養的重要組成部分，是一個科學工作者和工程技術人員所必備的。大學物理課程在為學生系統地打好必要的物理基礎，培養學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的探索精神和創新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。通過大學物理課程的教學，應使學生對物理學的基本概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面和系統的認識和正確的理解，為進一步學習打下堅實的基礎。在大學物理的各個教學環節中，都必須注意在傳授知識的同時著重培養分析問題和解決問題的能力，努力實現知識、能力、素質的協調發展。在大學物理課的各個教學環節中，要注意對學生進行嚴肅的科學態度，嚴格的科學作風和科學的思維方法的培養和訓練；要重視對學生能力的培養，使學生在學習物理知識的同時，初步獲得應用所學知識分析、解決問題的能力和獨立獲取知識的能力。

在本課程的教學過程中，還應注意發揮本課程在培養學生辯證唯物主義世界觀方面所起的作用。通過本課程的教學，使學生初步具備以下能力：1

能夠獨立地閱讀相當于大學物理水平的教材、參考書和文獻資料，并能理解其主要內容和寫出條理較清晰的筆記、小結或讀書心得；通過大學物理學課程的教學，應使學生對課程中的基礎概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面系統的認識和正確的理解，并具有初步應用的能力。2

了解各種理想物理模型并能夠根據物理概念、問題的性質和需要，抓住主要因素，略去次要因素，對所研究的對象進行合理的簡化。3

會運用物理學的理論、觀點和方法，分析、研究、計算或估算—般難度的物理問題，并能根據單位、數量級與已知典型結果的比較，判斷結果的合理性。參照教育部高等學校非物理類專業物理基礎課程教學指導分委員會頒布的大學物理教學指導意見，制訂了此大綱；主講教師結合我校專業特色，充分考慮科技發展的特點制定每學期教學計劃，并按教學進度完成教學任務。按大綱要求組織命題考試，試題有較寬的知識面，有不同的題型，有合適的題量，考試內容既有物理概念的理解、也有物理規律的應用，既考核學生的物理知識，也考核學生的能力。課程成績由考試成績、平時成績綜合評定，引導學生關注的不是考試的分數，而是物理的學習過程；考試完畢，針對學生考試情況，做出試卷分析。三、教學內容、教學要求第1章

質點運動學課程內容1.1

參考系坐標系物理模型

1.2

位置矢量位移速度加速度

1.3曲線運動的描述，運動學中的兩類問題1.4

相對運動教學要求了解相對時空觀和絕對時空觀，了解運動描述的相對性。理解質點、坐標系、參照系的定義，運動的性質，理解位矢、位移、速度、加速度的定義及其它們計算。理解切線加速度、法向加速度，理解線量和角量的關系。掌握運動學中兩類問題的計算。重點與難點重點：運動學中的兩類問題。難點：矢量及其計算。

第2章質點動力學教學內容2.1牛頓運動定律2.2非慣性系慣性力2.3動量

動量守恒

質心運動定理2.4

功動能勢能機械能守恒律2.5

理想流體的伯努利方程教學要求了解非慣性系、慣性力，了解質心運動定理。了解理想流體的伯努利方程。理解牛頓運動定律。理解動量、功、動能、勢能。掌握動量定理、動量守恒。掌握動能定理、機械能守恒律。重點與難點重點：動量定理、動能定理及守恒律。難點：慣性力、保守力、內力的功。

第3章剛體力學基礎課程內容3.1剛體剛體定軸轉動的描述3.2力矩

剛體定軸轉動的轉動定律3.3剛體定軸轉動的動能定理3.4剛體定軸轉動的角動量定理和角動量守恒律教學要求自學

第4章相對論課程內容4.1

伽利略變換和經典力學時空觀4.2

狹義相對論產生的實驗基礎和歷史條件4.3

狹義相對論基本原理

洛倫茲變換4.4

狹義相對論時空觀4.5

狹義相對論動力學教學要求自學

第5章

機械振動課程內容5.1

簡諧振動的動力學特征5.2

簡諧振動的運動學5.3簡諧振動的能量5.4

簡諧振動的合成振動的頻譜分析5.5

阻尼振動受迫振動共振教學要求自學

第6章機械波課程內容6.1

機械波的形成和傳播6.2

平面簡諧波的波函數6.3

波的能量聲強6.4

惠更斯原理

波的疊加和干涉6.5

駐波6.6

多普勒效應

沖擊波6.7

色散

波包

群速度教學要求自學

第7章

氣體動理論基礎課程內容7.1

平衡態

溫度

理想氣體狀態方程7.2

理想氣體壓強公式7.3

溫度的統計解釋7.4

能量均分定理理想氣體的內能7.5

麥克斯韋分子速率分布定律7.6

玻耳茲曼分布律

7.7

氣體的平均碰撞頻率和平均自由程

7.8

氣體內的輸運過程教學要求了解分子熱運動的基本特征、平均值、理想氣體的微觀模型及理想氣體壓強公式的推導，了解溫度的本質和統計意義、速率分布函數、分子速率的實驗測定、麥克斯韋速率分布律、玻爾茲曼分布律、重力場中粒子按高度的分布、粘滯現象、熱傳導現象、擴散現象。理解氣體分子的方均根速率、剛性分子的自由度、分子的平均碰撞次數及平均自由程。掌握氣體的三個狀態參量、平衡態、平衡過程、理想氣體的狀態方程、能量均分定理，理想氣體的內能。重點與難點重點：能量均分定理，理想氣體的內能。難點：分子的平均碰撞次數及平均自由程。第8章

熱力學基礎課程內容8.1內能

功和熱量

準靜態過程

8.2

熱力學第一定律

8.3

氣體的摩爾熱容8.4

絕熱過程8.5

循環過程卡諾循環8.6

熱力學第二定律8.7

卡諾定理

克勞修斯熵8.8

熱力學第二定律的統計意義

玻耳茲曼熵教學要求了解絕熱過程的推導、焦耳湯姆孫實驗、了解熵增和熱寂。理解平衡過程、功、熱量、內能的概念、氣體的摩爾定體熱容、氣體的摩爾定壓熱容、及氣體的摩爾定體熱容和氣體的摩爾定壓熱容關系、循環過程的概念、卡諾循環的定義和它的應用、可逆過程與不可逆過程、卡諾定理。掌握并應用熱力學第一定律、等溫過程、等體過程、等壓過程、絕熱過程、熱力學第二定律。重點與難點重點：熱力學第一定律及等值過程的應用。難點：可逆過程。

第9章靜電場課程內容9.1

電場

電場強度9.2

電通量高斯定理9.3

電場力的功電勢9.4

場強與電勢的關系9.5

靜電場中的導體9.6

靜電場中的電介質9.7

電容電容器9.8

電場的能量教學要求了解電荷的量子化、等勢面的定義及性質、電場強度與電勢梯度的關系，孤立導體的電容、平行板，球形，圓柱形的電容器的計算、電容的串聯和并聯，了解有極分子和無極分子，有極分子的取向極化、無極分子的位移極化、電極化強度。了解電介質的靜電場。理解帶電體、點電荷、正、負電荷、電性力、電荷守恒定律、電場力的疊加原理、庫侖定律及應用；場的觀點、試探電荷、電場力、靜電場、電偶極子定義、電場線、電場強度及其計算；靜電場力作功的特點，環路定理及應用、電勢能，靜電場的能量，靜電平衡的條件、推論及其性質、靜電平衡時導體上的電荷分布，空腔導體內外的靜電場、靜電屏蔽，有電介質時的高斯定理及應用、電位移的定義、D，E，P之間的關系。掌握電場強度通量、高斯定理及其應用；電勢及其計算、電勢差。重點與難點重點：高斯定理及其應用。難點：電場強度與電勢梯度的關系。

第10章穩恒磁場課程內容10.1

磁場磁感應強度10.2

安培環路定理10.3

磁場對載流導線的作用10.4

磁場對運動電荷的作用10.5

回旋加速器

磁聚焦10.6

磁介質教學要求了解磁的基本現象及其電和磁的發展史；了解運動電荷的磁場；了解磁聚焦、回旋加速器、質譜儀、速度選擇器、霍爾效應；了解磁場對載流線圈的作用、磁電式電流計；了解磁介質、順磁質、抗磁質、鐵磁質、順磁質的磁化、抗磁質的磁化；分子電流、分子磁矩，磁化強度、磁化電流；了解鐵磁質的特征及其特殊磁性的現代理論，了解磁路的概念、磁路定理。理解磁場強度、磁通量、磁場的高斯定理及其應用；畢奧－薩伐爾定律；安培環路定理推導；洛倫茲力、帶電粒子在磁場中的運動；電流單位“安培”的定義；載流導線在磁場中運動時磁力所作的功、載流線圈在磁場中轉動時磁力所作的功；有磁介質時的安培環路定理、磁場強度、B與H關系。掌握安培環路定理，熟練地應用安培環路定理解決問題，掌握安培定律及其應用。重點與難點重點：安培環路定理及應用，安培定律及其應用。難點：畢奧－薩伐爾定律及應用，有磁介質時的安培環路定理。

第11章電磁感應課程內容11.1

電磁感應定律11.2

動生電動勢與感生電動勢11.3

電子感應加速器

渦電流11.4

自感應與互感應11.5

磁場能量教學要求了解電子感應加速器、渦電流產生的原因、合理利用渦電流和減小渦電流的危害；了解耦合因數。理解動生電動勢的定義及其計算、其非靜電力――洛倫茲力；感生電場及其性質、動生電動勢的定義及其計算；自感現象、自感電動勢及其計算、自感系數及其計算、互感現象、互感電動勢及其計算、互感系數及其計算；RL電路的暫態過程、RC電路的暫態過程；磁場的能量密度及其計算。掌握電磁感應現象、楞次定律、法拉第電磁感應定律及其應用。重點與難點重點：電磁感應現象、楞次定律、法拉第電磁感應定律及其應用。難點：感生電場及其性質，渦電流第12章電磁場和電磁波課程內容12.1

位移電流麥克斯韋方程組12.2

電磁波12.3

電磁場的能量與動量教學要求

自學第13章幾何光學簡介課程內容13.1

光的傳播規律13.2

實物虛物實像虛像13.3

光在球面上的反射成像13.4

光在球面上的折射成像13.5

薄透鏡13.6

光學儀器教學要求自學第14章光的干涉課程內容14.1

光源

光的相干性14.2

楊氏雙縫干涉實驗14.3

光程與光程差14.4

薄膜干涉14.5

劈尖干涉牛頓環14.6

邁克耳遜干涉儀教學要求了解光譜曲線、譜線寬度、光矢量；了解麥克耳孫－莫雷實驗。理解光源、單色光、相干光、相干光獲得的方法――分波陣面法，分振幅法；楊氏雙縫實驗、干涉明暗條紋的位置；了解菲涅耳雙棱鏡實驗、菲涅耳雙鏡實驗、洛埃德實驗；光程、光程差、等光程性、反射光的相位突變和附加光程差；麥克耳孫干涉儀。掌握等傾干涉及其應用――增透膜，增反膜；掌握等厚干涉及其應用、劈尖膜。重點與難點重點：等傾干涉及其應用、等厚干涉及其應用。難點：干涉明暗條紋的位置。

第15章光的衍射課程內容15.1

光的衍射

惠更斯—菲涅耳原理15.2

單縫夫瑯禾費衍射15.3

衍射光柵

15.4

圓孔衍射光學儀器的分辨率

15.5X射線的衍射教學要求了解菲涅耳衍射、夫瑯和費衍射、惠更斯－菲涅耳原理；了解光柵光譜；X射線的衍射；布拉格公式。理解光的衍射現象；單縫的夫瑯和費衍射；圓孔的夫瑯和費衍射、瑞利準則、分辨律；理解光學儀器的分辨本領；理解光柵的分辨本領、干涉和衍射的區別和聯系。掌握光柵常量、明紋條件、暗紋條件、缺級。重點與難點重點：光柵常量、明紋條件、缺級。難點：光的衍射現象。

第16章光的偏振課程內容

16.1

自然光和偏振光16.2

起偏和檢偏

馬呂斯定律16.3

反射與折射時光的偏振16.4

散射光的偏振16.5

光的雙折射16.6

偏振光的干涉

人為雙折射現象16.7

旋光現象教學要求了解雙折射現象、尋常光和非常光、光軸、主平面；了解單軸晶體的子波波陣面、惠更斯原理在雙折射現象中的應用、晶體偏振器件；了解橢圓偏振光和圓偏振光、四分之一波片、半波片、偏振光的干涉；了解人為雙折射、電光效應；了解旋光現象、右旋物質、左旋物質、旋光律旋光色散。理解起偏器的起偏和檢偏的作用；布儒斯特角、布儒斯特定律；理解獲得反射和折射時的線偏振光。。掌握自然光、線偏振光和部分偏振光；起偏器、透振方向、馬呂斯定律。重點與難點重點：線偏振光和部分偏振光；透振方向、馬呂斯定律。難點：雙折射現象、尋常光和非常光。四、課程特色1本課程建立一套以學生為主體，以培養素質和能力、激發創新思維為目標的教學方法和教學手段，形成自己的教學特色；使學生具備物理思維能力，即要具備較強的物理觀念和物理意識，一切問題皆源于實際，又為實際服務，學會將所學課程與自己專業聯系起來。2營造良好教學環境，營造師生情感交融、寬松、自由、民主、開放的精神氛圍，并為學生張揚個性、激發創新思維提供條件。以學生為本，實施啟發式教學，提倡、引導討論和爭論（辯論）、激發創新意識，開展研究性教學，培養研究和創新能力。3

教學環節以中學物理為起點，注意知識銜接，避免簡單重復；在教學過程中，注意各部分內容之間的相互聯系，使學生學得活些，還要注意擴大知識面，使學生學得廣些；還可利用插播演示實驗形象化的教學手段，以期提高教學效果。4

大學物理的學習方法可采用：（1）程序學習：課前主動預習，課上積極響應，課后復習；（2）用數學思維的學習方法：用高等數學來理解和處理問題是大學物理學習中的基本方法。