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| 英文名稱 ： University Physics Ⅰ 總學(xué)時數(shù) ： 54 學(xué) 分 ： 3 課程性質(zhì)： 必 修課程 適用專業(yè) ： 生物類、心理學(xué)等專業(yè) • 課程教學(xué)目標 通過大學(xué)物理課的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生對物理學(xué)所研究的各種運動形式以及它們之間的聯(lián)系，有比較全面和系統(tǒng)認識；對大學(xué)物理課中的基本理論、基本知識能夠正確地理解，并具有初步應(yīng)用的能力。通過大學(xué)物理課的教學(xué)，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生嚴肅認真的學(xué)習態(tài)度，掌握科學(xué)的學(xué)習方法，初步具有獨立獲取知識的能力。在大學(xué)物理的教學(xué)過程中，應(yīng)逐步培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義世界觀。 • 課程的性質(zhì)、目的和任務(wù) 物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本、最普遍的運動形式（機械運動、熱運動、電磁運動、微觀粒子運動等）及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。 物理學(xué)的研究對象具有極大的普遍性，它的基本理論滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門。它是自然科學(xué)的許多領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。大學(xué)物理以物理學(xué)基礎(chǔ)知識為主要內(nèi)容，它所包括的經(jīng)典物理、近代物理和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用的初步知識等都是一個高級專門人才所必備的。因此，大學(xué)物理課程是我校非物理類學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課。 我校各理工類專業(yè)開設(shè)大學(xué)物理課的作用，一方面在于為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，以使其能對物質(zhì)世界中最普遍、最基本的運動形式及其規(guī)律有一個較為系統(tǒng)的認識，增強學(xué)生在生產(chǎn)實踐中的適應(yīng)能力；另一方面，通過對大學(xué)物理課的學(xué)習，使學(xué)生初步學(xué)會科學(xué)的思想方法和研究問題的方法，以使他們開闊思路，激發(fā)探索和創(chuàng)新精神。學(xué)好大學(xué)物理課程，不僅對學(xué)生在校期間的學(xué)習十分重要，而且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和進一步學(xué)習新理論、新技術(shù)，不斷更新知識都有深遠的影響，因此，大學(xué)物理課程對提高我校培養(yǎng)人才的素質(zhì)有著十分重要的作用。 總之，在大學(xué)物理課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，都要注意在傳授知識的同時，著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。 • 課程教學(xué)的基本要求 教學(xué)內(nèi)容的基本要求分三級：掌握、理解、了解。 1．使學(xué)生系統(tǒng)地掌握必要的物理基礎(chǔ)知識，對課程中的基本概念、基本理論、基本方法能夠有較全面和系統(tǒng)的認識與正確理解，認識一些物理學(xué)基本原理在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用的方法。 2．能用物理知識定性、定量地分析一些基本和理想的物理現(xiàn)象和模型，能用基本的物理知識進行初步的演繹和推理。 3．了解一些物理學(xué)發(fā)展的歷史及科學(xué)家的科學(xué)精神和態(tài)度，了解科學(xué)發(fā)展的曲折性和艱巨性。 4．初步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思想方法和研究問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和探索 精神。 5 ．培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀。 • 課程教學(xué)內(nèi)容 緒論 緒論應(yīng)向?qū)W生介紹物理學(xué)的研究對象、方法、以及物理學(xué)與其它自然科學(xué)和工程技術(shù)關(guān)系。闡明大學(xué)物理課的特點，以及它在理工類各專業(yè)培養(yǎng)人才全局中的地位、作用和任務(wù)。 1 概述物理學(xué)的發(fā)展史、物理學(xué)涉及的領(lǐng)域、物理與技術(shù) 2 學(xué)習物理的目的、任務(wù)、方法和要求 3 用多媒體教學(xué)展示物理與新技術(shù)的關(guān)系及應(yīng)用 第一章 質(zhì)點運動學(xué) 2速度和加速度 3直線運動 4平面曲線運動 教學(xué)目的與要求： 掌握位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述質(zhì)點運動和運動變化的物理量，能借助于直角坐標系計算質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的速度、加速度，能計算質(zhì)點作圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。 重點： 位矢、速度、加速度、角速度、角加速度。 難點： 速度、加速度的計算，尤其是切向，法向加速度的計算。 小結(jié)： 本章對質(zhì)點運動的描述方法和相關(guān)物理量做了介紹，包括質(zhì)點的直線運動和曲線運動。 第二章 質(zhì)點動力學(xué) 2 動量 動量守恒定律 3 動能 動能定理 4 勢能 機械能轉(zhuǎn)化及守恒定律 教學(xué)目的與要求： 掌握牛頓三定律及其適用條件，能用微積分方法求解一維變力作用下簡單的質(zhì)點動力學(xué)問題。掌握質(zhì)點的動能定理和動量定理。掌握機械能守恒定律，動量定恒定律，掌握運用守恒定律分析問題的思想和方法，能分析簡單系統(tǒng)在平面內(nèi)運動的力學(xué)問題。 重點： 牛頓運動定律的應(yīng)用及適用條件，動量、動能、功、保守力、勢能、兩個守恒定律。 難點： 牛頓運動定律的應(yīng)用，勢能的引入，守恒定律的適用條件及應(yīng)用。 小結(jié)： 本章介紹了質(zhì)點動力學(xué)的基本定律—牛頓運動定律，并在此基礎(chǔ)之上學(xué)習了相關(guān)的運動守恒定律，包括動能定理，動量守恒定律，機械能守恒定律等。 第三章 剛體定軸轉(zhuǎn)動 2 剛體定軸轉(zhuǎn)動的動力學(xué) 重點： 轉(zhuǎn)動定律，角動量守恒定律。 難點： 轉(zhuǎn)動慣量、轉(zhuǎn)動定律應(yīng)用，角動量及角動量守恒定律。 小結(jié)： 本章介紹了剛體的概念以及剛體繞定軸轉(zhuǎn)動所遵從的運動定律和動力學(xué)定律，即轉(zhuǎn)動定律、 定軸轉(zhuǎn)動剛體的角動量定理和角動量守恒定律。 第四章 氣體動理論 1 理想氣體的壓強和溫度 2 能均分定理 理想氣體的熱力學(xué)能 3 麥克斯韋速率分布律 4 玻耳茲曼分布律 * 5 氣體分子碰撞和平均自由程 * 教學(xué)目的與要求： 1. 了解氣體分子熱運動的圖像。理解理想氣體的壓強公式和溫度公式。通過推導(dǎo)氣體壓強公式，了解從提出模型、進行統(tǒng)計平均、建立宏觀量與微觀量聯(lián)系到闡明宏觀量的微觀本質(zhì)的思想和方法，能從宏觀和統(tǒng)計意義上理解壓強、溫度、內(nèi)能等概念。了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運動的統(tǒng)計表現(xiàn)。 2. 了解氣體分子的平均碰撞頻率及平均自由程。 3.了解麥克斯韋速率分布律及速率分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義，了解氣體分子熱運動的算術(shù)平均速率、方均根速率，了解玻耳茲曼能量分布律。 4. 通過理想氣體的剛性分子模型，理解氣體分子平均能量按自由度均分定理，并會應(yīng)用該定律計算理想氣體的內(nèi)能。 重點： 理想氣體狀態(tài)方程，壓強公式、溫度公式，能均分定理，速率分布函數(shù)及其含義，平均自由程，內(nèi)能。 難點： 壓強公式、能均分定理，速率分布函數(shù)，平均自由程。 小結(jié)： 本章介紹了氣體動理論，根據(jù)假定的氣體分子模型，運用統(tǒng)計方法，研究氣體的宏觀性質(zhì)和規(guī)律，以及它們與分子微觀量的平均值之間的關(guān)系，從而揭示這些性質(zhì)和規(guī)律的本質(zhì)。 第五章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 2 循環(huán)過程 卡諾循環(huán) 3 熱力學(xué)第二定律 教學(xué)目的與要求： • 掌握功和熱量的概念，理解準靜態(tài)過程，掌握熱力學(xué)第一定律，能分析、計算理想氣體等體、等壓、等溫和絕熱過程中的功、熱量、內(nèi)能改變量及卡諾循環(huán)等簡單循環(huán)的效率。 2.了解可逆過程和不可逆過程，了解熱力學(xué)第二定律及其統(tǒng)計意義。 重點： 熱力學(xué)第一定律、功、熱量計算、定壓、定體熱容量、絕熱過程、循環(huán)過程、熱力學(xué)第二定律。 難點： 功、熱量計算、循環(huán)效率計算及其效率計算。 小結(jié)： 本章介紹了氣體的物態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律、第二定律，討論了一些具體的熱力學(xué)過程。 第六章 靜電場 1 庫侖定律 電場強度 2 高斯定理 3 電勢 4 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì) 5 電容器 電場能量 教學(xué)目的與要求 ： 1. 掌握電場強度和電勢的概念，以及電場強度疊加原理和電勢疊加原理。掌握電勢與場強積分的關(guān)系，了解電場強度與電勢梯度的關(guān)系。能計算一些簡單問題中的電場強度和電勢。 理解導(dǎo)體靜電平衡的意義和條件及導(dǎo)體上電荷分布的特點。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 。 。 重點： 高斯定理的應(yīng)用，電勢，電勢差 , 靜電平衡條件，電場的能量 。 難點： 任意帶電體的場強計算公式 , 靜電屏蔽 。 小結(jié)： 本章對真空中的靜電場描述方法、相關(guān)物理量和遵守的規(guī)律以及 導(dǎo)體和電介質(zhì)中的靜電場遵守的規(guī)律 做了介紹。 第七章 穩(wěn)恒磁場 1 磁場 磁感應(yīng)強度 2 畢奧——薩伐爾定律 3 磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理 4 磁場對運動電荷和載流導(dǎo)線的作用 5 介質(zhì)中的磁場 教學(xué)目的與要求： 1. 掌握磁感應(yīng)強度的概念，理解畢奧——薩伐爾定律并能利用它結(jié)合磁場疊加原理求簡單情況下電流的磁場分布，特別是直線電流和載流直螺線管的磁場分布。 5. 了解 磁介質(zhì)及磁化原理，了解磁化強度和磁化電流的概念，了解磁介質(zhì)中磁場的規(guī)律，了解鐵磁質(zhì)的概念 。 難點： 畢奧——薩伐爾定律 。 小結(jié)： 本章研究真空中的恒定磁場以及磁場對電流（運動電荷）的作用，在介紹描述磁場的重要物理量磁感應(yīng)強度之后，著重討論畢奧—薩伐爾定律、磁場的高斯定理、安培環(huán)路定理、洛侖茲力、安培定律以及它們的應(yīng)用，同時介紹了介質(zhì)中的磁場 。 第八章 電磁感應(yīng) 電磁場 1 電磁感應(yīng)的基本定律 2 動生電動勢 感生電動勢 3 自感 互感 磁場的能量 4 電磁場 麥克斯韋方程組 教學(xué)目的與要求： 1 掌握法拉第電磁感應(yīng)定律和定律中負號的意義，能計算感應(yīng)電動勢并判斷它的方向。 6了解麥克斯韋方程組積分形式及各方程的物理意義。 重點： 法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律，動生電動勢， 麥克斯韋方程組 。 難點： 感生電場。 小結(jié)： 本章主要討論了 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其基本規(guī)律。在這個基礎(chǔ)上，分別對電磁感應(yīng)的幾種類型，包括自感和互感進行討論，最后介紹了磁場的能量， 電磁場的物質(zhì)性及電磁場的統(tǒng)一性和相對性 等內(nèi)容 。 第九章 振動學(xué)基礎(chǔ) 1 簡諧振動的定義 2 簡諧振動的規(guī)律 3 簡諧振動的合成 教學(xué)目的與要求 ： 1.要牢固掌握簡諧振動的規(guī)律，深刻理解振幅、圓頻率、相位和相位差等概念。 2.要求掌握諧振動的矢量表示法，并能應(yīng)用它來研究振動的合成問題。 重點： 簡諧振動，簡諧振動的合成 。 難點： 簡諧振動的合成 。 小結(jié)： 本章從討論 簡諧振動的基本規(guī)律入手，進而討論振動的合成問題 。 第十章 波動學(xué)基礎(chǔ) 1 機械波的產(chǎn)生及描述 2 平面簡諧波 3 波的衍射和干涉 教學(xué)目的與要求 ： 1.要求學(xué)生充分理解振動與波動的區(qū)別與聯(lián)系。 2.要牢固掌握平面簡諧波的規(guī)律，并能較熟練地進行有關(guān)計算。 重點： 機械波的產(chǎn)生和傳播，平面簡諧波 。 難點： 波的衍射 。 小結(jié)： 本章主要討論 機械波的特征和基本規(guī)律以及 平面簡諧波、波的衍射和干涉 。 第十一章 波動光學(xué) 1光的本性光源 2光的相干性 光程和光程差 3分波陣面干涉 4薄膜干涉 5光的衍射 6光柵衍射 7圓孔的夫瑯禾費衍射 光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng) * 8 光的偏振現(xiàn)象 教學(xué)目的與要求 ： 一、光的干涉 1.了解光的干涉現(xiàn)象，分析光波的疊加性和相干性的物理圖像，突出相干條件及其實現(xiàn)的方法。 2.掌握光程的概念，明確光程差與相位差的關(guān)系。 3.引出“半波損失”的概念，講述等傾干涉與等厚干涉的區(qū)別，重點掌握等厚干涉的規(guī)律及其應(yīng)用。 二、光的衍射 1.了解光的衍射現(xiàn)象，闡明惠更斯—菲涅耳原理的物理思想。 2.說明干涉和衍射的區(qū)別和聯(lián)系。 3.討論人眼、顯微鏡和望遠鏡的分辨本領(lǐng)。 三、光的偏振 1.闡明自然光、平面偏振光、部分偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光的概念及其檢驗方法。 2.了解反射、折射和二向色性晶體所產(chǎn)生的偏振光。 重點： 光的干涉，光的衍射，光的偏振 。 難點： 光的衍射 ， 光的偏振 。 小結(jié)： 本章主要通過光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象討論光的波動性。 第十二章 狹義相對論基礎(chǔ) 1 狹義相對論基本原理 洛侖茲坐標變換式 2 狹義相對論時空觀 3 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 教學(xué)目的與要求： 了解狹義相對論的兩個基本假設(shè)；了解洛侖茲變換；了解狹義相對論中同時性的相對性，長度收縮和時間膨脹的概念，了解牛頓力學(xué)中的時空觀和狹義相對論的時空觀以及二者的差異。理解狹義相對論的質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系。 重點： 同時性的相對性、長度收縮和時間膨脹。 難點： 用相對論的時空觀分析、計算有關(guān)的簡單問題。 小結(jié)： 本章介紹了狹義相對論的兩個基本假設(shè)，討論了狹義相對論的時空觀，并與經(jīng)典力學(xué)時空觀作了比較，學(xué)習了狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ)。 注：本大綱標注“ *”部分可以根據(jù)實際情況進行取舍。 • 本課程與其它課程的關(guān)系 現(xiàn)代的物理學(xué)是一門理論和實驗高度結(jié)合的精確學(xué)科。它的任務(wù)是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學(xué)科，是現(xiàn)代工程技術(shù)的重要基礎(chǔ)。物理與技術(shù)從來就相互并存，相互交叉。《大學(xué)物理》是理工科院校學(xué)生的必修基礎(chǔ)課程，學(xué)好《大學(xué)物理》課程，對后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程是非常有益的。 先修課程：高等數(shù)學(xué)
六、 教學(xué)時數(shù)分配
七、教材及參考書 1朱峰 《大學(xué)物理》 清華大學(xué)出版社 2 程守洙 江之永主編 《普通物理學(xué)》 高等教育出版社 3 劉克哲編 《物理學(xué)》 高等教育出版社 4 嚴導(dǎo)淦 《物理學(xué)》 高等教育出版社 5 吳百詩主編 《大學(xué)物理》 科學(xué)出版社 6 馬文蔚主編 《物理學(xué)》 高等教育出版社 八、主要教學(xué)方法與媒體要求 本課程集中在一學(xué)期講解。 教學(xué)過程中，以中學(xué)物理為起點，注意知識銜接，避免簡單重復(fù)。尤其要充分運用高等數(shù)學(xué)工具，注意訓(xùn)練學(xué)生運用已掌握的高等數(shù)學(xué)知識來表達物理規(guī)律，分析和處理物理問題，使學(xué)生感到在大學(xué)物理課的學(xué)習中，學(xué)到了新知識、新思想、新方法。在教學(xué)過程中注意傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體教學(xué)手段相結(jié)合，采用靈活多樣的培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習物理的興趣。 1. http://202.192.168.54/dxwl/ 物理學(xué)教學(xué)網(wǎng)站 2. http://202.202.43.238/luomyweb/index.asp 物理教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 3. http://www.cern.net.cn/bookshop/list.asp?id=294 中國教育資源網(wǎng) 4. http://www.aapt.org/ 美國物理教師協(xié)會網(wǎng)站 5. http://mazur-www.harvard.edu/education/educationmenu.php 哈佛大學(xué)物理教學(xué)網(wǎng)站 十 、其它 考核方法： 期末考試成績與平時作業(yè)、答疑、測試成績相結(jié)合，要體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力。 本課程通過兩方面進行考核：作業(yè)與論文報告， 30%左右；閉卷考試，70%左右。 內(nèi)容主要是重點掌握和一般掌握的內(nèi)容和綜合能力。 制 訂：力熱教研室 執(zhí)筆人：夏從新 張延明 審定人：朱遵略 |
