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英文名称 ：University PhysicsⅠ 总学时数 ： 54 学 分 ： 3 课程性质： 必 修课程 适用专业 ： 生物类、心理学等专业 • 课程教学目标 通过大学物理课的教学，应使学生对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系，有比较全面和系统认识；对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解，并具有初步应用的能力。通过大学物理课的教学，应培养学生严肃认真的学习态度，掌握科学的学习方法，初步具有独立获取知识的能力。在大学物理的教学过程中，应逐步培养学生辩证唯物主义世界观。 • 课程的性质、目的和任务 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（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）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一切领域，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。大学物理以物理学基础知识为主要内容，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上的应用的初步知识等都是一个高级专门人才所必备的。因此，大学物理课程是我校非物理类学生的一门重要的必修基础课。 我校各理工类专业开设大学物理课的作用，一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础，以使其能对物质世界中最普遍、最基本的运动形式及其规律有一个较为系统的认识，增强学生在生产实践中的适应能力；另一方面，通过对大学物理课的学习，使学生初步学会科学的思想方法和研究问题的方法，以使他们开阔思路，激发探索和创新精神。学好大学物理课程，不仅对学生在校期间的学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术，不断更新知识都有深远的影响，因此，大学物理课程对提高我校培养人才的素质有着十分重要的作用。 总之，在大学物理课程的各个教学环节中，都要注意在传授知识的同时，着重培养学生分析问题、解决问题的能力。 • 课程教学的基本要求 教学内容的基本要求分三级：掌握、理解、了解。 1．使学生系统地掌握必要的物理基础知识，对课程中的基本概念、基本理论、基本方法能够有较全面和系统的认识与正确理解，认识一些物理学基本原理在现代科学技术中应用的方法。 2．能用物理知识定性、定量地分析一些基本和理想的物理现象和模型，能用基本的物理知识进行初步的演绎和推理。 3．了解一些物理学发展的历史及科学家的科学精神和态度，了解科学发展的曲折性和艰巨性。 4．初步培养学生科学的思想方法和研究问题的方法，培养学生的创新和探索 精神。 5 ．培养学生科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观。 • 课程教学内容 绪论 绪论应向学生介绍物理学的研究对象、方法、以及物理学与其它自然科学和工程技术关系。阐明大学物理课的特点，以及它在理工类各专业培养人才全局中的地位、作用和任务。 1 概述物理学的发展史、物理学涉及的领域、物理与技术 2 学习物理的目的、任务、方法和要求 3 用多媒体教学展示物理与新技术的关系及应用 第一章 质点运动学 2速度和加速度 3直线运动 4平面曲线运动 教学目的与要求： 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，能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。 重点： 位矢、速度、加速度、角速度、角加速度。 难点： 速度、加速度的计算，尤其是切向，法向加速度的计算。 小结：本章对质点运动的描述方法和相关物理量做了介绍，包括质点的直线运动和曲线运动。 第二章 质点动力学 2 动量 动量守恒定律 3 动能 动能定理 4 势能 机械能转化及守恒定律 教学目的与要求：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。掌握质点的动能定理和动量定理。掌握机械能守恒定律，动量定恒定律，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。 重点：牛顿运动定律的应用及适用条件，动量、动能、功、保守力、势能、两个守恒定律。 难点：牛顿运动定律的应用，势能的引入，守恒定律的适用条件及应用。 小结：本章介绍了质点动力学的基本定律—牛顿运动定律，并在此基础之上学习了相关的运动守恒定律，包括动能定理，动量守恒定律，机械能守恒定律等。 第三章 刚体定轴转动 2 刚体定轴转动的动力学 重点： 转动定律，角动量守恒定律。 难点： 转动惯量、转动定律应用，角动量及角动量守恒定律。 小结：本章介绍了刚体的概念以及刚体绕定轴转动所遵从的运动定律和动力学定律，即转动定律、 定轴转动刚体的角动量定理和角动量守恒定律。 第四章气体动理论 1 理想气体的压强和温度 2 能均分定理 理想气体的热力学能 3 麦克斯韦速率分布律 4 玻耳兹曼分布律 * 5 气体分子碰撞和平均自由程 * 教学目的与要求： 1. 了解气体分子热运动的图像。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. 了解气体分子的平均碰撞频率及平均自由程。 3.了解麦克斯韦速率分布律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，了解玻耳兹曼能量分布律。 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，并会应用该定律计算理想气体的内能。 重点： 理想气体状态方程，压强公式、温度公式，能均分定理，速率分布函数及其含义，平均自由程，内能。 难点： 压强公式、能均分定理，速率分布函数，平均自由程。 小结：本章介绍了气体动理论，根据假定的气体分子模型，运用统计方法，研究气体的宏观性质和规律，以及它们与分子微观量的平均值之间的关系，从而揭示这些性质和规律的本质。 第五章热力学基础 2 循环过程 卡诺循环 3 热力学第二定律 教学目的与要求： • 掌握功和热量的概念，理解准静态过程，掌握热力学第一定律，能分析、计算理想气体等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。 2.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。 重点：热力学第一定律、功、热量计算、定压、定体热容量、绝热过程、循环过程、热力学第二定律。 难点：功、热量计算、循环效率计算及其效率计算。 小结：本章介绍了气体的物态方程和热力学第一定律、第二定律，讨论了一些具体的热力学过程。 第六章 静电场 1 库仑定律 电场强度 2 高斯定理 3 电势 4 静电场中的导体和电介质 5 电容器 电场能量 教学目的与要求 ： 1. 掌握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。掌握电势与场强积分的关系，了解电场强度与电势梯度的关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。 理解导体静电平衡的意义和条件及导体上电荷分布的特点。理解电场能量密度概念，能计算一些简单对称分布电场中贮存的电能 。 。 重点： 高斯定理的应用，电势，电势差 , 静电平衡条件，电场的能量 。 难点： 任意带电体的场强计算公式 , 静电屏蔽 。 小结：本章对真空中的静电场描述方法、相关物理量和遵守的规律以及 导体和电介质中的静电场遵守的规律 做了介绍。 第七章稳恒磁场 1 磁场 磁感应强度 2 毕奥——萨伐尔定律 3 磁场的高斯定理和安培环路定理 4 磁场对运动电荷和载流导线的作用 5 介质中的磁场 教学目的与要求： 1. 掌握磁感应强度的概念，理解毕奥——萨伐尔定律并能利用它结合磁场叠加原理求简单情况下电流的磁场分布，特别是直线电流和载流直螺线管的磁场分布。 5. 了解 磁介质及磁化原理，了解磁化强度和磁化电流的概念，了解磁介质中磁场的规律，了解铁磁质的概念 。 难点： 毕奥——萨伐尔定律 。 小结：本章研究真空中的恒定磁场以及磁场对电流（运动电荷）的作用，在介绍描述磁场的重要物理量磁感应强度之后，着重讨论毕奥—萨伐尔定律、磁场的高斯定理、安培环路定理、洛仑兹力、安培定律以及它们的应用，同时介绍了介质中的磁场 。 第八章电磁感应电磁场 1 电磁感应的基本定律 2 动生电动势 感生电动势 3 自感 互感 磁场的能量 4 电磁场 麦克斯韦方程组 教学目的与要求： 1 掌握法拉第电磁感应定律和定律中负号的意义，能计算感应电动势并判断它的方向。 6了解麦克斯韦方程组积分形式及各方程的物理意义。 重点：法拉第电磁感应定律，楞次定律，动生电动势， 麦克斯韦方程组 。 难点：感生电场。 小结：本章主要讨论了 电磁感应现象及其基本规律。在这个基础上，分别对电磁感应的几种类型，包括自感和互感进行讨论，最后介绍了磁场的能量， 电磁场的物质性及电磁场的统一性和相对性 等内容 。 第九章振动学基础 1 简谐振动的定义 2 简谐振动的规律 3 简谐振动的合成 教学目的与要求 ： 1.要牢固掌握简谐振动的规律，深刻理解振幅、圆频率、相位和相位差等概念。 2.要求掌握谐振动的矢量表示法，并能应用它来研究振动的合成问题。 重点： 简谐振动，简谐振动的合成 。 难点： 简谐振动的合成 。 小结：本章从讨论 简谐振动的基本规律入手，进而讨论振动的合成问题 。 第十章波动学基础 1 机械波的产生及描述 2 平面简谐波 3 波的衍射和干涉 教学目的与要求 ： 1.要求学生充分理解振动与波动的区别与联系。 2.要牢固掌握平面简谐波的规律，并能较熟练地进行有关计算。 重点： 机械波的产生和传播，平面简谐波 。 难点： 波的衍射 。 小结：本章主要讨论 机械波的特征和基本规律以及 平面简谐波、波的衍射和干涉 。 第十一章 波动光学 1光的本性光源 2光的相干性 光程和光程差 3分波阵面干涉 4薄膜干涉 5光的衍射 6光栅衍射 7圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领 * 8 光的偏振现象 教学目的与要求 ： 一、光的干涉 1.了解光的干涉现象，分析光波的叠加性和相干性的物理图像，突出相干条件及其实现的方法。 2.掌握光程的概念，明确光程差与相位差的关系。 3.引出“半波损失”的概念，讲述等倾干涉与等厚干涉的区别，重点掌握等厚干涉的规律及其应用。 二、光的衍射 1.了解光的衍射现象，阐明惠更斯—菲涅耳原理的物理思想。 2.说明干涉和衍射的区别和联系。 3.讨论人眼、显微镜和望远镜的分辨本领。 三、光的偏振 1.阐明自然光、平面偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的概念及其检验方法。 2.了解反射、折射和二向色性晶体所产生的偏振光。 重点： 光的干涉，光的衍射，光的偏振 。 难点： 光的衍射 ， 光的偏振 。 小结：本章主要通过光的干涉、衍射和偏振现象讨论光的波动性。 第十二章 狭义相对论基础 1 狭义相对论基本原理 洛仑兹坐标变换式 2 狭义相对论时空观 3 狭义相对论动力学基础 教学目的与要求：了解狭义相对论的两个基本假设；了解洛仑兹变换；了解狭义相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀的概念，了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论的时空观以及二者的差异。理解狭义相对论的质速关系、质能关系。 重点：同时性的相对性、长度收缩和时间膨胀。 难点：用相对论的时空观分析、计算有关的简单问题。 小结：本章介绍了狭义相对论的两个基本假设，讨论了狭义相对论的时空观，并与经典力学时空观作了比较，学习了狭义相对论动力学基础。 注：本大纲标注“ *”部分可以根据实际情况进行取舍。 •本课程与其它课程的关系 现代的物理学是一门理论和实验高度结合的精确学科。它的任务是探讨物质结构和运动基本规律的学科，是现代工程技术的重要基础。物理与技术从来就相互并存，相互交叉。《大学物理》是理工科院校学生的必修基础课程，学好《大学物理》课程，对后续专业基础课程和专业课程是非常有益的。 先修课程：高等数学 六、教学时数分配
七、教材及参考书 1朱峰 《大学物理》 清华大学出版社 2 程守洙 江之永主编 《普通物理学》 高等教育出版社 3 刘克哲编 《物理学》 高等教育出版社 4 严导淦 《物理学》 高等教育出版社 5 吴百诗主编 《大学物理》 科学出版社 6 马文蔚主编 《物理学》 高等教育出版社 八、主要教学方法与媒体要求 本课程集中在一学期讲解。 教学过程中，以中学物理为起点，注意知识衔接，避免简单重复。尤其要充分运用高等数学工具，注意训练学生运用已掌握的高等数学知识来表达物理规律，分析和处理物理问题，使学生感到在大学物理课的学习中，学到了新知识、新思想、新方法。在教学过程中注意传统教学方法和多媒体教学手段相结合，采用灵活多样的培养学生学习物理的兴趣。 1.http://202.192.168.54/dxwl/物理学教学网站 2.http://202.202.43.238/luomyweb/index.asp物理教学网络系统 3.http://www.cern.net.cn/bookshop/list.asp?id=294中国教育资源网 4.http://www.aapt.org/美国物理教师协会网站 5.http://mazur-www.harvard.edu/education/educationmenu.php哈佛大学物理教学网站 十、其它 考核方法： 期末考试成绩与平时作业、答疑、测试成绩相结合，要体现学生的综合能力。 本课程通过两方面进行考核：作业与论文报告， 30%左右；闭卷考试，70%左右。 内容主要是重点掌握和一般掌握的内容和综合能力。 制 订：力热教研室 执笔人：夏从新 张延明 审定人：朱遵略 |
