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- 10 -烟台南山学院 理学院大学物理学教学合同第一部分 课程基本信息一、课程与教师课程代码：0100010 课程名称：大学物理学（上册、下册）课程类型：选修 课程学分：4学分 授课学期：2009年春季 先修课程：高等数学授课教师：于全训 教授 办公室：东海校区63#C205电 话电 邮： 咨 询：周五.授课时间、地点及授课对象： 周一。56节、63#C203. 上课班级：200414001.周三、910节、63#C103. 上课班级：200414001.课程协调人：王关生老师 ；王茜娜老师. 课代表： 办公室：东海校区63#A205 课代表：电 话 邮： 二、课程描述物理学是研究物质最基本最普遍的运动形式及其规律和物质世界基本结构的学科。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，广泛地应用于生产技术的各个部门。它是许多自然科学和工程技术的基础，是工科各专业的一门必修公共基础课。物理课程的任务，一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础，另一方面，使学生初步学习到科学的思想方法和研究问题的方法。这些都起着开阔思路、激发探求和创新理念、增强适应能力、提高人才素质的重要作用。学好本课程不仅对学生后继课程的学习十分重要，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，都将发生深远的影响。由于本课程是在低年级开设的，因而它对学生树立正确的学习态度，掌握科学的学习方法，培养独立获取知识的能力，以尽快适应大学阶段的学习规律等方面也起着重要的作用。此外，学习和掌握物理知识、物理思想和物理学的研究方法，还有助于培养学生辩证唯物主义世界观和方法论。通过本课程的教学，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，有比较全面和系统的认识：对本课程中的基本概念，基本理论和基本技能能够较正确的理解，并具有初步应用能力。在本课程的各个教学环节中，应注意对学生进行严肃的科学态度，严谨的科学作风和科学思维方法的培养和训练，应重视对学生能力的培养。三、应知应会目标本门课程是理工类各专业的重要基础理论课，通过努力、认真地学习，应： 1、理解有关的主要物理概念、基本掌握有关基础理论知识，为后继课程的学习以及就业所从事的工作对物理知识的需求铺垫基础。2、根据物理思想和物理概念，定性分析有关物理现象。3、基本掌握各章中主要的物理规律和基本的求解问题的方法，并能较熟练的运用。注释：（1）掌握：属较高要求。对于要求掌握的内容，学生应比较深入地清楚明了，并能熟练地用以分析和计算课程要求的有关问题。（2）理解：属一般要求。对于要求理解的内容应清楚明了，一般不要求推导，但能用以分析和计算课程要求的有关问题。（3）了解：属较低要求。对于要求了解的内容，应该知道所涉及问题的现象和有关实验，并能定性解释，知道与问题有关的物理量和公式的物理意义。一般不要求定量计算。 四、大学物理学内容目录和基本要求（一）内容目录1、力学（1）质点运动的定量化描述方法 坐标系的运用（2）牛顿运动定律及其应用 力学相对性原理（3）功及其计算 保守力 势能（4）动能定理 机械能守恒定律（5）动量定理和动量守恒定律（6）角动量定理与角动量守恒定律（7）刚体定轴转动动力学基本方程（8）定轴转动中的功能关系*（9）狭义相对论简介2、 静电学（1）电场强度及其计算（2）高斯定理及其应用（3）环流定理 电势 电势与电场强度的关系（4）静电场中的导体（5）电容和电容器（6）电流密度 电动势 电路上两点间的电势差（7）电介质简介3、稳恒磁场 （1）磁感应强度及洛仑兹力公式 （2）毕奥萨伐耳定律及其应用 （3）磁场的高斯定理 安培环路定理及其应用 （4）磁场对载流导线的作用 （5）带电粒子的运动 *（6）磁介质简介4、变化的电磁场（1）电磁感应定律 （2）动生电动势 * 感生电动势（3）自感和互感 磁场能量（4）* 麦克斯韦电磁场方程组简介 * 平面电磁波简介5、机械振动和机械波 （1）简谐振动 （2）简谐振动的合成 （3）平面简谐波 （4）波的能量 波的强度 *声强级 （5）波的叠加原理 波的干涉 *驻波简介 * 多普勒效应简介6、波动光学 （1）光的相干性 （2）双缝干涉 薄膜干涉 （3）光的衍射现象 （4）圆孔衍射 光栅衍射 （5）光的偏振现象 （6）反射和折射时的偏振现象 *（7）量子光学简介7、平衡态下分子热运动的统计规律 热力学定律（1）压强和温度的统计意义（2）理想气体的内能（3）热力学第一定律 循环过程（4）热力学第二定律*8、物理学基本原理在工程技术中的应用简介（二）基本要求0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。并提出学习要求与学习方法。 1. 力学（第1章第6章） (1) 掌握运动方程、速度、加速等描述质点运动的基本物理量。并能借助直角坐标系进行有关计算。理解切向加速度和法向加速度的物理意义，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。 (2) 了解质点的相对运动，理解伽利略相对性原理。 (3) 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质点动力学的简单问题。了解惯性系和非惯性系的基本概念。 (4) 掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。掌握保守力做功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。 (5) 掌握动能定理及机械能守恒定律、动量定理及动量守恒定律，理解角动量定理和角动量守恒定律。掌握守恒定律的守恒条件；理解运用它们分析、解决问题的思路和方法，能分析简单系统在平面内运动的力学问题。 (6) 理解刚体定轴转动的角量描述及有关概念，会计算匀变速转动的简单问题。 (7) 了解转动惯量概念。掌握刚体绕定轴转动的转动定律；理解刚体绕定轴转动情况下的角动量定理和角动量守恒定律。 (8) 会运用刚体定轴转动中动能定理和机械能守恒定律。(9) 了解狭义相对轮的时空特性，了解相对论的动量能量关系。2. 电磁学（第11章第17章） (1)掌握电场强度和电势的概念以及电场强度和电势的叠加原理。能计算基本问题中的电场强度和电势。 (2) 理解静电场的基本性质， 掌握静电场的高斯定理和环路定理，掌握用高斯定理计算电场强度的条件和方法。（3）了解电场强度和电势的关系。（4）掌握静电场中导体达静电平衡的条件并能分析讨论有关问题。（5）了解电容、电流密度、电动势等概念。（6）了解介质的极化和介质中静电场的规律。(7)理解电场能量密度概念并能计算有关问题。 (8) 掌握洛仑兹力公式，理解磁感应强度以及毕奥萨伐尔定律。能利用该定律计算一些简单问题中的磁感应强度。（9）理解稳恒磁场的基本性质，掌握磁场的高斯定理和安培环路定理，掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。 (10) 掌握安培力公式。能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长载流直导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电场、磁场中的受力和运动。 (11)了解磁场强度，了解介质中磁场的安培环路定理。（12）掌握法拉第电磁感应定律并会运用分析有关问题。（13）掌握动生电动势的概念，能根据其数学表达式进行有关计算。了解感应电场的性质。 (14) 理解自感系数和互感系数等概念，并能作简单计算。（15）理解磁场能量密度的概念并会做相应计算。 (16) 了解电磁场的传播方式与电磁波谱。3. 机械振动和机械波动（第7章第8章） (1) 理解简谐振动的基本特征，掌握简谐振动的定义式并能证明给定振动系统的简谐性。 (2) 理解简谐振动运动学方程中各量的物理意义，掌握相位的概念和简谐振动的旋转矢量表示法并会运用它们分析讨论有关问题。 (4) 理解同方向，同频率两个简谐振动的合成规律。了解同方向、不同频率以及互相垂直的两个简谐振动的合成规律。 (5) 理解机械波产生的条件。掌握建立平面简谐波的波动式的一般方法及波动式的物理意义。理解波形图线。（6）了解波的能量、波的强度以及声强级的概念。 (7) 了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的干涉性质，掌握相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。（8）了解弦线中的驻波和半波损失。5. 波动光学（第18章第20章） (1) 理解光的相干性及获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。能分析、计算较简单的双缝干涉以及薄膜的等厚干涉问题。 (2) 了解惠更斯菲涅耳原理，了解分析夫琅禾费单缝衍射条纹分布规律的方法。会分析和计算缝宽及波长对夫琅和费衍射条纹分布的影响。 (3) 了解圆孔衍射和光学仪器的分辨本领。（4）掌握光栅方程并会运用。（5）了解光的偏振现象。理解马吕斯定律并会运用。（6）了解反射和折射时的偏振现象，理解布儒斯特定律并会运用。6. 气体动理论及热力学（第9章第10章） (1) 了解气体分子热运动的物理图象。理解热力学第零定律的物理意义。能从宏观和统计意义上理解压强、温度等概念。理解系统的宏观量是微观量的统计平均值。 (2) 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，并会应用该定理计算理想气体的定压摩尔热容、定容摩尔热容和内能。 (5) 掌握功、内能和热量的概念。理解准静态过程（平衡过程）。掌握热力学第一定律。能分析、计算理想气体在等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环的效率。 (6) 了解热力学第二定律及其统计意义。五、授课计划授课学期：2009年春周次日期授课内容涵盖教科书必读章节备注022月23-271.质点运动的量化描述方法2.切向加速度和法向加速度度3.运动描述的相对性4. 牛顿定律的应用第1章 质点运动学1.1；1.2；1.3.第2章 质点运动定律要求：复习微积分作业题：1-1；1-2；1-3;2-2；2-14.思考题：1-1；1-6；2-2. 033月2-81.功及其计算；保守力、势能2.动能和动能定理3.功能原理 机械能守恒定律4.动量定理和动量守恒定律第3章 机械能和功第4章 动量和角动量4.1；4.3.作业题：3-2；3-4；3-13；4-3；4-8.思考题：3-1；4-4.043月9-151.碰撞问题2.角动量定理和角动量守恒定律3.刚体定轴转动运动学4.刚体绕定轴转动的转动定律第4章 动量和角动量4.4.第5章 刚体力学基础5.1；5.2.作业题：4-15；5-3；5-9；5-11. 思考题：4-4；5-2； 053月16-221.刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律2.定轴转动的功能关系3.库仑定律 电场强度及其计算第5章: 刚体力学基础5.2；5.3；5.4.第11章 静电场11.1；11.2；11.3.作业题：5-14；11-2；11-4；思考题：5-3；11-2.063.233.291.高斯定理及其应用2.环流定理 电势及其计算第11章:静电场11.4；11.5；11.6；11.7.作业题：11-9；11-14；11-15.思考题：11-2；11-6；11-9.073.304.51. 电势与电场强度的关系2. 静电场中的导体3. 电容和电容器4. 电动势 稳恒电场11.8第12章 导体电学12.1；12.2；12.4.作业题：12-3；12-9；.思考题：12-2；12-4；084.6-4.121.电介质的极化2.介质中静电场的规律3.静电场能4.磁场的描述5.毕奥-萨伐尔定律及其应用第13章 电介质13.1；13.3；13.5.第14章 稳恒磁场14.1；14.2.作业题：13-9；14-1；.094.13-4.191.高斯定理 安培环路定理2.磁场对载流导线的作用3.带电粒子的运动第14章 稳恒磁场14.3；14.4；14.5.作业题：14-4；14-11；14-15.思考题：14-1；14-2；14-3.0104.20-4.261.顺磁性和抗磁性2.磁场强度 介质中的安培环路定理3.电磁感应定律4.动生电动势第15章 磁介质15.3.第16章 变化的电磁场16.1；16.2.作业题：16-2；16-3.思考题：16-1.114.27-5.31.感应电场2.自感和互感3.磁场的能量第16章 变化的电磁场16.3；16.4；作业题： 16-9.16-13.思考题：16-3 125.4-5.101.简谐振动2.简谐振动的合成第7章 机械振动7.1；7.2.作业题：7-3；7-4；7-5.思考题：7-1；7-5.135.11-5.171.机械波的产生和传播2.平面简谐波第8章 机械波8.1；8.2；8.3作业题：8-2；8-5；8-7.思考题：8-1；8-2145.18-241.波的干涉 驻波 半波损失2.电磁波的性质3.光的相干性4.双缝干涉8.5*第17章 电磁波的性质第18章 光的干涉18.1；作业题：18-1；18-7.思考题：18-2155.25-5.311.薄膜干涉2.光的衍射现象18.2；18.3第19章 光的衍射19.1；作业题：18-919-1；19-5.思考题：19-3166.1-6.71.光栅衍射2.光的偏振现象3.反射和折射时的偏振现象19.2；19.3第20章 光的偏振20.1；20.2作业题：20-2；20-3.思考题：20-3176.8-6.141.压强和温度的统计意义2.理想气体的内能3.热力学第一定律 循环过程4.热力学第二定律第9章 平衡态与分子热运动的统计规律第10章 热力学定律186.15-21机 动196.22-6.28复 习206.29-7.5考 试六、讨论课计划周次日 期讨论课内容涵盖讨论课议题备 注033.2-3.8第1章：质点运动学第2章;质点运动定律1.试论述矢量函数微积分与标量函数微积分的异同2.举例说明质点运动学的两类基本问题3.总结运用牛顿运动定律解题的基本思路4.典型例题分析053.163.22第3章：机械能和功第4章：动量和角动量第5章：刚体力学基础1.试比较力学中三条守恒定律守恒条件的异同2.论述平动和转动的异同？3.分析讲解作业中出现的问题。084.6-4.12第11章：静电场第12章：导体电学1.讨论电高斯定理的物理意义及应用须注意的问题2.归结求解场强的几种方法3.通过查阅资料，论述静电平衡条件应用4.讨论作业中出现的问题104.20-4.26*第13章：电介质第14章：稳恒磁场1.总结直电流磁场分布的几种常见特例2.讨论安培环路定理的物理意义及应用须注意的问题3.作业中问题的分析讨论125.4-5.10第15章;磁介质第16章：变化的电磁场1.讨论电磁感应定律中的符号法则2.总结动生电动势的常见题型3.电磁感应的应用处处可见，你注意到了吗？4.解答作业中的问题155.25-5.31第7章：机械振动第8章;机械波1.试比较线谐振动、角谐振动、电磁谐振动的异同2.振动相位的概念很重要，在交流信号的学习中更是如此，谈谈你的理解3.讨论坐标原点的移动、计时起点的变动对波相位因子的影响4.作业问题分析讨论176.8-6.14第18章：光的干涉第19章;光的衍射第20章：光的偏振1.期末复习概要2.分组评议，评出学生的平日成绩七、到课要求1、为获得最大的学习效果，要求学生出席全部的讲授课及辅导课。无故缺课、迟到、早退都将被记录在点名册上，这将影响到学生的平日成绩。2、讲授课及讨论课章节内容的时空安排以及重点、难点的分析讨论与练习，请看授课计划、讨论课计划。3、要求学生在讨论课前将学习中遇到的障碍问题、直接或者通过课代表、以书面或口头方式向主讲教师或课程协调人提出。4、要求学生事先完成所需的阅读，有较充分地准备，以便在讨论课中做出贡献。八、教科书及主要参考书目1、 教科书：上海交通大学物理教研室编大学物理学（上册、下册）上海市上海交通大学出版社，2009年