大学物理教学大纲

1、附件：本科教学大纲（ 大学物理 专业课程）河南警察学院教务处编目 录（2号、加粗）（以下为4号字）课程名称 （页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）课程名称（页码）说明：各专业根据专业课程情况，自行添加。 大学物理 教学大纲 适用专业： 刑技 交管 教学对象： 本科 教学时数： 72学时 执笔人： 李东玮 审定人： 周静 大学物理 教学大纲 课程课时分配：章次题目教学时数第一章质点运动 时间 空间4第二章力 动量 能量6第三章刚体的定轴转动4第四章气体动理论6第五章热

2、力学基础6第六章静电场8第七章恒定磁场8第八章电磁感应 电磁场4第九章振动学基础3第十章波动学基础3第十一章波动光学8第十二章波和粒子4第十三章习题课8总计72一、【课程性质、目的和要求】 一、课程简介物理学是研究物质世界中最普遍、最基本的运动形式及其相互转化规律的科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，广泛应用于工程技术各个部门。可以预见，21世纪科学技术的进步，必须在极大程度上依赖物理学的发展。同时，物理学又是一门重要的素质教育课程，它所体现的科学的思维方式以及认识论和方法论对人才的文化修炼、素质和能力的培养以及知识构成举足轻重。本课程为河南警察学院刑事技术系和交通管理系本科必修的专业

3、基础课，主要讲授内容：力学部分：介绍质点的运动，牛顿运动定律，力学中常见的力，机械能守恒定律，动量守恒定理，角动量守恒定律；电磁学部分：介绍静电场的基本性质，电流与恒磁场的物理量和基本规律，电磁感应基本性质和规律；振动与波动部分：介绍简谐振动、简谐振动的合成、分解，波的产生和传播、波的干涉、多普勒效应；波动光学部分：介绍光的传播、干涉、衍射和偏振；量子物理基础等。二、教学目的和基本要求物理学是整个自然科学的基础，是高等理工科教育的重要组成部分，物理课是信息学院各专业的一门重要的必修基础课。本课程所阐述的物理学基本知识、基本概念、基本规律和基本方法，不仅使学生继续学习专业课程和其他科学技术的基础

4、，而且也是培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力的重要内容。通过对本课程的教学，使学生对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面和系统的认识和正确的理解，将微积分知识具体地、灵活地应用于物理问题之中，培养学生分析、解决实际问题的能力，并为后继课程的学习打下坚实的基础。二、【教学内容、要点和课时安排】第一章 质点运动 时间 空间（教学时数 4）教学目的：1了解大学物理课程的地位、作用、学习方法和教学要求，了解物理学的研究对象及其分类；2了解质点、参考系、坐标系、惯性参考系的概念；3理解位移、位矢、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;4掌握直角坐标

5、系计算质点作空间运动时的速度、加速度；掌握自然坐标系，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。5了解惯性系和非惯性系的基本概念；了解非惯性系和惯性力的概念；理解质点的相对运动问题。教学重点：1位置矢量、位移、速度、加速度、角速度和角加速度的概念；2直角坐标系计算质点作空间运动时的速度、加速度；掌握自然坐标系，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；教学难点：1位置矢量、位移、速度、加速度四个物理量概念；2自然坐标系，角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度的概念；第一节 质点的运动学描述之一一、质点、参考系二、位置矢量三、位移和路程四、速度与

6、速率五、加速度第二节 质点的运动学描述之一一、直角坐标系二、平面极坐标系三、自然坐标系第三节 经典时空观极其局限性一、伽利略相对性原理二、洛仑兹变换本章基本概念：质点、参考系、坐标系、惯性参考系、位移、位置矢量、速度、加速度、角速度、角加速度、万有引力、弹性力、摩擦力、惯性力。本章思考题与习题：610题第二章 守恒定律（教学时数 6）教学目的：1理解力学中常见的几种力，掌握牛顿三定律及其应用；2掌握功和功率的概念，正功和负功的物理意义；会计算功和功率；3掌握保守力作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。了解势能曲线；4理解动量、碰撞的概念；掌握质点的动能定理、动量定理以及动量

7、守恒定律；理解质点的力矩、角动量（动量矩）概念、角动量定理和角动量守恒定律；并能用它们分析、解决质点运动的力学问题；掌握机械能守恒定律。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；教学重点：1力学中常见的几种力；2牛顿运动定律求解动力学问题。3. 质点动能定理及其应用；4保守力作功的特点与势能的概念；5机械能守恒定律及其适用条件；6冲量，动量守恒定律的内容和适用条件；教学难点：1牛顿三大定律及应用。2. 保守力作功的特点与势能的概念；3机械能守恒定律及其适用条件；4动量守恒定律的内容和适用条件；第一节 牛顿运动定律一、牛顿第一定律二、牛顿第二定律三、牛顿第三定律

8、第二节 动量守恒定律一、动量和动量定律二、质点系的动量定理和质心运动定理三、动量守恒定律第三节 功 动能定理一、功和功率二、动能和动能定理第四节 功能原理 机械能转化和守恒定律一、势能二、机械能守恒定律本章基本概念：功、功率、动能、势能、保守力、机械能、动量、冲量、质心。本章思考题与习题：610题第三章 刚体力学（教学时数 4）教学目的：1了解刚体的平动和转动；2理解转动惯量概念；掌握刚体绕定轴转动的转动定律；3会计算力矩的功、转动动能；掌握刚体定轴转动中动能定理和功能原理。教学重点：1 刚体绕定轴转动的转动定律；2 刚体定轴转动中动能定理和功能原理。教学难点：·1 转动惯量的计算；

9、2 转动定理的应用。第一节 定轴转动转动定律一、 平动和转动二、 刚体的定轴转动第二节 定轴转动角动量守恒定律一、 刚体的转动动能二、 刚体的转动惯量三、 力矩作的功四、 动能定理五、 转动定理本章基本概念：平动、转动、转动惯量、惯性参考系、位移、位置矢量、速度、加速度、角速度、角加速度、万有引力、弹性力、摩擦力、惯性力。本章思考题与习题：24题第四章 气体动理论（教学时数 6）教学目的1、明确压强、温度和内能的微观本质，懂得统计方法的特点2、理解自由度的概念和能均分定理，并能用来计算理想气体的内能3、明确麦克斯韦速率分布定律的意义，了解三种速率的意义及其表达式4、了解气体的迁移现象 教学重点

10、1、气体分子运动论的基本概念，压强、温度的统计意义2、能均分定理 理想气体的内能3、麦克斯韦速率分布4、分子碰撞和平均自由程5、气体的迁移现象作业与思考：问题 4、5、7、8、9、13习题 1、2、4、5、9、14、21 第五章 热力学基础（教学时数 6）教学目的1、理解功、热量、和内能三个概念的含义及其区别。2、理解热力学第一定律的意义，掌握其数学表达式3、了解理想气体的等体、等压、等温和绝热过程，并能计算每个过程的功、热量和内能的变化教学重点1、热量和功 2、热力学第一定律 内能3、理想气体的等体、等压过程4、理想气体的等温和绝热过程作业与思考：问题 1、2、5、8、12、18、19习题

11、1、2、3、4、8、13第六章 静电场（教学时数 8）教学目的：1理解电荷的量子化、电荷守恒定律；了解电场线、等势面的概念；理解电势和电势差的概念，理解电场力作功的特点；2掌握静电场的基本性质、电场强度和电势的概念以及电场强度和电势的叠加原理；3掌握用积分的方法计算电场强度；掌握电势的两种计算方法；4掌握电势与电场强度的积分关系，理解其微分关系。能计算一般问题中的电场强度和电势；5掌握静电场的基本规律：库仑定律、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；6掌握利用电势来求电场强度的分布的计算方法；7理解静电感应和静电平衡条件；了解静电屏蔽及其应用；掌握静电平衡条件下导体上电荷

12、的分布的特点；8掌握电容器的概念和特殊情况下电容器的计算；掌握电容器的串联和并联的特点；了解电介质对电容的影响和相对电容率的概念；9理解电介质的极化机理和电介质中的极化电荷和自由电荷的关系；掌握电极化强度的物理意义；掌握有电介质时的高斯定理。教学重点：·1电场强度概念及其计算；2电势的概念及其计算；3高斯定理、环路定理及应用；4电容和电容的计算；5有电介质时的高斯定理。教学难点：1库仑定律、高斯定理及应用；2电势、电场强度的概念及计算方法，以及它们之间的关系；3电介质极化机理；电极化强度以及极化电荷和自由电荷的关系；4电容和电容计算；5有电介质时的高斯定理。第一节 电荷和库仑定律一、

13、电荷二、库仑定律第二节 电场和电场强度一、电场二、电场强度第三节 高斯定理电场线，电通量，高斯定理，闭合曲面。第四节 电势及其与电场强度的关系一、静电场属于保守场二、电势能、电势差和电势三、电势的计算四、等势面第五节 静电场中的金属导体一、金属导体的静电平衡二、导体表面的电荷和电场三、导体空腔的性质四、导体静电平衡性质的应用第六节 电容和电容器一、孤立导体的电容二、电容器三、电容的计算四、电容器的联接第七节 静电场的电介质一、电介质的极化二、极化强度矢量三、极化强度与极化电荷间的关系四、极化电荷对电场的影响五、电介质存在时的高斯定理电介质存在时的高斯定理，电感应强度矢量（电位移矢量）。六、边界

14、条件本章基本概念：电荷、电场强度、电通量、高斯定理、电势、电势差、静电平衡、电容、电介质、极化电荷、电介质极化。本章思考题与习题：610题第七章 恒定磁场（教学时数 8）教学目的：1掌握电流强度和电流密度的概念及其计算方法；了解电流的连续性方程和稳恒条件；掌握电阻率的公式和电阻的计算方法；掌握欧姆定律的微分形式；掌握电源和电动势的概念；2了解磁感应线的物理意义；理解磁通量的物理意义及计算方法；理解磁场的基本性质和磁感应强度的基本概念；掌握毕一萨定律的物理意义，能计算一些简单问题中的磁感应强度；3掌握稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。重点是用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法；4掌

15、握安培定律和洛仑兹力公式；掌握磁场对载流线圈的作用的磁力矩的物理意义及其计算方法，会计算安培力、洛伦兹力的大小；能分析点电荷在均匀电磁场（包括纯电场、纯磁场）中的受力和运动；了解霍耳效应；5了解磁介质及其分类；了解磁介质的磁化机理，理解磁化强度的物理意义；了解铁磁质的物理性质，磁化曲线和磁滞回线的物理意义。掌握磁场强度H的概念，物理意义，与之间的关系；掌握磁介质中的高斯定理和安培环路定理；会计算介质作均匀规则分布时的场强。教学重点：1电流密度；2磁感应强度的定义；3毕一萨定律及其应用；4安培环路定律及应用；5安培力、洛伦兹力的计算6磁场强度，磁介质的安培环路定律。教学难点：1磁感应强度的定义；

16、2毕一萨定律及其应用；3安培环路定律及应用；4安培力、洛仑兹力的计算；5磁介质的安培环路定律。第一节 恒定电流条件和导电规律一、电流强度和电流密度二、电流的连续性方程和恒定电流条件三、导体的电阻四、欧姆定律五、电功率和焦耳定律六、电动势第二节 磁场和磁感应强度一、磁现象二、磁感应强度三、磁感应线和磁通量第三节 毕奥_萨伐尔定律电流元，毕奥_萨伐尔定律第四节 磁场的高斯定理和安培环路定理一、磁场的高斯定理二、安培环路定理第五节 磁场对电流的作用一、安培定律二、两平行长直电流之间的相互作用三、磁场对载流线圈的作用第六节 带电粒子在磁场中的运动一、洛伦兹力和粒子的运动方程二、带电粒子在匀强磁场中的运

17、动三、带电粒子比荷的测定四、霍耳效应本章基本概念：电流、电阻、欧姆定律、电动势、洛伦兹力、磁感应强度、毕奥_萨伐尔定律、安培环路定理、安培定理、洛伦兹力、霍耳效应、磁介质本章思考题与习题：68题第八章 电磁感应 电磁场（教学时数 4）教学目的：1理解电动势基本概念，掌握法拉第电磁感应定律与愣次定律，并能熟练应用法拉第电磁感应定律分析研究电磁感应现象；2理解产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力，掌握动生电动势的计算方法；3理解产生感生电动势的非静电力是变化的磁场，掌握感生电动势的计算方法；4掌握自感与互感概念的物理意义，并能熟练计算自感电动势与互感电动势，自感系数与互感系数；了解自感与互感的应用，

18、会分析自感与互感现象；5理解磁场能量概念，熟练计算磁场的能量；6掌握位移电流的概念，理解全电流安培环路定律；7理解电磁场概念和麦克斯韦方程组的物理意义。教学重点：1法拉第电磁感应定律和愣次定律；2动生电动势；3感生电动势；4自感电动势，自感系数；5互感电动势，互感系数；6位移电流。教学难点：1法拉第电磁感应定律和愣次定律；2动生电动势；3感生电动势；4位移电流。第一节 电磁感应及其基本规律一、电磁感应现象二、电磁感应定律三、感应电动势第二节 互感和自感一、互感现象二、自感现象*第三节 涡流和趋肤效应涡流，趋肤效应第四节 磁场的能量磁场能量密度，磁场能量第五节 超导体的电磁特性（自学）零电阻性，

19、临界磁场，迈斯纳效应，同位素效应。第六节麦克斯韦电磁理论一、位移电流二、麦克斯韦方程组本章基本概念：电磁感应、电动势、动生电动势、感生电动势、互感、自感、涡流、趋肤效应、位移电流、偶极振子、电磁波谱。本章思考题与习题：58题第九章 振动学基础（教学时数 3）教学目的：1掌握描述简谐运动的特征量振幅、周期、频率、相位的物理意义，并能熟练地确定振动系统的特征量，从而建立简谐运动方程；2理解描述简谐运动的旋转矢量方法与图示法的特点，并会应用于简谐运动规律的讨论与分析；3掌握同方向、同频率简谐运动的合成规律，了解同方向不同频率、垂直方向不同频率简谐运动合成规律，了解拍现象；教学重点：1简谐振动振动的动

20、力学方程和运动学方程；2矢量图解法；3简谐振动的合成；教学难点：1简谐振动的基本特征、矢量图解法；2简谐振动合成的一般规律；第一节 简谐振动一、简谐振动的基本特征二、描述简谐振动的特征量三、简谐振动的矢量图解法四、简谐振动的能量第二节 简谐振动的叠加一、同一直线上两个同频率简谐振动的合成二、同一直线上两个频率相近的简谐振动的合成三、两个互相垂直的简谐振动的合成四、振动的分解第三节 阻尼振动、受迫振动和共振（自学）一、阻尼振动二、受迫振动三、共振本章基本概念：·简谐振动、振幅、周期、相位、线性回复力、拍、利萨如图、阻尼振动、受迫振动、共振本章思考题与习题：46题第十章 波动学基础（教学

21、时数 3）教学目的：1掌握波的基本概念及其产生条件；掌握平面简谐波的波函数的物理意义，并能够根据问题的条件建立波函数；2理解波的叠加原理和惠更斯原理；3了解波的干涉现象和规律；掌握波的干涉原理和干涉公式；理解驻波形成的条件和特点，建立半波损失的概念；了解多普勒效应及其频率改变公式。教学重点：1波动的形成及描述波动的物理量；2波函数；3波的干涉原理和干涉公式；4驻波；教学难点：1波动的基本概念，平面简谐波的波函数；2波的干涉现象和规律。第一节波动的基本概念一、波的产生和传播二、关于波动的基本概念三、波动所遵从的基本原理第二节 简谐波简谐波，平面简谐波，波函数。第三节 波的干涉一、波的干涉现象和规

22、律二、驻波第四节 多普勒效应多普勒效应，多普勒效应的频率改变公式。本章基本概念：横波和纵波，波线和波面，波速，波长，波的周期和频率、简谐波、波函数、干涉、驻波、多普勒效应；本章思考题与习题：46题第十一章 波动光学（教学时数 8）教学目的：1掌握光的相干条件，了解获得相干光的两种方法；掌握光程和光程差的概念，理解光程差和相位差的关系；能分析、计算双缝、多缝的干涉问题以及薄膜的等倾、等厚干涉问题；了解半波损失产生的规律；了解迈克耳逊干涉仪的工作原理；2了解光的衍射现象；理解惠更斯菲涅耳原理，理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禾费衍射条纹分布的影响。理解圆孔衍

23、射艾里斑公式，并能用来分析光学仪器的分辨率；3掌握光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。了解X射线的衍射；4了解自然光、偏振光和部分偏振光的基本概念，理解马吕斯定律及布儒斯特定律。了解双折射现象。了解线偏振光和圆偏振光的获得方法及检验方法。了解1/4和1/2波片的作用。理解偏振光的干涉现象；5了解旋光现象，理解光的吸收、色散及散射的概念。教学重点：·1光程和光程差2分波前干涉：杨氏双缝干涉3半波损失4分振幅干涉：等倾干涉；等厚干涉；牛顿环；5单缝、圆孔衍射。6偏振光和部分偏振光的概念教学难点：1杨氏双缝干涉和薄膜干涉的原理、干涉现象的规律，2单缝、圆孔和光栅的夫琅禾费衍射的规律。3偏振的概念第一节 光波及其相干条件一、光波二、光程三、相干条件四、获得相干光波的方法第二节 光的干涉一、分波前干涉二、分振幅干涉第三节 光的衍射一、惠更斯-菲涅耳原理和衍射现象分类二、单缝和圆孔的夫琅禾费衍射三、衍射光栅四、衍射规律的应用第四节 光的偏振一、自然光、线偏振光和部分偏振光二、偏振光的获得和检测第五节 旋光现象（自学）旋光性，旋光物质，旋光现象第六节 光的吸收、色散和散射（自学）光的吸收，普遍吸收，选择吸收，吸收光谱，光的色散，光的散射，瑞利散射，拉曼散射。本章基本概念：光程、干涉、衍射、偏