工程认证《大学物理》课程教学大纲

1、大学物理课程教学大纲、课程基本信息课程名称大学物理University Physics课程代码01119061课程性质必修开课单位智能制造学院课程负责人课程团队陈会伟、牛海春、张玉良、李华光、陈仲林授课学期2学分/学时4/64课内学时64理论64实验0实践 0集中 实践000课外学时0适用专业电气工程及其自动化、电子信息工程、船舶与海洋工程、车辆工程、机 械设计制造及其自动化、机器人工程授课语言中义先修课程高等数学I/II后续课程理论力学、电路课程思政 设计贯彻党的教育方针，在党的领导下，加强与思政课教师的交流、沟 通和协作；结合我们的教学实践，采用线上、线下相结合的方法，对学 生进行教育和引

2、导，不断拓展学生思想政治教育的渠道和空间。课程介绍大学物理是机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化、 电子信息工程、船舶与海洋工程、车辆，程、机器人工程等专业的一门 科学素养必修课，共64学时。物理学是研究物质的基本结构、基本运动 形式和相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域， 应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。以物理学基础为内容的大学物理是高等学校理工科各专业学 生一门重要的通识性必修基础课。 本课程所教授的基本概念、 基本理论 和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个科学工作者和 工程技术人员所必备的。大学物理在为学生系统地打好必要的

3、物理基础，培养学生树立 科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索 精神和创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标本课程内容对于提高学生科学素养，培养学生的科学思想和方法论，开阔思 路、激发探索和创新精神、提高人才素质起到积极作用，既为学生进一步学习专 业知识打下必要的物理学基础，也为学生将来接受、应用和管理高新技术提供必 要的基础。学生学完本课程应达到以下基本要求：目标1:逐步掌握科学的学习方法，阅读并理解相当于大学物理水平的物理类教 材、参考书和科技文献，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结 构；能够写出有条理清

4、晰的读书笔记、小结或论文。目标2:运用物理学的基本理论和基本观点，通过观察、演绎、归纳、科学抽象、 类比联想等方法培养学生发现问题和提出问题的能力， 并对所涉问题有一定的理 解，判断研究结果的合理性。目标3:根据物理问题的特征、性质以及实际情况，抓住主要矛盾，进行合理的 简化，建立相应的物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述， 运用所学 的物理理论和研究方法进行分析、研究。目标4:在教学过程中培养学生一定的独立思考、分析和解决基本的物理学问题 的能力，从知识上和方法上为学习后继课程和从事科学技术研究与应用打下良好 基础。序 号毕业要求支撑毕业要求指标点程度课程目标11.工程知识1-2能够

5、应用自然科 学和工程基础知识对 相应知识进行建模和 分析。H目标1:逐步掌握科学的学习方法， 阅读并理解相当于大学物理水平的 物理类教材、参考书和科技文献， 不断地扩展知识面，增强独立思考 的能力，更新知识结构；能够写出 有条理清晰的读书笔记、小结或论 文。21.工程知识1-4针对电气领域的 复杂工程问题，能够 综合运用数学、自然H目标2:运用物理学的基本理论和基 本观点，通过观察、演绎、归纳、 科学抽象、类比联想等方法培养学 生发现问题和提出问题的能力，并 对所涉问题有一定的理解，判断研科学、工程基础和专 业知识进行分析和计 算。究结果的合理性。32.问题分析2-1能够应用数学、自 然科学和

6、工程科学的 基本原理，识别与判 断电气领域复杂工程 问题，并结合专业知 识进行启效分解。M目标3:根据物理问题的特征、性质 以及实际情况，抓住主要矛盾，进 行合理的简化，建立相应的物理模 型，并用物理语言和基本数学方法 进行描述，运用所学的物理理论和 研究方法进行分析、研究。44.研究4-1针对电气领域的 复杂工程问题，能够 应用科学原理并采用 科学方法对建模、仿 真和实验进行研究。L目标4:在教学过程中培养学生f 的独立思考、分析和解决基本的物 理学问题的能力，从知识上和方法 上为学习后继课程和从事科学技术 研究与应用打下良好基础。、教学内容及进度安排序 号教学内容学生学习 预期成果课内 学

7、时教学 力式支撑 课程目标第一章质点运动学教学内容：1 .参考系和坐标系 质点；2 .质点运动的描述；3 .圆周运动。教学重点：1 1.运动的相对性和绝对性；2 .运动描述形式；3 .描述运动的物理量的理解 及其应用。教学难点：1.物理概念的矢量表示及计 算。通过本章的学习， 使学生理解物体的质 点模型及运动描述的 相对性；掌握质点的运 动方程和轨道方程；掌 握圆周运动中的角速 度、角加速度、切向加 速度、法向加速度。6讲授课程目标1、 2、 3、4第二章牛顿运动定律2 教学内容：1.牛顿运动定律的内容；通过本章的学习， 使学生理解牛顿二个 运动定律的物理意义；2讲授课程目标1、 2、 3、4

8、2 .主动力和被动力；3 .牛顿运动定律的应用。教学重点：1 .牛顿二定律的理解及其应 用；2 .牛顿二定律的适用条件。教学难点：1.求解一维变力作用卜质点 的运动。理解牛顿定律的适用 范围。第三章 运动中的守恒定律教学内容：1 .质点的动量动量定理；2 .质点系的动量定理、质心 运动定理和动量守恒定律；3 .变力作功；4 .质点和质点系的动能定理；5 .保守力与非保守力势能；6 .功能原理机械能守恒定 律；7 .角动量 角动量守恒定律。3 教学重点：1 .惯性力的理解；2 .力学的相对性原理；3 .变力的功，保守力的功；4 .保守力场中与位置有美的 能量势能；5 .质点和质点系的动能定 理；

9、6 .机械能和能量守恒定律；7 .动量定理，动量守恒；8 .碰撞的力学处理方法；教学难点：1.动量守恒定律、机械能守 恒定律的成立条件及综合应用。通过本章的学习， 使学生理解动量定理 并熟练应用；掌握动量 守恒定律并熟练应用； 理解功的概念；掌握变 力做功的求解；掌握动 能定理并熟练应用；理 解保守力与非保守力 做功的特点；理解势 能；理解并熟练应用功 能原理及机械能守恒 定律；理解能量守恒定 律。10讲授课程目标1、 2、 3、4第四章刚体的定轴转动教学内容：1 .刚体运动的描述；2 .刚体定轴转动的转动惯 且 里；3 .刚体定轴转动的动力学规 律。教学重点：1.刚体的特点；通过本章的学习，

10、 使学生理解刚体的概 念，刚体定釉转动的特 点及其角量描述；掌握 刚体的角动量，转动惯 量，作用于刚体上的力 矩；掌握刚体的定轴转 动定律，定轴转动刚体 的角动量定理，定轴转4讲授课程目标1、 2、 3、42 .刚体的定轴转动所遵循的 物理规律；3 .刚体定釉转动的角动量定 理、角动量守恒定律、功能原理 及其机械能守恒定律；4 .转动惯量的物理含义。教学难点：1.角动量守恒定律和机械能 守恒定律的成立条件及综合应 用。动刚体的角动量守恒 定律；掌握刚体的转动 动能，力矩的功，定轴 转动刚体的动能定理， 刚体的重力势能，刚体 定他转动的功能原理 和机械能守恒定律。第五章气体动理论教学内容：1 .

11、气体状态参量平衡态理 想气体的状态方程；2 .物质的微观模型分子热 运动和统计规律；3 .理想气体的压强公式和温 度公式；4 .能量均分定理理想气体 的内能；5 .麦克斯韦气体速率分布律 气体分子热运动的速率分布规律教学重点：1 .描述气体状态的宏观状态 量（压强、温度、内能）的微观 解释；2 .统计规律的理解；3 .麦克斯韦分布律。教学难点：1 .统计规律的理解；2 .麦克斯韦分布律。通过本章的学习， 使学生理解气体动理 论的基本概念；理解气 体的状态参量、理想气 体的压强和温度等宏 观量的物理本质；掌握 能量均分定理，麦克斯 韦分布律等。4讲授课程目标1、 2、 3、4第六章热力学基础教学

12、内容：1 .热力学第f律；2 .热力学第f律的应用；3 .循环过程卡诺循环；4 .热力学第二定律。教学重点：1 .热力学第f律；2 .当理想气体状态发生变化 时，描述气体状态的物理量之间 的关系，等压、等容、等温过程；3 .绝热过程；循环过程；卡 诺循环；通过本章的学习， 使学生掌握热力学第 f 律，能熟练地应用 它分析、计算理想气体 在绝热过程中的功、热 量、内能改变量及循环 的经济性指标，理解热 力学第二定律的两种 叙述和它的统计意义。4讲授课程目标1、 2、 3、44.热力学第二定律。教学难点：1.当理想气体状态发生变化 时，描述气体状态的物理量之间 的关系，等压、等容、等温过程。第七章

13、静电场教学内容：1 .电荷库仑定律；2 .静电场 电场强度；3 .静电场的高斯定理；4 .静电场的环路定理；5 .电势；6 .静电场中的导体；7 .静电场中的电解质；8 .电容电容器。教学重点：1 .电场强度和电势的概念及 物理意义；2 .电逋量、电势能和电场力 的功的概念；3 .电场强度、电势的计算；4 .高斯定理和环路定理；5 .电容、电容器及其特点， 电容器的计算；教学难点：1 .静电场中启导体和电介质 存在时，导体和电介质本身所发 生的变化及其特点；静电场中有 导体和电介质存在时，电场分布 的特点及其规律；2 .应用高斯定理、微元积分 法计算电场强度和电势。通过本章的学习， 使学生掌樨

14、库仑定律、 电场强度、电场强度叠 加原理，理解电场概 念，能计算一些简单问 题中的电场强度；理解 电逋量概念，掌握高斯 定理并能分析计算简 单问题中的电场强度； 理解静电场环路定理； 理解电势能概念，掌握 电势概念及电势叠加 原理；能计算简单问题 中的电势。10讲授课程目标1、 2、 3、4第八章电流的磁场教学内容：1 .基本的磁现象；2 .磁场磁感应强度；3 .毕奥-萨伐尔定律；4 .稳恒磁场的高斯定理和安 培环路定理；5 .磁场对载流导线和载流线 圈的作用；6 .磁介质对磁场的影响；7 .铁磁质。教学重点：通过本章的学习， 使学生理解磁感应强 度的概念，了解毕奥一 萨伐尔定律；理解磁场 的

15、高斯定理；理解安培 环路定理并掌握用其 计算磁场、磁逋量；掌 握带电粒子在均匀电 磁场中的受力和运动； 理解霍尔效应；理解安 培力。8讲授课程目标1、 2、 3、41 .磁感应强度的概念；2 .毕奥-萨伐尔定律及其应 用；3 .稳恒磁场的高斯定理和安 培环路定理及其应用；4 .洛伦兹力和安培力概念及 计算。教学难点：1 .磁感应强度和磁逋量的计 算方法；2 .运动电荷在磁场中受力及 运动的规律；3 .磁场对联流导线的作用。第九章电磁感应教学内容：1 .电磁感应定律；2 .动生电动势和感生电动 势；3 .自感互感；4 .磁场的能量。教学重点：1 .法拉第电磁感应定律、楞 次定律的物理意义及其应用

16、；2 .动生电动势和感生电动势 及其计算；3 .自感和互感现象；4 .磁场的能量。教学难点：1 .法拉第电磁感应定律和楞 次定律；2 .动生电动势的计算。通过本章的学习， 使学生掌握法拉第电 磁感应定律，理解楞次 定律；理解电动势的概 念；理解动生电动势及 感生电动势的本质。4讲授课程目标1、 2、 3、4第十章振动和波教学内容：1 .简谐振动；2 .简谐振动的合成；3 .机械波的产生和传播；4 .平向简谐波的波动方程；5 .惠更斯原理 波的叠加和 干涉。教学重点：1 .简谐振动的动力学方程；2 .简谐振动的合成；3 .机械波的产生和传播；4 .平向简谐波；通过本章的学习， 使学生理解简谐振动

17、， 掌握描述简谐振动的 基本特征量；理解并熟 练应用旋转矢量法；理 解简谐振动的能量特 征；掌握同方向同频率 简谐振动的合成规律； 理解机械波产生的条 件，理解平向简谐波波 函数的物理意义；熟练 建立平面简谐波的波 函数，并会用波形曲线4讲授课程目标1、 2、 3、45.波的干涉。教学难点：1 .旋转矢量法，并能用以分 析肩关问题；2 .简谐振动的合成。分析和解决后美波动 问题。第章光的干涉和衍射 教学内容：1 .杨氏双缝干涉；2 .薄膜干涉；3 .光的衍射。教学重点：1.波的干涉。教学难点：1.应用相位差、波程差分析 确定相干波叠加后振幅加强、减 弱的条件。通过本章的学习， 使学生理解波的干

18、涉 原理及干涉的加强减 弱条件。4讲授课程目标1、 2、 3、4第十二章相对论教学内容：1 .伽利略变换经典力学的 相对性原理；2 .狭义相对论的基本假设 洛仑兹交换；3 .狭义相对论的时空观；4 .狭义相对论动力学基础。教学重点：1.爱因斯坦相对性原理和光 速不义原理。教学难点：1.同时性的相对性，时间延 缓，长度收缩等相对论效应。通过本章的学习， 使学生理解经典物理 学的成就及困难；理解 狭义相对论的两个基 本原理；理解同时性的 相对性、时间延缓及长 度收缩；了解质速关系 及狭义相对论的基本 方程.2讲授课程目标1、 2、 3、4第十三章量子物理学基础教学内容：1 .黑体辐射普朗克量子假

19、设；2 .光电效应；3 .纸普飒效应；4 .氢原子的波尔理论；5 .德布罗息波不确定关系；6 .波函数 薛定川方程；7 .量子力学中的氢原子。教学重点：1 .光电效应、康普颔效应的 实验规律及光子理论的解释；2 .不确定度关系；通过本章的学习， 使学生理解普朗克量 子假说；爱因斯坦光量 子假说；光电效应、康 晋顿效应的实验规律 及光子理论的解释；德 布罗意的物质波假设； 不确定度关系；波函数 及其统计解释；一维粒 子定态薛定川方程及 其应用；氢原子的能量 和角动量的量子化；电 子的自旋和四个量子 数。2讲授课程目标1、 2、 3、43.氢原子的能里和角动里的 量子化教学难点：1 .光电效应、康普颔效应的 实验规律及光子理论的解释；2