《大学物理》课程教学大纲

1、大学物理理论课程教学大纲课程编码：220142135课程性质：通识教育必修课程适用专业： 数学本科、统计、信计本科学生学时学分： 68学时，（理论51，实验17） 4学分所需先修课程高中物理、高等数学编写单位： 物理系 一、课程说明1、课程简介 大学物理是高师院校计算机科学专业重要的必修课程 物理学是研究物质最基本、最普遍的运动形式及其相互转化规律的科学。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以及技术的一切领域中。通过教学，应使学生比较全面、系统地认识物质运动最普遍、最基本的形式，掌握物理学的基本知识和基本技能，了解物理学思想方法和研究问题的方法，了解一些当代物理学成就，

2、为进一步学习计算机专业课程、为培养复合型人才，打下必要的基础。结合计算机专业的特点，普物课程内容的选择在注重知识的基础性、系统性同时考虑时代性，适当讲解近代物理学知识，介绍物理学新技术。还要针对计算机专业的特点有所侧重，并坚持理论联系“计算机”实际的原则。但因课时有限，有些内容以讲座形式讲授，或安排学生自学，这些内容为打“*”部分，不占课时。本课程总学时数为68学时，其中课堂讲授理论部分51学时，实验17课时。下面仅就理论部分阐述。 2、教学目的要求（1）使学生对物理学的基本内容有较全面、较系统的认识。即学生通过学习物理学的基本概念、基本规律和实验课教学，了解自然界比较完整的物理图象，对物理学

3、所研究的各种运动形式以及它们之间的联系有较全面、较系统的认识，对物理学的当代发展和成就以及物理学在工程技术中的应用有初步的了解。 （2）使学生在逻辑思维能力、抽象思维能力以及分析问题与解决问题的能力方面受到初步训练；使学生掌握基本物理实验技能；使学生对科学实验在物理学研究和发展中的作用有正确的认识。3、教学重点难点教学重点主要有：描述质点运动的物理量、质点力学的三个定理和三个守恒定律、刚体力学的规律、波的干涉的机理、电磁学的两个重要规律（高斯定理、安培环路定理）等。教学难点主要有：矢量号的运用、变力作功的计算、高斯定理的运用、磁场安培环路定理的运用、麦克斯韦电磁理论的理解等。4、考核方式 本课

4、程属考试课，总成绩由平时成绩、实验成绩、期末考试成绩三部分组成，平时作业10%、实验10%20%、期末考试成绩70%80%。期末考试为闭卷考试，时间一般为120分钟，由学校统一安排。5、学时分配表章 次教学内容理论课学时数实验（实践）课学时数绪论物理导论、知识准备1第一篇力 学第一章质点运动6第二章力、动量、能量 8第三章刚体的转动6小计21第二 篇电磁学第六章静电场 8第七章稳恒磁场6第八章电磁感应电磁场6小计20第三篇振动、波动基础第九章振动学基础4第十章波动学基础6小计10学时总计51二、教学内容第一章 质点的运动 时间 空间（6学时）教学目标：1、充分理解物质运动的绝对性和描述运动的相

5、对性，以及运动的迭加原理。2、掌握描述质点运动的基本物理量的定义以及性质，明确这些物理量的矢量性、相对性和瞬时性。3、掌握运动方程的物理意义及作用。本章重点：描述质点运动的四个物理量的概念建立。本章难点：矢量的书写、求导和积分教学内容：第一节 质点运动的描述之一1、位置矢量 运动方程 位移 2、速度和加速度3、运动方程 第二节质点运动的描述之二 1、圆周运动的切向加速度和法向加速度 2、角加速度，匀速率和匀变速率圆周运动 *第三节 相对运动 第二章 力 动量 能量（8学时）教学目标：1、准确理解牛顿运动三定律的内容及实质，明确其适用范围和条件。2、熟练掌握隔离体法求解一般动力学问题。3、理解动

6、量和冲量的概念，并分清它们的区别和联系。掌握动量定理、动量守恒定律及其成立的条件。4、掌握弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点和规律。5、正确理解功的概念和能量的概念，明确二者之间的联系和区别。6、掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律的物理意义和使用条件。7、理解保守力的概念，并掌握保守力作功的特点及与势能的关系。本章重点：1、两类动力学问题的求解2、动量定理和动量守恒定律3、功的计算、保守力的概念建立、功能原理、机械能守恒定律本章难点： 1、惯性参考系 力学相对性原理冲量概念的建立2、动量定理和动量守恒定律的应用3、变力功计算、功能原理应用教学内容：第一节 牛顿运动定律1、牛顿定律的应用 2、力

7、学量的单位和量纲 3、几种常见的力 4、牛顿运动定律的应用举例 第二节 动量定理和动量守恒定律1、牛顿第二定律的普遍形式2、动量、冲量和质点的动量定理3、质点系的动量定理 动量守恒定律 第三节 功 动能定理1、功和功率2、质点，质点的动能定理3、质点系的动能定理第四节 功能原理 机械能守恒定律1、保守力与非保守力 势能2、质点系的功能原理3、机能能守恒定律4、能量守恒定律 第三章 刚体的转动 （6学时）教学目标：1、确切理解描写刚体定轴转动的基本物理量，掌握角量与线量的关系。2、掌握刚体定轴转动的转动定律；掌握动能定理和机械能定恒定律。 3、理解角动量的概念，掌握刚体定轴转动的角动量定理和角动

8、量守恒定律。本章重点：力矩、角动量概念的建立，转动定律、角动量定理、角动量守恒定律等规 律本章难点：转动定律、角动量定理、角动量守恒定律的应用教学内容：第一节 刚体绕定轴转动的动能定理和转动定律1、刚体 2、刚体的平动和转动3、刚体的定轴转动4、刚体绕定轴转动的动能定理 5、力矩 转动定律 转动惯量第二节 刚体传动的动量矩定理和动量矩守恒定律1、质点的动量矩（角动量）定理和动量矩（角动量）守恒定律2、刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律第六章 静电场 （8学时）教学目标： 1、理解电荷的性质；理解库仑定律的表达式及适用范围和条件。2、掌握描述电场的两个基本物理量电场强度和电位的定义、叠加原

9、理、计算方法以及两者之间的关系。3、阐明高斯定理和静电场的环路定理是静电场的基本定理。4、阐明导体与静电场相互作用的规律及性质。5、明确孤立导体和电容器电容的定义及计算，理解电容器储能的本领6、理解电场的能量与能量密度。本章重点：1、描述电场的两个基本物理量电场强度和电位的定义、叠加原理、计算方法以及两者之间的关系。两个重要规律高斯定理和静电场的环路定理。2、导体与静电场相互作用的规律及性质，孤立导体和电容器电容的定义及计算本章难点：1、高斯定理和静电场的环路定理的理解和应用。2、电场的能量与能量密度的计算教学内容：第一节 电场强度 1、点电荷电场强度 2、场强叠加原理第二节 高斯定理 1、电

10、场线 2、电场强度通量3、高斯定理第三节电势 1、静电场力作功的特点2、静电场的环路定理 3、电势能 4、电势 电势差5、电势的叠加原理 电势的计算第四节 静电场中的导体 电介质1、静电感应、静电平衡条件2、静电平衡时导体上电荷的分布3、静电屏蔽4、电介质对电容的影响5、电介质的极化6、电极化强度第五节 电容器 1、孤立导体的电容 2、电容器 3、电容器的串、并联 4、电容器储能5、能量密度和静电场的能量 第七章 稳恒磁场 （6学时）教学目标：1、理解和掌握稳恒磁场的基本定律毕奥-萨伐尔定律。2、充分理解磁场中的高斯定理和安培环路定理是本章的两条基本定理。3、掌握磁场对载流导线和带电粒子的作用

11、力以及带电粒子在均匀磁场中的运动规律及应用。4、了解磁介质对磁场的影响。5、理解磁介质中安培环路定理的意义。6、了解铁磁质的一些特性。本章重点：1、磁场中的高斯定理和安培环路定理，磁场对载流导线和带电粒子的作用力以及带电粒子在均匀磁场中的运动规律及应用。2、磁介质中安培环路定理的意义本章难点：1、磁场对载流导线和带电粒子的作用力以及带电粒子在均匀磁场中的运动规律及应用。2、磁介质中安培环路定理的意义教学内容：磁感强度 磁场的高斯定理1、 磁场、磁感强度 2、磁感线、磁通量3、磁场的高斯定理安培环路定律1、电流元受力2、运动电荷受力第三节 毕奥-萨伐尔定律1、毕奥-萨伐尔定律2、毕奥-萨伐尔定律

12、应用举例第四节安培环路定理1、安培环路定理 2、安培环路定理的应用举例第五节 介质中的磁场1、磁介质2、 磁场强度 3、磁介质中的安培环路定理第八章 电磁感应 电磁场 （6学时）教学目标：1、掌握法拉第电磁感应定律，明确产生动生电动势和感生电动势的本质是洛仑兹力和涡旋电场，并比较涡旋电场与静电场的异同点，能计算动生电动势和感生电动势。2、了解自感和互感现象，理解磁场具有能量。3、理解位移电流和麦克斯韦电磁场的基本概念。本章重点：产生动生电动势和感生电动势的本质及两种电动势的计算。本章难点：位移电流和麦克斯韦电磁场的基本理论的理解。教学内容：第一节 电磁感应的基本定律1、电磁感应现象2、电磁感应

13、定律3、楞次定律第二节 动生电动势 涡旋电场1、动生电动势 2、感生电动势，*涡旋电场第三节 自感 *互感 磁场的能量 1、自感 2、互感 3、磁场的能量*第四节 位移电流，电磁场基本方程的积分形式 1、位移电流2、电磁场，麦克斯韦电磁场方程的积分形式 第九章 振动学基础 （4学时）教学目标：1、掌握描述谐振动的特征量，从而建立谐振动方程。2、掌握描述谐振动的旋转矢量法和图线表示法。3、掌握谐振动合成的特点和规律，了解阻尼振动，强迫振动和共振的发生条件和规律。本章重点：描述谐振动的特征量及谐振动方程，谐振动合成的特点和规律本章难点：谐振动合成的特点和规律教学内容：第一节 简谐振动规律1、简谐振

14、动的动力学方程 2、简谐振动的运动方程第二节 简谐振动中的描述 1、振幅、周期（频率）、相位2、旋转矢量3、单摆和复摆4、谐振动的能量第三节 谐振动的合成1、同方向同频率谐振动的合成2、同方向同频率多个谐振动的合成3、两个同方向不同频率谐振动的合成4、两个相互垂直的同频率的谐振动的合成5、相互垂直的不同频率的两个谐振动的合成 第十章 波动学基础 （6学时）教学目标：1、确切理解描述波动的物理量及平面简谐波波动方程的物理意义。2、熟练掌握波的干涉原理；明确驻波形成条件和特点。本章重点：描述波动的物理量及平面简谐波波动方程的物理意义，波的干涉原理本章难点：平面简谐波波动方程的推导和方程的物理意义的理解。教学内容：第一节 机械波的几个概念1、横波和纵波2、波长、周期、频率、波速第二节 平面简谐波的波函数 1、波函数的建立 2、波函