《大学物理3》课程教学大纲

《大学物理1》教学大纲一、课程基本信息课程名称大学物理（2-1）UniversityPhysics(2-1)课程编码SCC410112100开课院部理学院课程团队大学物理校级优秀教学团队学分3.0课内学时48讲授48实验0上机0实践0课外学时48适用专业材料物理授课语言中文先修课程高等数学（2-1）课程简介（必修）《大学物理》是高等学校理工科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，具有重要作用。本课程主要讲授力学、机械振动与机械波、热学、光学、狭义相对论等物理学各分支内容。UniversityPhysicsisanimportantgeneralcompulsorybasiccourseforstudentsmajoringinscienceandengineering.Thebasicconcepts,basictheoriesandmethodsofthiscoursearetheimportantcomponentsofstudents'scientificliteracy,andthesearealsonecessaryforscientificandtechnicalpersonnel.UniversityPhysicsisimportantonlayingthenecessaryfoundationofphysics,establishingscientificworldoutlook,enhancingabilitytoanalyzeandsolveproblems,andcultivatingthespiritofexplorationandinnovationforstudents.Thiscoursemainlyteachesmechanics,mechanicalvibrationandmechanicalwave,thermology,optics,specialrelativityandotherbranchesofphysics.负责人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：理解和掌握物理学基本概念、基本理论和基本方法，为学生专业学习和终身发展打好必备的物理理论基础。是2.22M2目标2：能运用物理学理论和方法，结合数学工具分析及计算机辅助手段进行分析和解决一般物理问题，培养学生运用物理知识分析问题和解决问题的能力。是2.23M3目标3：注重物理思想和科学思维方法传授，注重批判性思维养成，在过程性学习中培养学生严谨、求实的科学习惯，塑造批判思维和创新意识，提升学生的科学美感。否4M4目标4：注重物理知识的迁移和拓展，基于数字物理创新平台和演示实验创新平台开展物理学相关领域的创新实践训练，激发学生的创新热情，锻炼提高学生的动手实践能力。否5M5目标5：了解物理在自然科学和工程技术中的应用，以及与理工科各领域的交叉渗透关系，强化物理知识对学生后续专业学习的有效支撑，塑造学生物理理论与工程实践相融合的“物理工程”意识。否三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章第一章质点运动学本章重点难点：质点运动的描述，描述运动的各物理量之间的关系，曲线运动加速度．////21.11.1质点参考系坐标系质点参考系坐标系M1,M3,M51讲授0.5预习31.21.2描述质点运动的物理量质点运动方程；质点轨迹方程，位矢，位移，速度，加速度M1,M21讲授1作业/预习41.31.3曲线运动自然坐标系，角速度，角加速度，切向加速度，法向加速度M1,M21.5讲授1作业/预习51.41.4相对运动伽利略速度变换M11讲授0.5作业/预习6第二章第二章牛顿运动定律本章重点难点：牛顿力学三定律及其相关应用.////72.12.1．牛顿运动定律惯性，牛顿第一定律，牛顿第二定律，牛顿第三定律M1,M3,M51讲授0.5作业/预习82.22.2相互作用力万有引力、弹力、摩擦力等几种基本的自然力M11讲授0.5预习92.32.3牛顿运动定律的应用惯性系，非惯性系，利用牛顿运动定律解决力学相关问题M1,M2,M31.5讲授1作业/预习10第三章第三章功和能本章重点难点：动能定理，功能原理，机械能守恒定律．////113.13.1功和功率功的定义，几种常见力的功，功率M1,M4,M51.5讲授0.5预习123.23.2动能动能定理质点的动能定理，质点系的动能定理M1,M21.5讲授1作业/预习133.33.3保守力与非保守力势能重力、万有引力、弹力的势能，势能定理M11讲授1作业/预习143.43.4功能原理机械能守恒定律质点系的功能原理，机械能守恒定律M1,M2,M41讲授1作业/预习15第四章第四章动量和角动量本章重点难点：动量和动量定理，动量守恒定律，角动量和角动量定理，角动量守恒定律．////164.14.1动量动量定理动量，冲量，动量定理M1,M3,M51讲授1作业/预习174.24.2动量守恒定律动量守恒的条件，动量守恒定律的应用M1,M2,M31讲授1作业/预习184.34.3角动量角动量定理角动量，力矩，角动量定理M1,M2,M41.5讲授1作业/预习194.44.4角动量守恒定律质点的角动量守恒定律、质点系的角动量守恒定律及其应用M1,M2,M41讲授0.5作业/预习204.54.5碰撞正撞M1,M40.5讲授1作业/预习21第五章第五章刚体力学基础本章的重点和难点：刚体的角动量，定轴转动的刚体的角动量定理、角动量守恒定律，刚体的转动惯量．////225.15.1刚体运动学刚体的平动与转动，刚体定轴转动的角量描述M1,M3,M51讲授0.5预习235.25.2刚体定轴转动定律力矩，刚体定轴转动定律，转动惯量M1,M21.5讲授1作业/预习245.35.3刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律刚体定轴转动的角动量定理，刚体定轴转动的角动量守恒定律M1,M31.5讲授1作业/预习25第十四章第十四章狭义相对论本章的重点和难点：同时的相对性，长度收缩和时间延缓效应，相对论质量，相对论动量和相对论能量．////2614.114.1狭义相对论的基本原理洛伦兹变换狭义相对论的基本原理，洛伦兹变换式M1,M2,M3,M51讲授1作业/预习2714.214.2狭义相对论的时空观同时的相对性，长度收缩效应，时间膨胀效应M1,M21讲授1作业/预习2814.314.3狭义相对论动力学相对论质量与动量，相对论动力学基本方程，相对论能量M1,M21讲授0.5作业/预习29第九章第九章振动本章的重点和难点：简谐振动的描述及旋转矢量法，同方向、同频率的简谐振动的合成．////309.19.1简谐运动简谐运动的特征，描述简谐振动的物理量，简谐振动的运动方程，旋转矢量法，简谐振动的能量M1,M21.5讲授1作业/预习319.29.2简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运动的合成M11.5讲授1作业/预习32第十章第十章波动本章的重点和难点：平面简谐波波函数的建立，波的叠加和驻波，半波损失．////3310.110.1机械波的产生与传播机械波的产生，横波与纵波，描述波动的物理量：波长、周期和频率、波速，波线、波面、波前M1,M3,M50.5讲授0.5预习3410.210.2平面简谐波的波函数平面简谐波的波函数及物理意义M1,M21.5讲授1作业/预习3510.310.3波的叠加原理波的干涉波的干涉，驻波的产生M1,M41讲授1作业/预习36第十一章第十一章波动光学本章的重点和难点：光程和光程差的概念，明暗条纹产生的条件，杨氏双缝干涉实验，薄膜干涉，单缝的夫琅禾费衍射，光栅衍射，光的偏振．////3711.111.1光的相干光光程光的相关性及相干光的获得，光程和光程差，明暗干涉条纹产生的条件M1,M3,M51讲授0.5预习3811.211.2杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉明暗条纹及特征M1,M21.5讲授1作业/预习3911.311.3薄膜干涉薄膜干涉的基本原理，等倾干涉，等厚干涉M1,M22讲授1作业/预习4011.411.4单缝衍射和圆孔衍射惠更斯-菲涅尔原理，单缝夫琅禾费衍射，光学仪器的分辨本领M1,M22讲授1作业/预习4111.511.5光栅衍射光栅，光栅衍射，X射线衍射M1,M21.5讲授1作业/预习4211.611.6光的偏振光的偏振态，马吕斯定律，布儒斯特定律M1,M3,M4,M51讲授0.5预习43第十二章第十二章气体动理论本章的重点和难点：统计规律和统计平均值，理想气体的状态方程，理想气体的压强公式和温度公式，能量按自由度均分原理，理想气体的内能，麦克斯韦速率分布律．////4412.112.1气体动理论的基本概念理想气体的微观结构模型，统计规律和统计平均值，平衡态和平衡过程，状态参量M1,M3,M4,M50.5讲授0.5预习4512.212.2理想气体的压强和温度的微观解释理想气体的压强公式及统计意义，理想气体的温度公式及其微观意义，方均根速率M1,M21讲授0.5作业/预习4612.312.3能量按自由度均分定理理想气体内能自由度，能量均分定理，理想气体的内能M1,M21讲授1作业/预习4712.412.4麦克斯韦分布律麦克斯韦气体分子速率分布律，三种统计速率，麦克斯韦气体分子速度分布律M1,M41讲授0.5预习4812.512.5玻耳兹曼分布律玻耳兹曼能量分布律，重力场中大气密度与压强按高度的分布M10.5讲授0.5预习4912.612.6气体分子的平均碰撞频率和平均自由程平均碰撞频率，平均自由程M10.5讲授0.5作业/预习50第十三章第十三章热力学基础本章的重点和难点：热力学第一定律；理想气体准静态等体、等压、等温过程的分析计算，循环过程，热机效率．////5113.113.1热力学第一定律功，内能，热量，热力学第一定律M1,M3,M50.5讲授0.5预习5213.213.2热力学第一定律的应用理想气体的等体过程，等压过程，等温过程，摩尔定容热容，摩尔定压热容M1,M21.5讲授1作业/预习5313.313.3循环过程卡诺循环循环过程，热机和致冷机，卡诺循环M11讲授1作业/预习5413.413.4热力学第二定律热力学第二定律，可逆过程与不可逆过程，热力学第二定律的统计意义M1,M21讲授0.5预习5513.513.5熵熵增加原理熵，熵增加原理，熵增加原理与热力学第二定律M1,M30.5讲授0.5预习四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、每周布置章节活页作业，对应本周教学内容，平均每次课3道以上。2、成绩采用等级制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3、考核学生对大学物理基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有选择题、简答题、计算题等。20%2平时表现1、课堂考勤、表现和测验，课下在线测试。2、成绩采用百分制，根据测试完成情况评分。3、考核学生对大学物理基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有选择题、判断题。20%3期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2、主要考核学生对物理学基本知识的掌握能力，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。题型主要有选择题、判断题、简答题、计算题等。60%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业20%A-按时提交作业，力学、狭义相对论、振动和波、热学、光学等基本知识点理解无误。B-按时提交作业，力学、狭义相对论、振动和波、热学、光学等基本知识点理解存在较少错误。C-按时提交作业，力学、狭义相对论、振动和波、热学、光学等基本知识点理解存在较多错误。D-未能按时提交作业，或存在抄袭现象，力学、狭义相对论、振动和波、热学、光学等基本知识点理解存在大量错误。2M1平时表现20%A-无缺勤现象，章节测试+课堂测试成绩>90.B-缺勤次数1~2次，章节测试+课堂测试成绩75~90.C-缺勤次数3~5次，章节测试+课堂测试成绩60~75.D-缺勤次数超过5次，章节测试不按时完成，上课不能正确积极完成课堂测验.3M1期末考试60%（见试卷评分标准）4M2平时作业20%A-按时提交作业，力学、狭义相对论、振动和波、热学、光学等理论和方法理解无误，能够熟练运用相应知识分析和解决问题。B-按时提交作业，力学、狭义相对论、振动和波、热学、光学等理论和方法理解存在较少错误，能够运用相应知识分析和解决问题。C-按时提交作业，力学、狭义相对论、振动和波、热学、光学等理论和方法理解存在较多错误，基本能够运用相应知识分析和解决问题。D-未能按时提交作业，或存在抄袭现象，力学、狭义相对论、振动和波、热学、光学等理论和方法理解存在大量错误，勉强运用相应知识分析和解决问题。5M2平时表现20%A-无缺勤现象，章节测试+课堂测试成绩>90。B-缺勤次数1~2次，章节测试+课堂测试成绩75~90。C-缺勤次数3~5次，章节测试+课堂测试成绩60~75。D-缺勤次数超过5次，章节测试不按时完成，上课不能正确积极完成课堂测验。6M2期末考试60%（见试卷评分标准）7M3平时表现95%A-积极参与课堂讨论，观点鲜明新颖；B-积极参与课堂讨论，有自己独立的观点；C-参与课堂讨论，有自己的观点；D-参与课堂讨论，观点不明确。8M3期末考试5%（见试卷评分标准）9M4平时表现90%A-积极参与演示实验，动手能力强，观察仔细。B-积极参与演示实验，动手能力较强，观察较为仔细。C-积极参与演示实验，观察仔细。D-参与演示实验，动手能力较弱。10M