《大学物理4》课程教学大纲

《大学物理2》教学大纲一、课程基本信息课程名称大学物理（2-1）CollegePhysics(2-1)课程编码SCC410112101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4.0课内学时64讲授64实验0上机0实践0课外学时64适用专业海洋油气工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）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、电磁学、狭义相对论、量子物理等物理学各分支内容。UniversityPhysicsisanimportantgeneralcompulsorybasiccourseforstudentsmajoringinscienceandengineering.Thebasicconcepts,basictheoriesandmethodsofthiscoursearetheimportantcomponentsofstudents'scientificliteracy,andthesearealsonecessaryforscientificandtechnicalpersonnel.UniversityPhysicsisimportantonlayingthenecessaryfoundationofphysics,establishingscientificworldoutlook,enhancingabilitytoanalyzeandsolveproblems,cultivatingthespiritofexplorationandinnovationforstudents.Thiscoursemainlyteachesmechanics,mechanicalvibrationandmechanicalwave,thermal,optical,electromagnetism,specialrelativity,quantumphysicsandotherbranchesofphysics.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1.22M2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1.23M3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11.11.1空间和时间绝对空间和绝对时间；空间的测量；时间的测量M10.5讲授0.5作业21.21.2质点运动的描述质点；参考系和坐标系；质点位置的描述方法；运动方程；加速度矢量M10.5讲授+flash动画0.5作业31.31.3位移速度加速度位移矢量；速度矢量；加速度矢量M10.5讲授+flash动画1作业41.41.4变速运动求运动方程的一般方法M31讲授1作业51.51.5圆周运动和平面曲线运动圆周运动的描述；圆周运动的加速度；角量和线量的关系；圆周运动的两类问题；角速度矢量；平面曲线运动M11.5讲授1作业61.61.6相对运动位置矢量变换；速度变换和加速度变换M21讲授+flash动画1作业72.12.1牛顿运动定律牛顿第一定律；质量；动量；牛顿第二定律；牛顿第三定律；常见的几种力；牛顿运动定律的应用M13讲授+flash动画3作业82.22.2动量角动量动量定理；角动量；质点的角动量定理；质点的角动量守恒定律M12讲授+flash动画2作业92.32.3动能功；功率；质点的动能定理；保守力M12讲授2作业102.42.4非惯性系中的力学问题非惯性参考系，惯性力；*地球自转对物体重量的影响；*科里奥利力M21讲授+讨论5作业+小论文113.13.1质心内力外力；质心；质心运动定理M11讲授+flash动画0.5作业123.23.2动量守恒定律质点系的动力学方程；质点系的动量定理；动量守恒定律M42讲授+演示实验2作业133.33.3角动量守恒定律质点系的角动量；质点系的角动量定理；角动量守恒定律；*质心参考系中的角动量定理M32讲授+flash动画2作业143.43.4机械能守恒定律势能；质点系的动能定理；质点系的功能原理；机械能守恒定律；能量守恒定律M52.5讲授3作业153.53.5碰撞完全弹性碰撞；完全非弹性碰撞；*恢复系数M21讲授+演示实验+flash动画1作业164.14.1刚体运动学刚体模型；刚体的运动；刚体定轴转动的角量描述M11讲授+flash动画0.5作业174.24.2定轴转动刚体动力学定轴转动刚体的角动量；转动惯量；定轴转动刚体的角动量定理；刚体的转动动能；力矩的功；定轴转动刚体的动能定理M22.5讲授+flash动画+实验视频6作业184.34.3定轴转动刚体组动力学刚体组的角动量和角动量守恒定律；刚体组的动能和动能定理；刚体组的机械能和机械能守恒定律M31.5讲授+实验视频+演示实验2作业+小论文195.15.1狭义相对论的基本原理洛伦兹变换伽利略变换力学相对性原理；狭义相对论的基本原理；洛伦兹变换；相对论速度变换式M11讲授2作业205.25.2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M41.5讲授+flash动画2作业215.35.3狭义相对论动力学相对论质量和动量；狭义相对论动力学的基本方程M30.5讲授0.5作业225.45.4相对论能量相对论动能；相对论能量；动量与能量的关系M51讲授+讨论0.5作业236.16.1简谐振动简谐振动的动力学特征和运动方程；由初始条件确定振幅和初相位；简谐振动的其他表示法；谐振动的能量M12.5讲授+flash动画2作业246.26.2阻尼振动和受迫振动共振阻尼振动；受迫振动；共振M31讲授+flash动画+视频0.5作业256.36.3简谐振动的合成同振动方向、同频率的简谐振动的合成；*同振动方向、不同频率的简谐振动的合成；*同频率的两个相互垂直的简谐振动的合成；*相互垂直的不同频率的简谐振动的合成M41讲授+flash动画1作业266.46.4机械波的产生和传播机械波产生的条件；波面和波线；横波和纵波；波速；波长、周期、频率M30.5讲授+flash动画+演示实验0.5作业276.56.5平面简谐波的波函数波函数；平面简谐波的波函数；波函数的物理意义；*平面波的波动方程；波的能量；*声波，*超声波，*次声波M42.5讲授+flash动画3作业286.66.6波的干涉驻波波的叠加原理；波的干涉；驻波；半波损失；*简正模式M32讲授+flash动画+演示实验+讨论2作业296.76.7多普勒效应波源相对于媒质不动，观测者以速度vR沿着二者的连线运动；观测者相对于媒质不动，波源以速度vs沿着二者的连线运动；波源和观测者相对于媒质在二者连线上同时运动M51讲授+flash动画5作业+小论文307.17.1光的单色性和相干性、光程光源；光的单色性和相干性；光程；明暗干涉条纹产生的条件M11讲授+flash动画0.5作业317.27.2杨氏双缝干涉杨氏双缝实验；*其他分波阵面的干涉实验M31.5讲授+flash动画+演示实验1作业327.37.3薄膜干涉薄膜干涉；等倾干涉；增透膜与增反膜；等厚干涉M42讲授+flash动画+演示实验1作业337.47.4迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪M50.5讲授+flash动画1作业348.18.1惠更斯-菲涅耳原理光的衍射；惠更斯-菲涅耳原理M10.5讲授0.5作业358.28.2单缝的夫琅禾费衍射单缝衍射；菲涅耳半波带法；*单缝衍射的光强分布M22讲授+flash动画+演示实验2作业368.38.3圆孔衍射分辨本领圆孔的夫琅禾费衍射；光学仪器的分辨本领M11讲授+flash动画1作业378.48.4衍射光栅光栅的构造；光栅衍射条纹；谱线的缺级；光栅光谱；*光栅的分辨本领M32讲授+flash动画+演示实验2作业388.58.5X射线衍射X射线；X射线在晶体上的衍射——布喇格公式M50.5讲授1作业399.19.1光的偏振态自然光；线偏振光；部分偏振光；圆偏振光和椭圆偏振光M10.5讲授+flash动画0.5作业409.29.2起偏和检偏马吕斯定律起偏和检偏；马吕斯定律M20.5讲授+flash动画+演示实验5作业+小论文419.39.3反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振M50.5讲授0.5作业429.49.4双折射现象晶体的双折射现象M10.5讲授+flash动画0.5作业4310.110.1气体动理论的基本概念状态参量、平衡状态与非平衡状态；统计规律的基本概念；物质的微观结构模型；理想气体的微观结构模型与统计假设M10.5讲授+演示实验0.5作业4410.210.2理想气体的压强公式与温度公式压强的微观本质；理想气体的压强公式；理想气体的状态方程；理想气体的温度公式；理想气体分子的方均根速率M31讲授+flash动画1作业4510.310.3能量按自由度均分定理与理想气体的内能自由度；能量按自由度均分定理；理想气体的内能M30.5讲授0.5作业4610.410.4麦克斯韦分布律麦克斯韦速率分布律；理想气体分子的最概然速率与算术平均速率；麦克斯韦速度分布律M31讲授+演示实验0.5作业4710.510.5玻耳兹曼分布律玻耳兹曼分布律；重力场中大气密度与压强按高度的分布M20.5讲授0.5作业4810.610.6气体分子的平均碰撞频率和平均自由程分子的平均碰撞频率；分子的平均自由程M20.5讲授+flash动画0.5作业4911.111.1热力学第零定律和第一定律功；热量；热力学第零定律；热力学第一定律M11讲授+flash动画1作业5011.211.2理想气体的等值过程与摩尔热容等体（积）过程；等压过程；等温过程；理想气体的摩尔热容M21讲授+flash动画2作业5111.311.3绝热过程与多方过程绝热过程；*多方过程M21讲授+flash动画2作业5211.411.4循环过程卡诺循环循环过程；卡诺循环M21.5讲授+flash动画2作业5311.511.5热力学第二定律自发过程的方向性；可逆过程和不可逆过程；热力学第二定律的两种表述；*卡诺定理M51讲授+flash动画1作业5411.611.6熵增加原理热力学概率；热力学第二定律的数学表示熵增加原理；热力学第二定律的微观意义；*克劳修斯熵；熵增加原理M51讲授0.5作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时成绩1、每章内容布置1~2次平时书面作业，每次作业一般为印刷的4页题目。成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。2、将学生上课出勤情况、云课堂或雨课堂的评定成绩、物理演示实验成绩、研究性课题成绩等其中的一项或几项，采用百分制，按照一定的比例计入平时成绩中进行综合评定。主要考核学生对大学物理基本知识的掌握，培养学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力和创新实践能力，以及知识应用迁移能力等，注重科学素养的养成。40%2期中考试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、简单计算与问答题、计算题等。10%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、简单计算与问答题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时成绩40%A—独立思考、按时完成作业，作图规范，解题思路清晰，步骤完整，格式合理，答案准确，书写认真美观；B—独立思考、按时完成作业，作图比较规范，解题思路比较清晰，步骤比较完整，格式合理，答案准确，书写认真；C—独立思考、按时完成作业，作图比较规范，解题思路比较清晰，步骤比较完整，格式比较合理，答案比较准确，书写比较认真；D—作业抄袭，未能按时完成作业，作图不规范，解题思路混乱，存在很多错误答案，书写潦草。2M1期中考试10%见试卷评分标准3M1期末考试50%见试卷评分标准4M2平时成绩70%A—能准确、深刻理解课题内容，全面调研了相关资料，有很好的自主研究性内容或新意，形成了完整的课题报告或课堂汇报；B—能准确理解课题内容，较全面调研了相关资料，有较好的自主研究性内容或新意，形成了完整的课题报告或课堂汇报；C—能较准确理解课题内容，较全面调研了相关资料，有一定自主研究性内容或新意，基本形成了完整的课题报告或课堂汇报；D—不能准确理解课题内容，没有全面调研相关资料，缺少自主研究性内容或没有任何新意，没有形成完整的课题报告或课堂汇报。5M2期中考试10%见试卷评分标准6M2期末考试20%见试卷评分标准7M3平时成绩90%A—积极参与课堂讨论，