《大学物理C》教学大纲

《大学物理C》教学大纲课程编号：10181013英文名称：CollegePhysicsC学分：4学时：总学时64学时先修课程：大学物理预修，高等数学课程类别：通识教育课程授课对象：电气工程及其自动化专业本科生教学单位：数理信息学院修读学期：第2学期一、课程描述和目标本课程讲授物理学中力学、电磁学部分的基本知识，以及处理这些问题的基本方法。通过本课程的学习，能使学生掌握力学和电磁学部分的基本知识内容，部分具备学习其它课程所需的基础知识，同时也能使学生初步感悟到微积分知识在物理问题中的具体运用以及在分析问题和解决问题能力方面得到培养，为学生树立科学的世界观，增强探索精神和创新意识等方面奠定基础。课程目标1：正确理解力学，电磁学等方面的基本概念和基础知识，掌握力，运动，动量，能量，电场强度，电势的计算。课程目标2：掌握运用数学模型描述和分析物理学问题的方法，培养使用物理模型描述和分析实际问题能力，夯实其他自然学科学习基础。课程目标3：提高独立获取知识的能力、科学观察和思维的能力、分析问题和解决问题的能力。提高求实精神、创新意识、科学美感等综合科学素质。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1.1能将数学、自然科学、工程科学的语言工具和专业知识用于工程问题的表述；课程目标1H1.4能够将相关知识和数学模型方法用于电气工程相关领域专业工程问题解决方案的比较与综合。课程目标2M2.2能基于电路、电气、电力等相关科学原理和数学模型方法正确表达电气工程相关领域的复杂工程问题；课程目标3M三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1绪论物理学在自然科学、工程技术中的地位与作用。物理学与各专业之间的关系。物理学在人才培养中的重要作用了解物理学在自然科学、工程技术中的地位与作用，基本了解物理学与本专业之间的关系，初步认识物理学在应用型人才培养中的重要作用。（对于第一学期修读的专业，增加数学预修知识补充，提供线上视频约4课程内容）4教师讲授小组讨论，课程目标12力和运动质点运动的描述；求解运动学问题举例；圆周运动；牛顿定律及其应用基本要求：了解物理模型的基本特点，质点模型的建立；掌握描述质点运动的基本规律；掌握用矢量运算、微积分运算的方法求解两类运动学问题；掌握圆周运动的规律，以及切向加速度和法向加速度的概念；熟悉自然坐标系和平面极坐标系；掌握简单变力作用下的质点运动规律。重点：位置矢量和位移、速度和加速度、切向加速度和法向加速度。难点：用矢量运算、微积分运算的方法求解运动学问题、自然坐标系下的速度的加速度。德育元素：逻辑思维能力8教师讲授小组讨论，课程目标1课程目标2课程目标33动量功和能动量冲量动量定理；质点系的动量定理；动量守恒定律；动能定理；保守力与非保守力；机械能守恒定律基本要求：熟悉动量和冲量的概念，掌握功和能的计算，掌握保守力与非保守力的特点，熟悉质点与质点系的动量定理和动量守恒定律，掌握质点与质点系的动能定理、质点系的功能原理和机械能守恒定律。重点：动量定理及动量守恒定律，保守力做功特点及其势能，动能定理以及机械能守恒定律。难点：冲量及其计算，变力做功计算，质点系的动量定理和质点系的动能定理。德育元素：逻辑思维能力10教师讲授小组讨论线上交流课程目标1课程目标2课程目标34刚体的转动刚体的定轴转动；定轴转动动力学；角动量及其守恒定律；定轴转动的动能定理；基本要求：了解刚体转动的基本规律，掌握角量和线量的关系，掌握力矩和转动惯量的概念，掌握刚体定轴转动的转动定律及其应用；掌握角动量定理和角动量守恒定律，了解刚体转动的动能定理。重点：力矩和转动惯量的概念，刚体定轴转动的转动定律，角动量以及角动量守恒定律。难点：力矩的计算，转动惯量的计算，角动量以及角动量定理。德育元素：逻辑思维能力8教师讲授小组讨论线上交流课程目标1课程目标2课程目标35真空中的静电场电荷库仑定律；电场电场强度；高斯定理；电势；基本要求：了解电荷、电荷守恒定律、电量及其量子化概念，熟悉库仑定律，掌握电场、电场强度的概念，熟悉电场线、等势面的概念，掌握静电场的高斯定理及其应用；掌握静电场力做功和静电场的环路定理，掌握电势及其计算。重点：电场强度，高斯定理，静电场的环路定理，电势。难点：电场的概念，电场强度的计算，静电场力做功与电势能的关系，电场强度与电势梯度的关系。德育元素：分析推理能力10教师讲授，小组讨论，线上交流课程目标1课程目标2课程目标36静电场中的导体静电场中的导体；电容和电容器；静电场的能量；基本要求：了解导体的静电平衡条件及静电平衡导体的基本性质，掌握形状规则导体表面电荷面密度、空间场强和电势的计算；掌握孤立导体、平行板电容器、球形电容器、圆柱形电容器电容的计算；了解静电场的能量。重点：导体的静电平衡条件，形状规则导体表面电场分布，平行板电容器、球形电容器、柱形电容器电容的计算，静电场能量。难点：静电平衡时导体上的电荷分布以及导体表面的电场强度计算，电介质的极化以及极化电荷，静电场能量的计算。德育元素：分析推理能力6教师讲授，小组讨论，线上交流课程目标1课程目标2课程目标37恒定磁场恒定电流；电源电动势；磁场磁感应强度；毕奥-萨伐尔定律；磁场的高斯定理；安培环路定理及其应用；带电粒子在磁场中运动；磁场对载流导线的作用；基本要求：了解恒定电流和电源电动势的定义；了解磁感应强度的定义方法，掌握毕奥—萨伐尔定律，掌握磁感线的概念和磁通量的物理意义，了解磁场的高斯定理，熟悉安培环路定理的物理意义并掌握用安培环路定理计算某些具有对称性载流导体产生的磁场分布；熟悉洛仑兹力的概念，掌握带电粒子在磁场中的运动规律，掌握安培定律以及载流线圈的磁矩和磁力矩的概念。重点：毕奥—萨伐尔定律及其应用，磁通量及其计算，安培环路定理及其应用，安培定律以及安培力的计算。难点：毕奥—萨伐定律及其应用，矢量积分。德育元素：分析推理能力10教师讲授小组讨论课程目标1课程目标2课程目标38电磁感应法拉第电磁感应定律；动生电动势；感生电动势；自感和互感；磁场的能量；基本要求：了解法拉第电磁感应定律及其物理意义，掌握动生电动势和感生电动势的概念以及计算，了解感生电场的基本性质，了解自感，了解磁场的能量。重点：法拉第电磁感应定律及其电动势的计算，动生电动势和感生电动势的概念及其计算，磁场能量的计算。难点：导体在非均匀磁场中运动时动生电动势的计算，感生电场的概念及计算和感生电动势的计算，互感。德育元素：分析推理能力6教师讲授小组讨论课程目标1课程目标2课程目标39狭义相对论简介近代物理简介基本要求：了解伽利略变换式以及牛顿力学相对性原理遇到的困难。理解狭义相对论的两个基本假设。了解狭义相对论中同时的相对性，以及长度收缩和时间延缓的概念；了解热辐射和黑体的概念，了解黑体单色辐出度与波长的关系，了解普朗克能量子假说及其意义；了解光电效应及爱因斯坦光子理论对这两个效应的解释，了解光的波粒二象性；理解德布罗意波假设，了解实物粒子的波粒二象性；（注：本章为了解性内容，提供线上视频约6课时作为课外拓展，折合等效课时为2）德育元素：分析推理能力2教师讲授小组讨论线上交流课程目标1课程目标2课程目标3合计64四、课程教学方法课堂集中讲授、小组讨论、线上教学、线上作业交流、习题课，慕课等教学方式五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、章节测试、期末考核组成，均按百分制计算，其中平时成绩占20%，章节测试占20%，期末考核占60%。序号教学环节课程目标1课程目标2课程目标3合计1平时作业10102章节测试55103期中考试1082204期末考核3024660课程目标对应分值503416100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。2.章节测试与评价标准章节测试根据测试题目及评分标注进行打分（百分制）。3.期中试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期中考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。3.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《大学物理》，叶伟国编，北京邮电大学出版社，2020年1月第1版2．《物理学》（上、下册），马文蔚改编，高等教育出版社，2014年7月第6版（二）参考资料1．《物理学学习指导》，马文蔚等主编．高等教育出版社，2006年7月第5版2．《物