大学物理教学大纲

《大学物理》I课程教学大纲
学分：6
理论学时：80
一、课程性质与教学目标
《大学物理》I课程是适用于电子信息工程等专业本科学生的一门专业基础必修课程。

二、基本要求
理论教学要求学生既要了解相关的物理现象及掌握一定的基础理论知识，更要通过这些学习，掌握物理学处理问题的方法。

在教学中注意理论联系实际，授课内容与师范教育特点相结合，多举一些生活中的例子，借助这些例子，不仅可帮助学生理解抽象的物理知识，还可以大大提高他们的学习兴趣。

根据不同的内容，灵活采用讲授法、习题课、讨论法等多种教学方法。

充分运用现代化教学手段，提高教学效率。

三、主要教学方法
讲授法、习题课、讨论法、练习法相结合
四、教学内容
第一讲质点运动学
【授课学时】 8学时
【基本要求】
1．了解相对运动的计算方法。

2．理解参考系、坐标系、物理模型的概念及相对运动中的各个物理量。

3．熟练掌握直角坐标系、位矢、位移、速度及加速度概念和定义。

4．熟练掌握已知质点运动方程求速度，加速度的方法。

5. 掌握自然坐标系中的切线分量与法向分量，极坐标系中的线量和角量及它们之间的关系。

【教学重难点】
本章的重点是位矢、位移、速度、和加速度概念和定义及在直角坐标系下的表达形式；难点是速度、加速度在曲线运动中不同坐标系中的表达形式。

【授课内容】
1. 参考系坐标系物理模型
2. 位矢、位移、速度及加速度
3．曲线运动描述
4．运动学中的两类问题
5. 相对运动
第二讲质点动力学
【授课学时】 8学时
【基本要求】
1、理解并掌握冲量、动量、功、保守力的功、动能、势能的概念和表达式。

2、了解质心、惯性系及惯性力的概念。

3、熟练掌握牛顿三大定律、动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。

【教学重难点】
本章的重点是牛顿三定律、动量守恒定律、机械能守恒定律；难点是动量守恒定律的应用。

【授课内容】
1、牛顿运动定律
2、非惯性系惯性力
2、动量动量守恒定律质心运动定理
3、功动能势能机械能守恒定律
第三讲刚体力学基础
【授课学时】 8学时
【基本要求】
1、了解刚体的力矩和角动量及角动量定理及角动量守恒定律的概念和物
理现象。

2、理解刚体模型，掌握刚体的动能定理，机械能守恒定律。

3、熟练掌握的定轴转动的转动定律。

4、掌握刚体定轴转动的平衡条件。

【教学重难点】
重点是刚体的转动定律和机械能守恒定律；难点是角动量定理及角动量守恒定律。

【授课内容】
1、刚体刚体定轴转动的描述
2、力矩刚体定轴转动的转动定律
3、刚体定轴转动的动能定理
4、刚体定轴转动的角动量定理及角动量守恒定律
第四讲机械振动
【授课学时】 6学时
【教学要求】
1、了解简谐振动的合成和建立简谐振动方程的方法及简谐振动的能量。

2、理解简谐振动的模型和运动学方程及三要素。

3、熟练掌握已知简谐振动方程求三要素的方法。

4、掌握已知简谐振动方程求速度、加速度及力的最大值的方法。

【教学重难点】
本章的重点是简谐振动的模型、已知简谐振动方程求三要素的方法，难点是简谐振动相位的概念和几种不同形式的简谐振动的合成方法及简谐振动的能量。

【授课内容】
1、简谐振动的动力学特征
2、简谐振动的运动学
3、简谐振动的能量简介
4、简谐振动的合成简介
第五讲机械波
【授课学时】 6学时
【基本要求】
1、了解机械波的形成和传播及振动的能量。

2、理解平面简谐波的模型及振动与波动的区别与联系及惠更斯原理和波的
叠加与干涉。

3、熟练掌握已知平面简谐波的方程求三要素的方法。

4、掌握平面简谐波方程的几种不同形式及波的叠加与干涉的条件。

【教学重难点】
重点是机械波形成的条件已知平面简谐波的方程求三要素的方法，难点是平面简谐波的模型理解及振动与波动的区别与联系及波的叠加。

【授课内容】
1、机械波的产生和传播
2、平面简谐波的波函数
3、波的能量简介
4、惠更斯原理波的叠加与干涉
5、驻波简介
第六讲静电场
【授课学时】 12学时
【基本要求】
1、了解电场的能量。

2、理解电场、场强、电力线、电通量，电势、电势能、环流定理、电容和
静电场中的导体及电介质的性质。

3、熟练掌握高斯定理定律的应用及求电势和电容的方法及安培环流定理应
用。

4、掌握静电场中的导体和电介质的性质。

【教学重难点】
本章的重点和难点都是电场强度、及电势和电容及用高斯定理求场强的方法及电势的计算，另一个难点是静电场中的导体和电介质的性质的理解和应用。

【授课内容】
1、电场电场强度
2、电通量高斯定理
3、电场力的功电势
4、电场强度与电势的关系
5、静电场中的导体
6、静电场中的电介质
7、电容电容器
8、电场的能量
第七讲稳恒磁场
【授课学时】 8学时
【教学要求】
1、了解回旋加速器磁聚焦的原理。

2、理解磁感线、磁通量及磁场的高斯定理和磁场对载流线圈的作用及磁介质的性质。

3、熟练掌握用毕-莎定律和安培环路定理求某些特殊磁场的方法。

4、掌握磁场对载流导线的作用的安培定律和对运动电荷作用的洛伦兹力的
计算。

【教学重难点】
本章的重点是毕-莎定律和安培环路定理的理解和应用，难点是电动势、磁通量及磁介质中的安培环路定理。

【授课内容】
1、磁场磁感应强度
2、安培环路定理
3、磁场对载流导线的作用
4、磁场对运动电荷的作用
5、回旋加速器磁聚焦
6、磁介质
第八讲电磁感应与电磁场
【授课学时】 8学时
【教学要求】
1、了解电子感应加速器、涡电流、互感、磁场的能量、感生电场的性质及感生电动势的计算方法。

2、理解电动势、电磁感应定律及基本理解麦克斯韦电磁场理论。

3、熟练掌握求动生电动势的方法及简单的电磁感应定律的应用。

4、掌握求自感系数的方法。

【教学重难点】
本章的重点是求动生电动势的方法及简单的电磁感应定律的应用及求自感系数的方法，难点是感生电场的性质、互感、磁场的能量的理
解及感生电动势的计算方法。

【授课内容】
1、电磁感应定律
2、动生电动势与感生电动势
3、电子感应加速器、涡电流
4、自感应与互感应
5、磁场能量
6、麦克斯韦电磁场理论简介
第九讲光的干涉、衍射和偏振
【授课学时】 10学时
【基本要求】
1、了解光源的发光机制，了解光程、光程差、光的衍射，偏振的概念及迈克尔干涉仪的原理。

2、理解菲涅尔双面镜、洛埃镜、薄膜干涉，牛顿环的原理。

3、熟练掌握杨氏双缝干涉的原理和计算方法。

4、掌握光的相干条件。

【教学重难点】
重点是光的干涉条件和杨氏双缝干涉的原理及计算方法；难点是薄膜干涉，牛顿环的原理及光的衍射，偏振的概念及迈克尔干涉仪的原理。

【授课内容】
1、光源光的相干性
2、杨氏双缝干涉实验
3、光程和光程差
4、薄膜干涉
5、劈尖干涉牛顿环
6、迈克尔干涉仪
3、光的衍射简介
4、光的偏振简介
第十讲热学与近代物理基础简介
【授课学时】 6学时
【基本要求】
1、了解平衡态、温度、压强、内能、熵的概念
2、理解理想气体的状态方程
3、定性掌握热力学第一、第二、第三定律及光电效应方程。

4、定性掌握狭义相对论的基本观点及物理学上的两朵乌云及后来产生的量子
力学和相对论。

【教学重难点】
重点是热力学第一、第二、第三定律及近代物理的两大支柱及光电效应方程；难点是熵的概念的理解。

五、实验教学内容
项目1 长度测量
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】使学生掌握直尺、游标卡尺、千分尺、读数显微镜等基本长度测量工具的使用和构造原理。

【实验内容摘要】
（1）游标卡尺、千分尺、读数显微镜的基本原理
（2）使用方法
（3）注意事项
【实验基本要求】
（1）掌握游标和螺旋测微原理。

正确使用游标卡尺、千分尺及读数显微镜。

（2）掌握多次等精度测量误差的估算方法。

【主要仪器设备名称及规格、型号】
MC型游标卡尺（精度为0.02）；MC鄂01000128型螺旋测微计（精度为0.001）；JXW-1型测量显微镜。

项目2 验证牛顿第二定律
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】通过实验使学生验证并掌握（1）力一定时，加速度与质量成反比；与（2）质量一定时，力与加速度成正比的结论。

【实验基本要求】
掌握气垫导轨的结构和调整；学习验证牛顿第二定律.
【主要仪器设备名称及规格、型号】
L-QG-T-1500/5.8型气垫导轨；MUJ-ⅡB电脑通用计数器；MC型游标卡尺（精度为0.02）；光电门。

项目3 模拟法测绘静电场
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】掌握用等势面模拟测绘静电场分布的原理。

【实验内容摘要】
（1）模拟法测绘静电场分布的原理；
（2）用等势面模拟测绘静电场分布的方法；
（3）注意事项。

【实验基本要求】
（1）了解用模拟法测绘静电场分布的原理；
（2）用模拟法测绘静电场的分布，做出等势线和电场线。

【主要仪器设备名称及规格、型号】
静电场描绘仪、电极、静电场描绘仪电源、水槽（导电纸）、数字电压表、连接导线等。

项目4 磁场的描绘
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】掌握描绘磁场的基本原理和描绘磁场的基本方法。

【实验内容摘要】
（1）学习感应法测磁场的原理；
（2）学习感应法测磁场的方法；
（3）特别注意事项。

【实验基本要求】
（1）掌握感应法测磁场的原理和方法；
（2）研究载流圆线圈轴线上磁场的分布；
（3）考察亥姆霍兹线圈的均匀区。

【主要仪器设备名称及规格、型号】
磁场描绘信号源磁场描绘仪探测线圈晶体管毫伏
表等。

项目5 用电位差计测干电池电动势和内阻
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】掌握用电位差计测量电动势和内阻的原理和方法。

【实验内容摘要】
（1）学习用电位差计测量电动势和内阻的基本原理；
（2）学习用电位差计测量电动势和内阻的方法；
（3）特别注意事项。

【实验基本要求】
（1）掌握用电位差计测量电动势的原理；
（2）测量干电池的电动势和内阻。

【主要仪器设备名称及规格、型号】
稳压电源E（电流旋钮顺时针转到底后，电压旋钮方连续可调），十一线板式电位差计，检流计G（装上电池后旋动调零旋钮指针摆动为正常），电阻箱R （ZX21型），滑线电阻2个R
P
（200Ω、1A一个，2.5K、0.5A一个），标准电
池一个E
S 、标准电阻R
S
（10Ω）一个，待测干电池E
X
（约1.5V，内组R
X
）一节，
开关三个，导线，万用表。

项目6 惠斯登电桥测电阻
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】
（1）掌握用惠斯登电桥测电阻的原理；
（2）学会正确使用箱式电桥测电阻的方法；
（3）了解电桥灵敏度的概念及提高灵敏度的几种方法【实验内容摘要】
惠斯登电桥（又称单臂电桥）是一种可以精确测量电阻的仪器。

电桥中有电阻R1，R2，R3，R4，称为电桥的四个臂，G为检流计，用以检查它所在的支路有无电流。

当G无电流通过时，称电桥达到平衡。

平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系，利用这一关系就可测量电阻。

【实验基本要求】
（1）掌握惠斯登电桥测电阻的原理；
（2）学会正确使用箱式电桥测电阻的方法。

【主要仪器设备名称及规格、型号】
万用电表、滑线变阻器（1.9K）、电阻箱（3个）、检流计、直流电源、待测电阻（电阻板）、箱式电桥、开关和导线
项目7 等厚干涉现象的研究（牛顿环）
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】
（1）观察光的等厚干涉现象；
（2）利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径R；
（3）学习使用读数显微镜；
（4）学习用逐差法处理实验数据。

【实验内容摘要】
（1）调出牛顿环，观察光的等厚干涉现象；
（2）使用读数显微镜，读出暗环的左右切点的坐标；
（3）利用暗环的公式，算出平凸透镜的曲率半径R。

【实验基本要求】
（1）观察光的等厚干涉现象；
（2）利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径R。

（3）学习使用读数显微镜。

【主要仪器设备名称及规格、型号】
读数显微镜即为测量显微镜。

显微镜通常起放大的作用，而读数显微镜除放大物体外，还能测量物体的大小。

读数显微镜的型
号和规格很多，但基本结构是相同的。

实验使用JCD3 型读数显微镜。

它的主要部分有放大被测物体的显微镜及测量系统。

显微镜系统是与套在测微丝杆上的螺母相固定的，旋转测微鼓轮，将带动显微镜左右移动，移动的距离可以从主尺和
测微鼓轮（相当于螺旋测微器的微分筒）上读出。

项目 8 薄透镜焦距的测定
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】
（1）了解薄透镜的成像规律；
（2）掌握测定透镜焦距的几种方法；
（3）掌握光学系统的共轴、等高调节；
【实验内容摘要】
透镜是最常用的光学元件，是构成显微镜、望远镜等光学仪器的基础。

焦距是表征透镜成像性质的重要参数。

测定焦距不单是一项产品检验工作，更重要的是为光学系统的设计提供依据。

学习透镜焦距的测量，不仅可以加深对几何光学中透镜成像规律理解，而且有助于训练光路分析方法、掌握光学仪器调节技术。

【实验基本要求】
(1)粗调：先将物、透镜、像屏等用光具夹夹好以后，再将它们靠拢，用眼睛观察调
节高低、左右，使它们的中心大致在一条和导轨平行的直线上，并使它们本身的平面互相平行且与光轴垂直。

使用读数显微镜，读出暗环的左右切点的坐标；
(2)细调：如物不在透镜的光轴上，而发生偏离，那么其像的中心在屏上的位置将会
随屏的移动而变化，这时可以根据偏离的方向判断物中心究竟是偏左还是偏右、偏上还是偏下，然后加以调整，直到像的中心在屏上的位置不随屏的移动而变化时即可。

【主要仪器设备名称及规格、型号】
薄凸透镜、、光具座、小灯、平面镜、物屏、像屏。

六、考核方式
考核类型：考试
考核形式：闭卷
七、主要参考资料
《大学物理》简明教程赵近芳等主编北京邮电大学出版社,2015年。

参考资料：
1、《物理学》（第四版），马文蔚等改编，高等教育出版社，2014。

2、《物理学》，刘克哲等编，高等教育出版社,2013。

3、《普通物理学》，程守珠编，高等教育出版社,1982。

编写人（签字）：胡晓秋审核人（签字）：王剑
二级学院负责人（签字）：张文
《大学物理》II课程教学大纲
学分：6
理论学时：80
实践学时：16
一、课程性质与教学目标
《大学物理》I课程是适用于数学与应用数学专业方向的本科学生的一门专业基础必修课程。

二、基本要求
理论教学要求学生既要了解相关的物理现象及掌握一定的基础理论知识，更要通过这些学习，掌握物理学处理问题的方法。

在教学中注意理论联系实际，授课内容与师范教育特点相结合，多举一些生活中的例子，借助这些例子，不仅可帮助学生理解抽象的物理知识，还可以大大提高他们的学习兴趣。

根据不同的内容，灵活采用讲授法、习题课、讨论法等多种教学方法。

充分运用现代化教学手段，提高教学效率。

三、主要教学方法
讲授法、习题课、讨论法、练习法相结合
四、教学内容
第一讲质点运动学
【授课学时】 8学时
【基本要求】
1．了解相对运动的计算方法。

2．理解参考系、坐标系、物理模型的概念及相对运动中的各个物理量。

3．熟练掌握直角坐标系、位矢、位移、速度及加速度概念和定义。

4．熟练掌握已知质点运动方程求速度，加速度的方法。

5. 掌握自然坐标系中的切线分量与法向分量，极坐标系中的线量和角量及它们之间的关系。

【教学重难点】
本章的重点是位矢、位移、速度、和加速度概念和定义及在直角坐标系下的
表达形式；难点是速度、加速度在曲线运动中不同坐标系中的表达形式。

【授课内容】
1. 参考系坐标系物理模型
2. 位矢、位移、速度及加速度
3．曲线运动描述
4．运动学中的两类问题
5. 相对运动
第二讲质点动力学
【授课学时】 8学时
【基本要求】
1、理解并掌握冲量、动量、功、保守力的功、动能、势能的概念和表达式。

2、了解质心、惯性系及惯性力的概念。

3、熟练掌握牛顿三大定律、动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。

【教学重难点】
本章的重点是牛顿三定律、动量守恒定律、机械能守恒定律；难点是动量守恒定律的应用。

【授课内容】
1、牛顿运动定律
2、非惯性系惯性力
2、动量动量守恒定律质心运动定理
3、功动能势能机械能守恒定律
第三讲刚体力学基础
【授课学时】 8学时
【基本要求】
5、了解刚体的力矩和角动量及角动量定理及角动量守恒定律的概念和物
理现象。

6、理解刚体模型，掌握刚体的动能定理，机械能守恒定律。

7、熟练掌握的定轴转动的转动定律。

8、掌握刚体定轴转动的平衡条件。

【教学重难点】
重点是刚体的转动定律和机械能守恒定律；难点是角动量定理及角动量守恒定律。

【授课内容】
1、刚体刚体定轴转动的描述
2、力矩刚体定轴转动的转动定律
3、刚体定轴转动的动能定理
4、刚体定轴转动的角动量定理及角动量守恒定律
第四讲机械振动
【授课学时】 6学时
【教学要求】
1、了解简谐振动的合成和建立简谐振动方程的方法及简谐振动的能量。

2、理解简谐振动的模型和运动学方程及三要素。

3、熟练掌握已知简谐振动方程求三要素的方法。

4、掌握已知简谐振动方程求速度、加速度及力的最大值的方法。

【教学重难点】
本章的重点是简谐振动的模型、已知简谐振动方程求三要素的方法，难点是简谐振动相位的概念和几种不同形式的简谐振动的合成方法及简谐振动的能量。

【授课内容】
1、简谐振动的动力学特征
2、简谐振动的运动学
3、简谐振动的能量简介
4、简谐振动的合成简介
第五讲机械波
【授课学时】 6学时
【基本要求】
1、了解机械波的形成和传播及振动的能量。

2、理解平面简谐波的模型及振动与波动的区别与联系及惠更斯原理和波的
叠加与干涉。

3、熟练掌握已知平面简谐波的方程求三要素的方法。

4、掌握平面简谐波方程的几种不同形式及波的叠加与干涉的条件。

【教学重难点】
重点是机械波形成的条件已知平面简谐波的方程求三要素的方法，难点是平面简谐波的模型理解及振动与波动的区别与联系及波的叠加。

【授课内容】
1、机械波的产生和传播
2、平面简谐波的波函数
3、波的能量简介
4、惠更斯原理波的叠加与干涉
5、驻波简介
第六讲静电场
【授课学时】 12学时
【基本要求】
1、了解电场的能量。

2、理解电场、场强、电力线、电通量，电势、电势能、环流定理、电容和
静电场中的导体及电介质的性质。

3、熟练掌握高斯定理定律的应用及求电势和电容的方法及安培环流定理应
用。

4、掌握静电场中的导体和电介质的性质。

【教学重难点】
本章的重点和难点都是电场强度、及电势和电容及用高斯定理求场强的方法及电势的计算，另一个难点是静电场中的导体和电介质的性质的理解和应用。

【授课内容】
4、电场电场强度
5、电通量高斯定理
6、电场力的功电势
4、电场强度与电势的关系
5、静电场中的导体
6、静电场中的电介质
7、电容电容器
8、电场的能量
第七讲稳恒磁场
【授课学时】 8学时
【教学要求】
1、了解回旋加速器磁聚焦的原理。

2、理解磁感线、磁通量及磁场的高斯定理和磁场对载流线圈的作用及磁介质的性质。

3、熟练掌握用毕-莎定律和安培环路定理求某些特殊磁场的方法。

4、掌握磁场对载流导线的作用的安培定律和对运动电荷作用的洛伦兹力的
计算。

【教学重难点】
本章的重点是毕-莎定律和安培环路定理的理解和应用，难点是电动势、磁通量及磁介质中的安培环路定理。

【授课内容】
1、磁场磁感应强度
2、安培环路定理
3、磁场对载流导线的作用
4、磁场对运动电荷的作用
5、回旋加速器磁聚焦
6、磁介质
第八讲电磁感应与电磁场
【授课学时】 8学时
【教学要求】
1、了解电子感应加速器、涡电流、互感、磁场的能量、感生电场的性质及
感生电动势的计算方法。

2、理解电动势、电磁感应定律及基本理解麦克斯韦电磁场理论。

3、熟练掌握求动生电动势的方法及简单的电磁感应定律的应用。

4、掌握求自感系数的方法。

【教学重难点】
本章的重点是求动生电动势的方法及简单的电磁感应定律的应用及求自感系数的方法，难点是感生电场的性质、互感、磁场的能量的理
解及感生电动势的计算方法。

【授课内容】
7、电磁感应定律
8、动生电动势与感生电动势
9、电子感应加速器、涡电流
10、自感应与互感应
11、磁场能量
12、麦克斯韦电磁场理论简介
第九讲光的干涉、衍射和偏振
【授课学时】 10学时
【基本要求】
1、了解光源的发光机制，了解光程、光程差、光的衍射，偏振的概念及迈克尔干涉仪的原理。

2、理解菲涅尔双面镜、洛埃镜、薄膜干涉，牛顿环的原理。

3、熟练掌握杨氏双缝干涉的原理和计算方法。

4、掌握光的相干条件。

【教学重难点】
重点是光的干涉条件和杨氏双缝干涉的原理及计算方法；难点是薄膜干涉，牛顿环的原理及光的衍射，偏振的概念及迈克尔干涉仪的原理。

【授课内容】
7、光源光的相干性
8、杨氏双缝干涉实验
9、光程和光程差
10、薄膜干涉
11、劈尖干涉牛顿环
12、迈克尔干涉仪
3、光的衍射简介
4、光的偏振简介
第十讲热学与近代物理基础简介
【授课学时】 6学时
【基本要求】
1、了解平衡态、温度、压强、内能、熵的概念
2、理解理想气体的状态方程
3、定性掌握热力学第一、第二、第三定律及光电效应方程。

4、定性掌握狭义相对论的基本观点及物理学上的两朵乌云及后来产生的量子
力学和相对论。

【教学重难点】
重点是热力学第一、第二、第三定律及近代物理的两大支柱及光电效应方程；难点是熵的概念的理解。

五、实验教学内容
项目1 长度测量
【实验类型】验证性实验
【实验学时】 2学时
【实验目的】使学生掌握直尺、游标卡尺、千分尺、读数显微镜等基本长度测量工具的使用和构造原理。

【实验内容摘要】
（1）游标卡尺、千分尺、读数显微镜的基本原理
（2）使用方法
（3）注意事项
【实验基本要求】
（1）掌握游标和螺旋测微原理。

正确使用游标卡尺、千分尺及读数显微镜。

（2）掌握多次等精度测量误差的估算方法。