普通物理学教学大纲

普通物理学教学大纲
课程编号：11005
课程名称：普通物理学
英文名称：General Physics
学分：6
总学时：108
实验（上机）学时：
开设学院：工商学院
适用年级专业（学科类）：一年级第二学期（54学时）二年级第一学期（54学时）电信学科各专业
一、课程说明
（一）编写本大纲的指导思想
为适应我校学分制教学计划的要求，体现科学性、思想性和实践性的基本要求，建立严谨的教学体系，特制定本大纲。

（二）课程目的和要求
通过本课程的教学，使学生较系统地掌握物理学的基本原理和基本知识，培养学生分析问题和解决问题的能力，帮助学生建立辩证唯物主义和历史唯物主义世界观。

本课程既要为后续课程的学习和专业训练提供必要的准备，又要为学生毕业后从事与物理有关的教学、科研和其它工作打下良好的基础。

（三）教学的重点、难点
力学中的能量、热学中的热力学、电学中的直流电、光学中的干涉和衍射为本课的重点；力学中的刚体、热学中的分子速率分布、电学中的麦克斯韦方程组、光学中的夫朗禾费衍射等为难点。

（四）知识范围及与相关课程的关系
应具有中学物理基础和高等数学微积分、矢量部分的知识。

（五）教材及教学参考书的选用
1．教材：《普通物理学》（第五版），程守洙江之永，高等教育出版社，1998；
2．参考书：
（1）《物理学》，马文蔚，高等教育出版社，1999；第四版。

（2）《大学物理》，赵近芳，北京邮电大学出版社，2000第一版。

（3）《大学物理》，孙云卿，电子工业出版社，2005第一版
二、课程内容
第一章质点的运动
教学目的和要求：掌握运动学中的基本概念，引导学生用微积分求解问题。

主要内容：质点参考系运动方程；位移速度加速度；圆周运动及其描述
学时：3学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：平均速度和平均速率有何区别？在什么情况下两者的量值相等？瞬时速度和平均速度的关系和区别是怎样的？瞬时速率和平均速率的关系和区别又是怎样的？
第二章牛顿运动定律
教学目的和要求：掌握牛顿第二定律的微分形式，掌握动量定理和动能定理及应用。

主要内容：牛顿第二定律及其微分形式；动量定理；动能定理
学时：2学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：两质量不等的物体具有相等的动能，哪个物体的动量较大？两质量不等的物体具有
相等的动量，哪个物体的动能较大？
第三章运动的守恒定律
教学目的和要求：掌握能量、动量和角动量三个守恒定律，并了解三个守恒定律成立的条件，能熟练的解决实际问题。

主要内容：保守力保守力场势能；机械能守恒定律能量守恒定律；动量守恒定律；
质点的角动量和角动量守恒定律
学时：3学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：重力势能和引力势能是怎样认识的？又是怎样计算的？它们的量值是绝对的吗？重力是引力的一个特例，你能从引力势能公式推算出重力势能公式吗？
第四章刚体的转动
教学目的和要求：本章从质点运动知识出发，分析和介绍刚体转动的规律，引导学生逐步掌握有关刚体运动的普遍规律，为研究更复杂的机械运动奠定基础。

主要内容：刚体的平动、转动和定轴转动；刚体的角动量转动动能转动惯量；力矩矢量刚体定轴转动定律；定轴转动的动能定理；定轴转动刚体的角动量定理
和角动量守恒定律
学时：8学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：将一个生鸡蛋和一个熟鸡蛋放在桌上使它旋转，如何判定哪个是生的，哪个是熟的？
为什么？
第五章相对论基础
教学目的和要求：相对论是近代物理的重要内容，通过本章学习，使学生了解相对论的基础知识。

主要内容：伽利略相对性原理经典力学的时空观；狭义相对论基本原理洛仑兹坐标变换式；相对论速度变换公式；狭义相对论时空观；狭义相对论动力学基础
学时：4学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：相对论中运动物体长度缩短与物体线度的热胀冷缩是否是一回事？
第六章气体动理论
教学目的和要求：气体动理论是从分子运动论出发来研究热现象，运用统计的方法，研究气体宏观性质和规律，这些知识是学习物理学的学生必须要掌握的。

主要内容：状态过程理想气体；分子热运动和统计规律；气体动理论的压强公式；
理想气体的温度公式；能量均分定理理想气体内能；麦克斯韦速度分布律；
分子的平均碰撞次数及平均自由程；真实气体范德瓦尔斯方程
学时：6学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：试解释气体为什么容易压缩，却又不能无限地压缩。

第七章热力学基础
教学目的和要求：热力学与气体动理论是完全不同的研究热现象的两种方法，掌握它们之间相辅相成的关系，更深刻的理解有关热现象的问题。

主要内容：热力学第一定律; 热力学第一定律对于理想气体等值过程的应用；绝热过程；
焦耳-汤姆孙实验真实气体的内能；循环过程卡诺循环；热力学第二定律；
可逆过程与不可逆过程卡诺定理
学时：6学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：怎样区别内能和热量？
第八章真空中的静电场
教学目的和要求：静电学是研究电现象的基础，它给出了有关电现象的基本概念和基本规律，通过本章的学习给学生打下一个良好的基础。

主要内容：电荷库仑定律；电场电场强度；高斯定理；静电场的环路定理电势；
等势面电场强度与电势梯度的关系；带电粒子在静电场中的运动
学时：8学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：一根有限长的均匀带电直线，其电荷分布及所激发的电场有一定的对称性，能否利用高斯定理算出场强来？
第九章导体和电介质中的静电场
教学目的和要求：静电场从真空情况拓展到导体和电介质中，相应的规律一定很好的掌握，因为本章的内容具有很重要的实际意义。

主要内容：静电场中的导体；空腔导体内外的静电场；电容器的电容；电介质及其极化；电介质中的静电场；有介质时的高斯定理电位移；静电场的能量
学时：8学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：两个彼此远离的金属球，一大一小，所带电荷同号等量，问这两个球的电势是否相等？其电容是否相等？如果用一根细导线把两球相连接，是否会有电荷流动？
第十章恒定电流和恒定电场
教学目的和要求：本章着重从场的观点阐明电流遵循的基本规律，引导学生处理好场和路的问题。

主要内容：电流密度电流连续性方程；恒定电流和恒定电场电动势；欧姆定律；一段含源电路的欧姆定律基尔霍夫定律
学时：6学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：电源中存在的电场和静电场有何不同？
第十一章真空中的恒定磁场
教学目的和要求：要认识运动的电荷产生磁场，磁场是物质的一种形式，通过本章的学习，使学生掌握有关磁场的基本概念和基本规律。

主要内容：磁感应强度磁场的高斯定理；毕奥—萨伐尔定律；毕奥—萨伐尔定律的应用；安培环路定理；安培环路定理的应用；带电粒子在磁场中所受作用及其
运动；带电粒子在电场和磁场中运动的应用；磁场对载流导线的作用；平行
载流导线间的相互作用力安培的定义
学时：10学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：我们为什么不把作用于运动电荷的磁力方向定义为磁感应强度B的方向？
第十二章磁介质中的磁场
教学目的和要求：了解一些有关磁介质的知识，为今后的学习和应用打下基础。

主要内容：磁介质顺磁质和抗磁质的磁化；磁化强度磁化电流；磁介质中的磁场磁场强度；铁磁质
学时：4学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：试说明B与H的联系和区别。

第十三章电磁感应和暂态过程
教学目的和要求：电磁感应现象是人类认识世界取得的重大成果，它不仅具有重要的理论意
义，还为今天大规模的用电提供可能。

通过本章的学习使学生深刻领会本
章内容，掌握内在的重要规律，并学以致用。

主要内容：电磁感应定律；动生电动势；感生电动势有旋电场；涡电流；自感和互感；磁场的能量
学时：6学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：如何理解楞次定律本质就是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现？
第十四章麦克斯韦方程组电磁场
教学目的和要求：使学生对电磁场和电磁波有一定的了解。

主要内容：位移电流；麦克斯韦方程组
学时：2学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：麦克斯韦方程组是由哪几个电磁学定律推广而来？
第十五章机械振动和电磁振荡
教学目的和要求：振动现象是自然界中广泛存在的，我们从简谐振动的基本规律入手，学习解决更复杂的问题。

主要内容：简谐振动；阻尼振动；受迫振动共振；电磁振荡；同方向的简谐振动合成；
相互垂直的简谐振动合成
学时：6学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：小球在地面上作完全弹性的上下跳动，是不是简谐振动？
第十六章机械波和电磁波
教学目的和要求：振动时产生波的根源，波是振动的传播，是学生很好的掌握两者之间的关系，并为学好光学奠定基础。

主要内容：机械波的产生和传播；平面简谐波波动方程；波的能量波的强度；声波；
电磁波；惠更斯原理波的衍射；波的叠加原理波的干涉驻波；多普勒效应
学时：8学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：机械波和电磁波有何异同？
第十七章波动光学
教学目的和要求：本章主要讲解光的干涉、衍射和偏振，它们既有重要的理论意义，又有实际的应用价值。

这一方面要使学生有全面深入的了解，掌握这方面的知识。

主要内容：光源单色光相干光；双缝干涉；光程与光程差；薄膜干涉—等倾条纹；
薄膜干涉—等厚条纹；迈克尔逊干涉仪；光的衍射现象惠更斯—菲涅尔原
理；单缝的夫琅禾费衍射；圆孔的夫琅禾费衍射光学仪器的分辨本领；光
栅衍射；自然光和偏振光；起偏检偏马吕斯定律；反射和折射时光的偏
振；光的双折射
学时：14学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：哪些现象说明光波具有波动性？哪些现象说明光波是横波？
第十八章早期量子论和量子力学基础
教学目的和要求：了解一些早期量子论和量子力学基础方面的知识，为认识微观世界奠定基础。

主要内容：热辐射普朗克的量子假设；光电效应爱因斯坦的光子理论；德布罗意波波粒二象性；不确定度关系；波函数薛定谔方程
学时：4学时
主要教学环节的组织：以课堂教学为主
思考题：哪些现象说明光具有波粒二象性？。