大学物理学(A1-A2)教学大纲

《大学物理学(A1-A2)》教学大纲

学时：144 总学分：8学分

理论教学：144（两学期）实验学时：54学时（另开）

面向专业：电子信息科学与技术课程代码：BB104001-2

大纲执笔人：姜黎霞大纲审稿人：鲍钢飞

一、大纲说明

1、教学目的和基本要求：

本课程是专业基础课，同时还具有自然科学素质教育的意义，因此，要求学生熟练掌握物理学的基本概念和基本规律，正确认识各种物理现象的本质；还应掌握物理学研究问题的思想方法，能对实际问题建立简化的物理模型，并对其进行正确的数学分析。通过对本课程的学习，学生应养成科学的思维习惯，并为理解专业知识打下良好的基础。

2、内容提要：

本课程分在两个学期内讲授。前一学期内容分为四部分：

第一部分是“力学的物理基础”，包括质点运动的描述方法，质点动力学和刚体定轴转动的基本规律和概念，以及量纲和非惯性系问题的一般处理方法等；第二部分是“分子物理学和热力学”，介绍热平衡态、热量和内能等基本概念，以及气体状态方程、分子的速率分布、热力学基本定律、卡诺定理等；第三部分是“静电场与稳恒电流”，介绍静电场的基本概和基本原理，并讨论导体和电介质在静电场中的基本性质，进而引出电路理论的基本关系式。

后一学期内容分为三部分：

第一部分是“磁场与电磁感应、电磁场”，介绍磁场的基本性质，讨论磁场与电流间的联系以及电磁感应现象的物理内涵，进而建立起电磁场的基本概念；第二部分是“波动光学”，从波动的角度认识光的干涉和衍射现象，讨论光的偏振和双折射，由此深化对电磁波基本性质的理解；第三部分是“近代物理学基础”，包括狭义相对论的基本假设和主要结论，量子物理学基础知识，以及激光原理和固体的能带等。

根据实际情况，教学内容的次序可作适当调整。

二、大纲内容

第一章质点运动学

§1.1 参照系和坐标系质点

质点的概念，参考系坐标系，时间和空间，运动方程

§1.2 位置矢量位移

位矢，位移，速度，加速度，匀速直线运动

§1.3 圆周运动

圆周运动的切向加速度和法向加速度，圆周运动的角量描述，角量和线量的关系§1.4 曲线运动的矢量形式

运动阶家原理，圆周运动的矢量形式，抛体运动的方程的矢量形式§1.5 相对位移和相对速度

伽利略变换式，速度变换公式，加速度变换公式

本章重点：参照系的概念，位置矢量、位移矢量、速度矢量、加速度矢量及其在不同坐标系中的分量表达式，质点的运动方程，相对运动的概念。

本章难点：位置矢量、位移矢量、速度矢量、加速度矢量的相对性、瞬时性及矢量形。

第二章顿运动定律牛

§2.1 牛顿第一定律和牛顿第三定律定律

§2.2 常见力和基本力

§2.3 牛顿第二定律及其微分形式

牛顿第二定律，牛顿第二定律的微分形式

§2.4 牛顿运动定律应用举例

常力作用下的连接体问题，变力作用下的单体问题

§2.5 动量定理

动量定理，变质量物体的远东方程

§2.6 动能定理

功的概念，能量，动能地理

§2.7 惯性系，惯性力

本章重点：牛顿定律、质点及质点系的动量定理和动能定理、动量定理、惯性系与非惯性系。

本章难点：非惯性系中牛顿定律的应用及惯性力的计算，变力的冲量及功的计算。第三章运动的守恒定律

§3.1 保守力成对力做功势能

保守力做功的特点，成对力和内力做功，势能和势能曲线

§3.2功能原理

质点系统动能定理，系统的功能原理，理想流体的柏努利方程§3.3机械能守恒定律能量守恒定律

§3.4质心质心运动定理动量守恒定律火箭飞行

质心，质心运动定理，动量守恒定律，火箭飞行

§3.5 碰撞

完全弹性碰撞，完全非弹性碰撞，弹性碰撞中功和能，碰撞系数§3.6 质心的角动量和角动量的守恒定律

角动量，角动量守恒定理

§3.7 质心在有心力场中的运动

§3.8 对称性和守恒定律

对称性，内德尔定理

本章重点：保守力的概念，势能的概念，质点系的动能定理，质心运动定理

本章难点：质心运动定理，火箭飞行

第四章刚体的转动

§4.1 刚体的定轴转动

平动，转动，刚体的定动轴转动

§4.2 刚体的角动量转动动能转动惯量

§4.3 力矩转动定律

§4.4 定轴转动的动能定理

§4.5 刚体的自由度刚体的平面运动

§4.6 定轴转动的角动量定理和角动量守恒定理

本章重点：刚体、刚体的定轴转动、角速度、角加速度、转动惯量、力矩、转动动能及角动量的概念，刚体绕定轴转动的转动定律、动能定理、角动量定理及角动量守恒定律及其应用。

本章难点：转动惯量、角动量、力矩的功的计算。

第五章狭义相对论基础

§5.1 伽利略变换和经典力学时空观

§5.2 迈克尔逊-莫雷实验

§5.3 爱因斯坦狭义相对论基本假设洛仑兹变换

§5.4 相对论中的长度、时间和同时性

§5.5 相对论动力学基础

本章重点：伽利略变换，洛仑兹变换，相对论时空观，质速函数关系、质能当量关系和动量能量三角关系的应用。

本章难点：相对论时空观的理解。

第六章气体分子运动论

§6.1 平衡状态理想气体状态方程

热力学系统,系统的分类,平衡态,状态参量,状态方程

§6.2 气体分子运动论的压强公式

理想气体的微观定义,气体压强产生机理,理想气体压强公式的推导§6.3 气体分子平均平动能与温度的关系

§6.4 能量按自由度均分原理理想气体的内能

刚性分子的自由度,能量按自由度均分原理,理想气体的内能

§6.5 麦克斯韦速率分布定律

速率分布的概念,速率分布函数, 麦克斯韦速率分布曲线,气体的三种速率§6.6 分子碰撞和平均自由程

§6.7 气体内的迁移现象及其基本定律

§6.8 真实气体的等温线饱和蒸汽临界状态

§6.9 范德瓦耳斯方程

本章重点：理想气体状态方程的应用，理想气体压强公式及温度公式的物理意义，能量按自由度均分原理的应用，麦克斯韦速率分布函数的应用,范德瓦耳斯

方程，真实气体的内能。

本章难点：麦克斯韦速率分布函数的应用，迁移现象。

第七章热力学的基础

§7.1 功热量内能

§7.2 热力学第一定律

§7.3 气体的摩尔热容

§7.4 热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用

§7.5 循环过程卡诺循环

§7.6 热力学第二定律卡诺定理

§7.7 熵熵增加原理

§7.8 热力学第二定律的统计意义和适用范围

本章重点：热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用，热力学第一定律在理想气体循环过程中的应用，热机效率及致冷机致冷系数的计算，卡诺循环的概

念，熵变的计算及熵增加原理。

本章难点：可逆与不可逆过程，卡诺定理，熵变的计算及熵增加原理。

第八章静电场

§8.1 电荷库仑定律

库仑定律的矢量形式