最新大学物理学(B)教学大纲

大学物理学(B)教学大纲《大学物理学(B)》教学大纲一、大纲说明1.教学目的和基本要求：本课程是基础课，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：第一部分是“力学基础”，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“热力学和分子物理学”，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专程的基本性质，进而引出电路理论的基本关系式。

第四部分是“磁场与电磁感应、电磁场”，介绍磁场的基本性质，并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；第五部分是“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；第六部分为相对论基础，简介狭义相对论的基本概念。

3.教学改革（与原课程内容比较）本课程是在原《大学物理学2》的基础上发展而来的，与原大纲相比总学时增加了18学时，增加的原因是我校的《大学物理学2》的教学水平与其他学校相比有比较大的差距，也与我校的发展目标不相符。

增加的学时主要用来讲授相对论及光学两部分内容，是大学物理学的教学内容更加完整。

但即使像现在的学时，也与科大等院校仍有很大差距。

二、大纲内容第一章质点运动学§1.1 质点运动的描述参考系，质点的概念，位置矢量，运动方程，位移的概念，速度§1.2 匀加速运动匀加速直线运动，斜抛运动§1.3 圆周运动平面极坐标，法向加速度和切向加速度，角加速度，匀速圆周运动和匀加速圆周运动§1.4 相对位移和相对速度时间和空间，相对运动的速度和加速度本章重点：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。

第二章质点动力学§2.1 牛顿运动定律牛顿第一定律，牛顿第二定律，牛顿第三定律§2.2 力学的单位制和量纲§2.3 几种常见的力万有引力，弹性力，摩擦力§2.4 惯性系力学相对性惯性参考系，力学相对性原理，牛顿运动定律的应用举例本章重点：牛顿定律、各种常见力，惯性系与非惯性系，力学相对性原理。

本章难点：牛顿定律的应用。

第三章，动量守恒定律和能量守恒定律§3.1 质点及质点系动量定理冲量，质点的动量定理§3.2 动量守恒定律§3.3 动能定理功，质点的动能定理§3.4 保守力，势能万有引力，重力，弹性力做功的特点；保守力和非保守力，保守力做功的数学表达式，势能的概念§3.5 功能原理，机械能守恒定律质点系的动能定理，内力和外力做功，质点系的功能原理，机械能守恒定律§3.6 碰撞§3.7 质心，质心运动定理本章重点：质点及质点系的动量定理和动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律和能量守恒定律及其应用，外力与内力、保守力与非保守力的概念。

本章难点：质心运动定理第四章刚体的转动§4.1 刚体的定轴转动刚体的平恫吓转动，刚体的角速度和角加速度，匀变速转动公式，角量和线量的关系§4.2 力矩转动定律转动惯量力矩，转动定理，转动惯量的定义和计算，转动惯量的平行轴定理§4.3 角动量角动量守恒定律质点的角动量和角动量守恒定律，刚体的角动量和角动量守恒定律§4.4 力矩的功刚体定轴转动中的动能定理力矩的功，力矩的功率，转动动能，刚体绕定轴转动的动能定理§4.5 刚体的平面运动本章重点：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，转动定律及其应用，角动量定理。

第六章热力学的基础§6.1 平衡状态理想气体物态方程气体的状态参量，平衡态，理想气体的状态方程§6.2 准静态过程功热量准静态过程，功，热量；§6.3 内能热力学第一定律内能，永动机，热力学第一定律§6.4 热力学第一定律对于理想气体的等值过程的应用摩尔热容等体过程，理想气体的定容摩尔热容量；等压过程，理想气体的定压摩尔热容量，等温过程§6.5 绝热过程绝热的意义，绝热方程，绝热线和等温线§6.6 循环过程卡诺循环循环的意义，循环过程的分类，正循环和热机，热机的效率，逆循环和制冷机，卡诺循环的构成，卡诺循环的效率§6.7 热力学第二定律卡诺定理热力学第二定律的两种表述，卡诺定理§6.8 可逆过程和不可逆过程典型的不可逆过程，热力学第二定律的宏观实质§6.9 熵熵增加原理克劳修斯等时，熵的定义，熵的计算，熵增加原理本章重点：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。

第七章气体动理论§7.1 物质的微观模型统计规律性分子的数密度和线度，分子力，分子热运动的无序性和统计规律性§7.2 理想气体的压强公式理想气体的微观模型，压强的产生机理，理想气体的压强公式，§7.3 气体分子平均平动能与温度的关系§7.4 能均分原理理想气体的内能自由度的概念，刚性分子的自由度，能均分定理，理想气体的内能，定压摩尔热容量核定容摩尔热容量。

§7.5 麦克斯韦分子速率分布定律速度分布的概念，气体分子速率分布的测定，三种统计速率§7.6 分子平均碰撞次数和平均自由程§7.7 气体内的迁移现象及其基本定律粘滞现象，热传导现象，扩散系数，三种歉意系数§7.8 实际气体的范得瓦尔斯方程§7.9 热力学第二定律的统计意义熵与无序，无序度与微观状态数，熵与热力学概率，玻耳兹曼关系式本章重点：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波耳兹曼能量分布。

本章难点：统计规律，麦克斯韦速率分布函数的应用，理想气体的内能，平均自由程。

第八章静电场§8.1 电荷的量子化电荷守恒定律定律§8.2 库仑定律库仑定律的矢量形式§8.3 电场强度电荷件相互作用的过程，电场与电场强度，点电荷的场强公式，场强叠加原理，电场强度的计算。

§8.4 电场强度通量高斯定理电通量，电通量的计算，高斯定理，利用高斯定理求电场强度§8.5 静电场的环路定理电势能静电场力做功的特点，电势能§8.6 电势电势，电势差§8.6 电场强度与电势梯度的关系§8.7 静电场的电偶极子本章重点：电场强度、电势的概念、计算及两者的关系，静电场的叠加原理、高斯定理、环路定理及其应用。

本章难点：电场强度、电势的计算第九章静电场中的导体和电介质§9.1 电场中的导体静电感应，静电平衡条件，导体上的电荷分布，静电屏蔽§9.2 电容电容器电介质的极化孤立导体的电容，电容器，电容器得并联和串联§9.3 电场中的电介质电介质对电容的影响，相对电容律，电解质的极化，电极化强度，电介质中的电场强度§9.4 电位移，有电介质的高斯定理§9.5 静电场的能量能量密度电容器的能量，静电场的能量，能量密度§9.6 静电场的边界条件本章重点：导体的静电平衡条件及平衡态下导体的主要性质，介质中的高斯定理，电位移矢量，电容的计算，电场的能量。

本章难点：电位移的概念，介质中的场强、电势分布、极化电荷的分布计算。

第十章稳恒电流§10.1 稳恒电流电流密度电流，电流密度，§10.2 电阻率欧姆定律及其微分形式电阻率，超导体，欧姆定律的微分形式§10.3 电源电动势§10.4 全电路欧姆定律本章重点：电流密度，电动势，欧姆定律的微分形式，焦耳-楞次定律的微分形式，含源电路的欧姆定律。

本章难点：电流密度、电势差及导体界面处电荷的分布计算。

第十一章电流的磁场§11.1 磁场磁感应强度§11.2 毕奥-萨伐尔定律电流元，毕奥-萨伐尔定律，利用毕奥-萨伐尔定律求电流的磁场，磁偶极矩，运动电荷的磁场§11.3 磁通亮，磁场的高斯定理磁感线，磁通量，磁场的高斯定理，§11.4 安培环路定理安培环路定理，利用安培环路定理求磁场§11.5 带电粒子电荷在电场和磁场中的运动带电粒子在电磁场中的受力，带电粒子在磁场钟的运动举例安培力，电流的单位，两根无限长平行载流直导线间的相互作用§11.6 磁场对载流导体的作用力安培定律§11.7 磁场对载流线圈的作用本章重点：磁感应强度、磁通量的概念，毕奥.萨伐尔定律、安培环路定理及其应用。

本章难点：已知电流分布由毕奥.萨伐尔定律、安培环路定理求磁场分布。

第十二章物质的磁性（选）§12.1 磁介质磁化强度§12.2 磁介质中的安培环路定理磁场强度、§12.3 铁磁质本章重点：磁介质及其分类，磁化强度，磁感应强度、磁场强度、磁化强度间的关系。

本章难点：铁磁质的磁化特征。

第十三章电磁感应电磁场（选）§13.1 电磁感应定律§13.2 动生电动势和感生电动势§13.3 自感与互感§13.4 磁场能量磁场能量密度§13.5 位移电流电磁场基本方程的积分形式本章重点：电磁感应定律动生电动势和感生电动势自感与互感磁场能量磁场能量密度，麦克斯韦方程组积分形式的物理含义，电磁波的基本性质。

本章难点：动生电动势和感生电动势自感与互感磁场能量磁场能量密度位移电流的理解及计算，L-C振荡电路中电磁振荡过程的分析。

第十七章波动光学§17.1 相干光§17.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验，杨氏双缝干涉的光强分布，双凤，劳埃德镜§17.3 光程薄膜干涉光程，透镜不引起附加光程差，薄膜干涉，等倾干涉§17.4 劈尖牛顿环劈尖，牛顿环§17.5 迈克耳逊干涉仪§17.6 光的衍射光的衍射现象，惠更斯—菲涅耳原理，菲涅耳衍射和夫琅和费衍射§17.7 单缝衍射单缝衍射的光路图，单缝衍射的条纹，条纹宽度§17.8 圆孔衍射光学仪器的分辨本领圆孔衍射，爱里斑，瑞力判据，望远镜的最小分辨角，显微镜的鉴别距离§17.9 衍射光栅光栅，光栅常数，光栅衍射条纹的形成，光栅方程，衍射光谱§17.10 X-射线衍射§17.11 光的偏振马吕斯定律什么是自然光，什么是偏振光，偏振片，起偏和检偏，马吕斯定律§17.12 反射和折射时光的偏振§17.13 双折射偏振棱镜双折射的寻常光和非寻常光，尼科尔棱镜§17.14 旋光现象§17.15 偏振光的干涉椭圆偏振光和圆片振光，偏振光的干涉§17.16 非线性光学现象本章重点波动光学的基本概念：干涉、衍射、偏振及其条件与计算本章难点光的偏振，偏振光的干涉第十八章相对论（选）§18.1 伽利略变换和牛顿时空观伽利略变换式，经典力学的相对原理，经典力学的绝对是空观§18.2 迈克耳孙.莫雷实验§18.3 狭义相对论基本原理洛伦兹变换狭义相对论的基本原理，洛仑兹变换式，洛仑兹速度变换式§18.4 狭义相对论的时空观同时的相对性，长度的收缩，时间的延缓§18.5 相对论动量与能量动量和速度的关系，狭义相对论的基本方程，质量和能量的关系本章重点：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。