大学物理课程教学大纲

大学物理课程教学大纲

课程编号：B06111

适用专业：机械工程、电气电子、计算机、土木工程、汽车类各专业

学时：120学时（其中理论102学时，习题18学时）

一、课程的性质与任务

物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动方式及其相互转化规律的学科。物理学的研究对象具有极大的普遍性。它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，应用于生产技术的各个部门，它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。本课程所教授的基本概念、基本理论、基本方法和实验技能是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个科技工作者所必备的物理基础。因此，大学物理课是高等工业学校各专业学生的一门重要的必修基础课。其教学目的与任务是：

1．通过该课程的学习，使学生树立正确的学习态度，对物理学的基本内容有较全面、较系统的认识，初步掌握学习科学的思想方法和研究问题的方法，培养独立获取知识的能力，对于开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人文素质具有重要作用。

2．通过本课程的教学，使学生对课程中的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面和系统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力。

3．培养学生实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观，培养学生的爱国主义思想。了解各种理想物理模型并能根据物理概念、问题的性质和需要，能够抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。

4．培养学生基本的科学素质，使之能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料。为学生进一步学习专业知识、掌握工程技术以及今后知识更新打下必要的物理学基础。

5．培养学生科学的思维方法和研究问题的方法，使其学会运用物理学的原理、观点和方法，研究、计算或估算一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级和与已知典型结果，判断结果的合理性。

6．培养学生对所学知识的综合及运用能力，并打下在生命科学研究中或生产实践中运用物理学的原理、方法和手段解决问题的基础，增强学生毕业后对所从事工作的适应能力。

二、课程教学基本内容

（一）力学部分

1．质点运动学

（1）质点、参照系、坐标系。

（2）描述质点运动的基本物理量：位置矢量、运动方程、位移、速度、加速度。

（3）直线和平面曲线运动：角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。

（4）相对运动：时间与空间、相对运动、相对速度。

2．质点动力学

（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、惯性系、非惯性系、惯性力。

（2）力对时间的积累作用---冲量、动量；质点动量定理、质点系动量定理；动量守恒定律。

（3）力对空间的积累作用---功、功率；质点动能定理、质点系动能定理；保守力与势能；功能原理、机械能守恒定律、能量守恒定律、碰撞。

3. 刚体动力学

（1）角位移、角速度、角加速度、角量与线量的关系。

（2）力矩、转动惯量、刚体定轴转动的转动定律。

（3）刚体定轴转动动能定理和功能原理

（4）质点角动量、质点系角动量、刚体角动量、角动量定理、角动量守恒定律，刚体转动中的能量守恒

（5）*进动。

（二）热学部分

1．热力学基础

（1）平衡态、准静态过程、理想气体状态方程、内能、功和热量

（2）热力学第一定律，

（3）绝热过程、循环过程与卡诺循环

（4）热力学第二定律，

（5）可逆及不可逆过程，

2．气体分子运动论

（1）麦克斯韦气体分子速率分布律，玻尔兹曼分布率

（2）理想气体的微观模型、理想气体的压强和温度的微观和统计意义。

（3）能量按自由度均分定理、理想气体的内能

（4）气体分子的平均碰撞次数与平均自由程，

（5）熵和熵增加原理，热力学第二定律的统计意义。

（三）电磁学部分

1．静电场

（1）基本电现象和库仑定律

（2）电场、电场强度

（3）电通量、静电场中高斯定理

（4）静电力所做的功、电势能。

（5）电势、电势差、等势面。电场强度与电势梯度的关系。2．静电场中的导体和电介质

（1）静电场中的导体的静电平衡条件。

（2）电容和电容器。

（3）静电场中的电介质及其极化。

（4）极化强度矢量，束缚电荷面密度。

（5）电介质中高斯定理，电位移矢量。

（6）静电场的能量。

3．稳恒电流

（1）电流强度和电流密度

（2）稳恒电流和稳恒电场。

（3）*欧姆定律的微分形式

（4）电源和电源电动势。

（5）*一段含元电路的欧姆定律，基尔霍夫定律。

4．稳恒磁场

（1）磁场与磁感应强度

（2）磁通量、稳恒磁场的高斯定理

（3）毕奥- 萨伐尔定律及其应用

（4）稳恒磁场的安培环路定理及其应用。

（5）磁场对运动电荷的作用力---洛仑兹力，霍尔效应。

（6）磁场对载流导线的作用力---安培力，磁力的功。

（7）磁介质、磁化强度矢量。

（8）磁场强度、磁介质中高斯定理和安培环路定理及其应用。（9）电磁质。

5．电磁感应

（1）法拉第电磁感应定律和楞次定律。

（2）动生电动势和感生电动势。

（3）自感现象、自感系数、自感电动势。

（4）互感现象、互感系数、互感电动势。

（5）磁场能量和能量密度

6．电磁场理论与电磁波基础

（1）位移电流、全电流安培环路定律

（2）麦克斯韦电磁场方程的积分形式。