大学物理课程

《大学物理》课程

教学大纲

课程代码： 2008099、2008100

课程名称：《大学物理》/University Physics

课程类型：公共基础课

学时学分：128学时/8学分

适用专业：全校理工类本科生（除地球物理学专业）

开课部门：基础课教学部

一、课程的地位、目的和任务

大学物理是高等学校理工科各专业学生的一门重要的必修基础课。

大学物理学课程的作用：第一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础。物理学研究物质的基本结构、基本运动形式和物质的相互作用，是其他自然科学和工程技术的基础；因此，学生应通过学习物理学获得关于物质的基本结构、物质基本运动形式和物质的相互作用基本规律的知识，为学习其他课程打好基础。第二方面是使学生通过物理学的学习，初步学习科学的思想方法和研究方法，培养独立思考和分析问题、解决问题的能力，提高学习素质，激发求知和创新的精神。因此，学好本课程不仅对学生在校期间的学习有重要作用，而且对学生毕业后的工作和知识的更新也有较深远的影响。

本课程的教学目的为：

1. 使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有较系统的知识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础；

2. 通过各教学环节培养学生的科学思维方法、严谨的科学工作作风，培养学生分析问题和解决问题的能力；

3. 培养和鼓励学生的探索精神和创新意识。

二、课程与相关课程的联系与分工

先修课程：《高等数学》

鉴于本课程对数学知识的需要，本课程适宜于大一第二学期和大二第一学期两学

期开设。

相关课程：《大学物理实验》

后续课程：各专业有关的专业基础课及专业课如理论力学、通信原理、电工原理、地震前兆测量、工程物探等

三、教学内容与基本要求

第一章质点运动学

1.教学内容

第一节质点运动的描述

（1）参考系、质点；

（2）位置矢量、运动方程、位移；

（3）速度、加速度；

第二节求解运动学问题举例

第三节圆周运动

（１）角位移、角速度；

（２）切向加速度和法向加速度、角加速度；

（３）匀速率和匀变速率圆周运动；

第四节相对运动

（1）时间与空间

（2）相对运动

2.重点难点

教学重点掌握位置矢量、位移、速度、加速度等物理量

教学难点运动学中各物理量的矢量性

3.基本要求

（1）掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度。能借助于极坐标计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。

（2）理解质点运动的瞬时性、矢量性和相对性。

（3）掌握运动学两类问题的求解方法。

运动学的第一类问题：由运动方程求质点的速度和加速度。

运动学的第二类问题：由质点的速度或加速度及初始条件，求运动方程。

第二章牛顿定律

1.教学内容

第一节牛顿定律

（１）牛顿第一定律

（２）牛顿第二定律

（３）牛顿第三定律

第二节物理量的单位和量纲

第三节几种常见的力

第四节牛顿定律的应用举例

（1）物体受力分析、隔离体方法

（2）应用举例

2.重点难点

教学重点掌握牛顿定律的应用

教学难点将微积分和矢量运算方法应用与力学；变力作用下牛顿定律的应用

3.基本要求

（1）掌握牛顿运动三定律及其适用范围。能求解一维变力情况下质点的动力学问题。

（2）理解力学单位制和量纲。

（3）熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情况，能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动力学问题．

（4）理解惯性系与非惯性系的概念。

第三章动量守恒定律和能量守恒定律

1.教学内容

第一节质点与质点系动量定理

（1）冲量质点的动量定理

（2）质点系的动量定理

第二节动量守恒定律

（1）动量守恒条件

（2）动量守恒举例

第三节动能定理

（1）变力做功的计算

（2）质点的动能定理

第四节保守力和非保守力势能

（1）万有引力、重力、弹性力作功的特点

（2）保守力和非保守力

（3）势能

第五节功能原理机械能守恒定律

（1）质点系的动能定理

（2）质点系的功能原理

（3）机械能守恒定律

第六节碰撞

（1）几种碰撞情况

（2）相关例题

第七节能量守恒定律

2.重点难点

教学重点掌握并灵活运用动量定理、动能定理及相应的守恒定律；变力的功；

教学难点三个运动定理及其守恒定律的应用；综合性力学问题的分析求解。

3.基本要求

（1）掌握动量、冲量概念，掌握动量定理和动量守恒定律。

（2）掌握功的概念, 能计算变力的功，理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算万有引力、重力和弹性力的势能。

（3）掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律，掌握运用动量和能量守恒定律分析力学问题的思想和方法。

（4）了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点，并能处理较简单的完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的问题。

第四章刚体转动

1.教学内容

第一节刚体的定轴转动

（1）刚体转动的角速度与角加速度

（2）角量与线量的关系

第二节力矩转动定律转动惯量

（1）力矩

（2）转动定律

（3）转动惯量及其计算

第三节角动量角动量守恒定律

（1）质点的角动量定理和角动量守恒定律

（2）刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律

第四节力矩作功刚体绕定轴转动的动能定理

（1）力矩作功和功率

（2）转动动能

（3）刚体绕定轴转动的动能定理

2.重点难点

教学重点刚体定轴转动定律。

教学难点应用刚体定轴转动定律求解连接体问题。

3.基本要求

（1）掌握描写刚体定轴转动角速度和角加速度的物理意义，并掌握角量与线量的关系．（2）掌握力矩和转动惯量概念，掌握刚体绕定轴转动的转动定理．

（3）理解角动量概念，掌握角动量定律，并能处理一般质点在平面内运动以及刚体绕定轴转动情况下的角动量守恒问题

（4）理解刚体定轴转动的转动动能概念，能在有刚体绕定轴转动的问题中正确地应用机械能守恒定律

第五章机械振动

1.教学内容

第一节简谐运动简谐运动的振幅、周期、频率和相位