《大学物理A》课程教学大纲详解

《大学物理A》课程教学大纲

课程代码：07021110017/8

课程名称：大学物理AⅠ/Ⅱ

英文名称：College Physics AⅠ/Ⅱ

学分：3/3 总学时：96

讲课学时：48/48 实验学时：上机学时：课外学时：

适用对象：适用于四年制工科本科各专业

先修课程：高等数学

学生自主学习时数建议：150

一、课程性质、目的和任务

物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。

以物理学基础为内容的大学物理课程，是高等学校工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。

大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基础，培养学生树立科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。因此，大学物理是高等工科院校和专业学生的一门重要的必修基础课。

二、教学基本要求

通过大学物理课程的学习，使学生达到以下基本要求：

1．全面完成大学学业以及在毕业后的工作中进一步深造和不断更新知识打好必要的物理基础。

(1)对物理学的基本概念，基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解。

(2)学会运用基本概念和基本规律来分析、处理物理问题的基本方法。在自学能力、运算技巧和抽象思维能力等方面均能受到一个初步而又严格的训练。

(3)培养科学的思考方法和研究问题、判断正误的一般思路。

2．培养辩证唯物主义世界观。

三、教学内容

第1章质点运动学与牛顿定律

1、教学内容

（1）掌握参考系、质点、位置矢量、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。

（2）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；能计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。

（3）理解相对位移，相对速度的概念。

（4）掌握牛顿运动定律及应用，了解惯性参考系、力学相对性原理。

2、重点和难点

（1）重点：位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度；牛顿运动定律及应用；

（2）难点：计算质点在平面内运动时的速度、加速度；计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。

第2章动量守恒与能量守恒定律

1、教学内容

（1）理解冲量、动量的概念；理解变力作功的概念；理解保守力作功的特点及势能的概念；会计算重力、弹性力和万有引力势能；

（2）掌握质点的动能定理和动量定理，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题；

（3）掌握机械能守恒定律、动量守恒定律，掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法，能分析简单系统在平面内运动的力学问题。

2、重点和难点

（1）重点：冲量、动量、功的概念；动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律。

（2）难点：变力作功、运用守恒定律分析问题的思想和方法。

第3章连续物体的运动

1、教学内容

（1）理解转动惯量的概念，掌握刚体绕定轴转动的转动定律。

（2）通过质点在平面内的运动情况理解角动量（动量矩）和角动量守恒定律。

（3）刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律和刚体在绕定轴转动情况下的动能定理；并能用它解决杆、圆盘、圆柱的定轴转动问题。

2、重点和难点

（1）重点：角动量、转动惯量的概念；角动量守恒定律、转动定律。

（2）难点：理解转动惯量的概念；定轴转动情况下的角动量守恒定律、动能定理和转动定律。

第4章机械振动

1、教学内容

（1）掌握描述简谐振动的各物理量（特别是相位）及各量间的关系；理解旋转矢量法。

（2）掌握简谐振动的基本特征，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并理解其物理意义。

(3) 理解同方向、同频率的两个简谐振动的合成规律；了解阻尼振动、受迫振动等可列出微分方程，给出方程能着重物理概念和物理含意的讨论。

2、重点和难点

（1）重点：简谐振动；旋转矢量法；同方向、同频率的两个简谐振动的合成。

（2）难点：旋转矢量法；同方向、同频率的两个简谐振动的合成。

第5章机械波

1、教学内容

（1）理解机械波产生的条件；掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐波的波函数的方法及波函数的物理意义；理解波形图线。

（2）了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。

(3) 了解惠更斯原理和波的叠加原理；理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；理解驻波及其形成条件；了解驻波和行波的区别。

（4）了解机械波的多普勒效应及其产生原因；在波源或观察者单独相对介质运动，且运动方向沿二者连线的情况下，能用多普勒频移公式进行计算。

2、重点和难点

（1）重点：平面简谐波的波函数；波的相干条件；相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；驻波及其形成；多普勒效应。

（2）难点：平面简谐波的波函数；相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；驻波及其形成。

第6章波动光学

1、教学内容

（1）了解光波、光矢量、光的单色性和相干性，理解获得相干光的方法，掌握光程的概念，以及光程差和相位差的关系，能分析、确定、杨氏双缝干涉、牛顿环、劈尖、薄膜干涉中明、暗条纹的位置及其应用。

（2）理解惠更斯——菲涅耳原理；理解分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法；会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响；理解光栅衍射公式；会确定光栅衍射谱线的位置；会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布的影响。

(3) 理解自然光和线偏振光；掌握布儒斯特定律和马吕斯定律；了解线偏振光的获得方法和检验方法；了解双折射现象。

2、重点和难点

（1）重点：光的干涉；光程差；光的衍射；光的偏振。

（2）难点：干涉中明、暗条纹的位置及其应用；分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法；会确定光栅衍射谱线的位置；掌握布儒斯特定律和马吕斯定律。

第7章气体动理论

1、教学内容

（1）从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能的概念理解系统宏观性质是微观运动的统计表现、平衡态的概念。

（2）掌握理想气体状态方程，掌握运用分布函数曲线分析问题，了解分子运动速率分布规律、曲线的物理意义、三种速率的统计意义。

2、重点和难点

（1）重点：理解压强、温度、内能的概念；分子运动速率分布规律。

（2）难点：理解系统宏观性质是微观运动的统计表现。

第8章热力学基础

1、教学内容

（1）掌握热力学第一、第二定律，理解可逆和不可逆过程，掌握功和热量的概念；理解准静态过程；掌握热力学过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。

（2）了解卡诺定理；理解熵的概念；了解熵增加原理；了解热力学第二定律及其统计意义。

2、重点和难点

（1）重点：热力学第一、第二定律，热力学过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率；熵的概念。

（2）难点：热力学第一、第二定律，熵的概念。