大学物理教学大纲

《大学物理A》教学大纲

课程名称：中文名称：大学物理A；英文名称：College Physics A

课程编码：081018

学分：8分

总学时：120学时理论学时:120学时

适应专业：非物理类理工科各本科专业

先修课程：高等数学

执笔人：杨长铭

审订人：田永红

一、课程的性质、目的与任务

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。

《大学物理》是高等院校非物理类理工科本科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。《大

学物理》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。该课程在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。本课程的主要任务是：

1、以高中毕业所必须具备的物理知识为起点，系统地向学生讲授物理学的基本概念和基本规律，使学生了解物理学在工程技术与科学研究中的应用，为以后学习专业知识和将来实际工作打下必要的物理基础；

2、通过向学生讲授物理学的基本发展过程、物理规律的发现与物理理论的建立，培养学生实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观；

3、通过向学生传授物理学的基本知识，使学生的科学思维能力、应用数学解决物理问题的能力、自学能力等诸多方面得到初步但却是严格的训练，从而提高学生提出问题、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，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。

二、教学内容与学时分配

第一篇力学共16学时(含习题讨论课2学时)

第一章运动学（4学时）

第一节质点运动的描述

一、参考系质点；二、位置矢量运动方程位移；三、速度；四、加速度。

第二节加速度为恒矢量时的质点运动

一、速度为恒矢量时质点的运动方程；二、斜抛运动。

第三节圆周运动

一、平面极坐标；二、圆周运动的角速度；三、圆周运动的切向加速度和法向加速度角加速度；四、匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动。

第四节相对运动

一、时间与空间；二、相对运动。

第二章牛顿定律（2学时）

第一节牛顿定律

一、牛顿第一定律；二、牛顿第二定律；三、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

一、万有引力；二、弹性力；三、摩擦力。

第四节惯性参考系力学相对性原理

一、惯性参考系；二、力学相对性原理；三、牛顿定律的应用举例。

第五节非惯性系惯性力*

第三章动量守恒定律和能量守恒定律（4学时）

第一节质点和质点系的动量定理

一、冲量质点的动量定理；二、质点系的动量定理。

第二节动量守恒定律

第三节系统内质量移动问题*

第四节动能定理

一、功；二、质点的动能定理。

第五节保守力与非保守力势能

一、万有引力、重力、弹性力作功的特点；二、保守力与非保守力保守力作功的数学表达式；

三、势能；四、势能曲线。

第六节功能原理机械能守恒定律

一、质点系的动能定理；二、质点系的功能原理；三、机械能守恒定律；四、宇宙速度。

第七节完全弹性碰撞完全非弹性碰撞

第八节能量守恒定律

第九节质心质心运动定律*

一、质心；二、质心运动定律。

第四章刚体的转动（4学时）

第一节刚体的定轴转动

一、刚体定轴转动的角速度和角加速度；二、匀变速转动公式；三、角量与线量的关系。

第二节力矩转动定律转动惯量

一、力矩；二、转动定律；三、转动惯量；四、平行轴定理。

第三节角动量角动量守恒定律

一、点的角动量定理和角动量守恒定律；二、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*

一、力矩作功；二、力矩的功率；三、转动动能；四、刚体绕定轴转动的动能定理。

第五节刚体的平面平行运动*

第六节经典力学的成就和局限性

一、经典力学只适用于处理物体的低速运动问题，而不能用于处理高速运动问题；二、确定性与随机性；三、能量的连续性与能量量子化

第二篇热学共14学时(含习题讨论课2学时)

第五章气体动理论（4学时）

第一节物质的微观模型统计规律性

一、分子的数密度和线度；二、分子力；三、分子热运动的无序性及统计规律性。

第二节理想气体的压强公式

一、理想气体的微观模型；二、理想气体的压强公式。

第三节理想气体分子的平均平动动能与温度的关系

第四节能量均分定理理想气体内能

一、自由度；二、能量均分定理；三、理想气体的内能和摩尔热容。

第五节麦克斯韦气体分子速率分布律

一、测定气体分子速率分布的实验；二、麦克斯韦气体分子速率分布律；三、三种统计速率。

第六节玻耳兹曼能量分布律等温气压公式*

一、玻耳兹曼能量分布律；二、重力场中等温气压公式。

第七节分子平均碰撞次数和平均自由程

第八节气体的迁移现象*

一、粘滞现象；二、热传导现象；三、扩散现象；四、三种迁移系数。

第九节实际气体的范德瓦耳斯方程*

第十节热力学第二定律的统计意义

一、熵与无序；二、无序度与微观状态数；三、熵与热力学概率玻耳兹曼关系式。

第六章热力学基础（8学时）

第一节气体物态参量平衡态理想气体物态方程

一、气体的物态参量；二、P、V、T的单位；三、平衡态；四、理想气体的物态方程。

第二节准静态过程功热量

一、准静态过程；二、功；三、热量。

第三节内能热力学第一定律

一、内能；二、热力学第一定律。

第四节理想气体的等体过程和等压过程摩尔热容

一、等体过程定体摩尔热容；二、等压过程定压摩尔热容；三、比热容。

第五节理想气体的等温过程和绝热过程

一、等温过程、二、绝热过程；三、绝热线和等温线；四、多方过程*。

第六节循环过程卡诺循环

一、循环过程；二、热机和致冷机；三、卡诺循环。

第七节热力学第二定律的表述卡诺定理

一、热力学第二定律的两种表述；二、可逆过程与不可逆过程；三、卡诺定理；四、能量品质。

第八节熵熵增加原理

一、熵；二、熵变的计算；三、熵增加原理；四、熵增加原理与热力学第二定律。

第三篇振动和波共12学时(含习题讨论课2学时)

第七章机械振动（5学时）

第一节简谐运动

第二节简谐运动中的振幅周期频率和相位

一、振幅；二、周期；三、相位；四、常数A和 的确定。

第三节旋转矢量

第四节单摆和复摆