英文名称:College Physics1

课程号：1400000003

学时：4学分：

课程类别：学科专业平台课程 课程性质：必修

课程归属单位：九州网页版,九州（中国）官方理学院适用专业：工科类各专业

编制时间：2016年4月27日

一、 课程的简介

《大学物理》是工科类各专业一门非常重要的学科专业平台必修课程。

《大学物理》课程讲解物理学的基本原理、基础知识及其分析问题、解决问题的基本方法，它所包括的经典物理学、近代物理学和现代物理学的基本理论及其在科学技术上实际应用等都是每一个高级工程技术人员所必备的基础。

通过对该门课程的学习，学生应该掌握物理学基本概念、理论和原理。

通过对该门课程的学习，学生应该具有应用物理学基本概念、理论及方法解决大学物理层面问题的能力；且能应用数学方法解决大学物理相关计算；并能面对、接受、思考、探索自然界物理问题的能力；同时兼具自主学习解决物理学综合应用的能力。

二、 主要教学环节及学时安排

教学环节

理论教学

实习

社会实践

实验

……

合计

学时数

72

0

0

0

72

三、 先修要求

《大学物理》是一门理论性较强的基础课，需要微分、积分、微分方程、矢量分析等数学知识和一定的初等物理学知识，故先修课程为《高等数学》。本课程一般在第二学期或第三学期开设。

四、 预期学习成果

教学内容

预期学习成果

要求程度

一级标题

学时

二级标题

知识

能力

质点运动学

8

参考系 坐标系 质点

参考系、坐标系、质点的基本概念

能够用直角坐标描述质点的瞬时位置

L2

质点运动的描述

质点运动方程与运动状态的求解

能用微积分方法求运动方程或运动状态

L3、L4

质点动力学

8

牛顿运动定律

惯性、惯性系、力的概念；牛顿三大运动定律

能够在惯性参考系下简单分析与求解动力学问题

L3、L4

动量定理与动量守恒

质点动量与冲量的概念；动量定理及动量守恒律

能用动量定理或动量守恒律分析、解决质点系在平面内运动时的简单力学问题。

L2、L3

功 动能定理

功的概念；变力所做的功；动能定理

能计算直线运动情况下变力的功；能应用动能定理解决质点在平面内运动时的简单力学问题；

L2、L3

势能 机械能守恒

保守力、势能的概念；机械能守恒律

能分析、应用机械能守恒律

L2、L3

刚体力学基础

6

刚体的定轴转动定律

力矩、转动惯量的概念；转动定律

会应用转动定律解决实际问题

L2、L3

刚体定轴转动的功和能

转动动能的概念；动能定理

能简单应用转动动能定理

L3

角动量定理 角动量守恒律

角动量的概念；角动量定理及角动量守恒律

能分析和解决包括质点和刚体的简单系统的力学问题

L3、L4

气体动理论

6

平衡态 态参量 理想气体状态方程

平衡态 态参量 理想气体状态方程

能用理想气体物态方程分析理想气体状态参量

L2、L3

理想气体的压强公式和温度公式

理想气体的压强、平均平动动能和温度的概念

能够理解理想气体的压强与温度的含义

L2、L3

能量均分定理 理想气体的内能

自由度的概念；能量构成及能量均分；平均平动动能；内能

能用能量均分定理描述理想气体分子能量

L2、L3

热力学基础

8

准静态过程 功 热量和内能；

准静态过程 功 热量和内能的基本概念

能够理解功、热量、内能的含义

L3

热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用

热力学第一定律；三种等值过程

能应用热力学第一定律在三种等值过程中的计算

L3

循环过程 卡诺循环

循环的概念；卡诺循环的构成

能应用循环分析发动机等热机的工作原理

L3、L4

热力学第二定律

热力学第二定律的两种表述

热力学第二定律的现实意义

L1

振动学基础

6

简谐运动规律 旋转矢量法

简谐运动动力学及运动学方程；三个特征量；旋转矢量法

能用旋转矢量法分析简谐运动的相位。

L2、L3

简谐振动的能量

简谐振动的能量

能够结合现实分析简谐振动的能量特点

L2

简谐振动的合成

同方向同频率两简谐振动的合成

能够求解同方向同频率两谐振动合成之后的振幅，频率和相位等特征量

L3

波动学基础

6

机械波的形成 传播和描述；平面简谐波的波函数

波长、波速、频率的概念；平面简谐波的波动方程（波函数）

能由已知点的简谐运动方程得出平面简谐波的波动方程

L2、L3

波的能量

波的能量传播特征及能量密度、能流、能流密度等概念

能结合现实来阐述波的能量特点

L2

波动叠加和干涉

惠更斯原理；波的相干条件及获得波相干加强和减弱的条件

能从波的相干条件来解释现实中相干波的特点

L2、L3

静电场

8

电场 电场强度

库仑定律；电场和电场强度的概念；电场叠加原理

能用叠加原理计算简单电荷分布的电场

L2、L3

电通量 高斯定理

电通量的概念； 高斯定理

能利用高斯定理计算电场强度的条件和方法

L2、L3

电势

电势能、电势与电场力做功的关系

能够在已知电场强度分布的情况下利用线积分求解空间电势分布

L2、L3

静电场中的导体和电介质

静电平衡条件下导体的性质和电荷分布；电介质极化的概念

能用静电平衡原理解释现实中静电屏蔽现象

L1、

L2、L3

电容 电场的能量

电容及电容器的概念；静电场能量的概念

能结合电容器充放电的特点来阐述静电场能量特点

L2

恒定电流的磁场

8

磁场 磁感应强度

磁感强度的基本概念；毕奥—萨伐尔定律

能用微元法计算一些简单情况下电流的磁场分布

磁场的高斯定理与安培环路定理

高斯定理与安培环路定理

能计算稳恒磁场中通过面积S的磁通量；并能用安培环路定理计算具有一定对称性分布的电流的磁场。

L2、L3

磁力

洛伦兹力；安培定律；磁力矩

能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在磁场所受的力和力矩。

L2、L3

磁介质中的磁场

磁介质、磁化的概念

能解释现实中大多数物质为什么不具有磁性

L1

电磁感应 电磁场

8

电磁感应定律

楞次定律；法拉第电磁感应定律

能熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向

L3、L4

动生电动势和感生电动势

动生电动势和感生电动势的概念及计算

会计算动生电动势及简单情况下的感生电动势

L2、L3

自感 互感 磁场的能量

自感和互感的概念及基本计算；能量密度

能简单解释现实中自感、互感现象。

L2、L3

麦克斯韦电磁场理论

位移电流；麦克斯韦方程组（积分形式）

能从电容器充电过程了解位移电流的概念；能简单阐述麦克斯韦方程组的物理意义。

L1、L2

 

 

五、 教学内容

1. 质点运动学（8学时）

基本内容：

1.1参考系坐标系质点

1.2质点运动的描述一

1.3质点运动的描述二

教学重点：位置矢量、位移、速度和加速度；质点的运动方程

教学难点：微积分的应用；向心加速度的推导

2. 质点动力学（8学时）

基本内容：

2.1牛顿运动定律

2.2动量定理和动量守恒定律

2.3功动能定理

2.4势能机械能守恒定律

教学重点：牛顿运动定律；动量定理和动量守恒定律；变力的功；动能定理；势能；机械能守恒定律

教学难点：质点系的动量定理；动量守恒定律的应用；

3. 刚体力学基础（6学时）

基本内容：

3.1刚体的定轴转动

3.2刚体定轴转动定律

3.3定轴转动的功和能

3.4角动量定理角动量守恒定律

教学重点：刚体定轴转动定律的应用；刚体定轴转动的动能定理的应用；刚体角动量守恒定律的应用。

教学难点：转动惯量的概念；角动量的概念；角动量守恒定律；

4. 气体动理论（4学时）

基本内容：

4.1平衡态、理想气体物态方程

4.2理想气体的压强公式与温度公式

4.3能量均分定理理想气体内能

教学重点：理想气体的压强公式；理想气体分子的平均平动动能与温度的关系；能量均分定理；理想气体的内能；

教学难点：理想气体的压强公式推导；

5. 热力学基础（8学时）

基本内容：

5.1准静态过程功热量和内能

5.2热力学第一定律及其在等值过程的应用

5.3循环过程卡诺循环

5.4热力学第二定律

教学重点：热力学第一定律的应用；卡诺循环；循环效率的计算。

教学难点：热力学第一定律的应用

6. 振动学基础（4学时）

基本内容：

6.1简谐振动旋转矢量

6.2简谐振动的能量

6.3简谐振动的合成

教学重点：简谐振动方程的建立和描述简谐运动的各物理量及其相互关系；

教学难点：简谐运动的动力学方程；用旋转矢量法讨论简谐运动

7. 波动学基础（6学时）

基本内容：

7.1机械波的形成、传播和描述

7.2平面简谐波的波函数

7.3波的能量

7.4波动叠加和干涉

教学重点：平面简谐波的波函数

教学难点：平面简谐波的波函数

8. 静电场（8学时）

基本内容：

8.1电场电场强度

8.2电通量高斯定理

8.3电势

8.4静电场中的导体和电介质

8.5电容电场的能量

教学重点：电场强度及其计算；高斯定理及其应用；电势的计算。

教学难点：电场强度、电势的积分计算；电介质极化的概念。

9. 恒定电流的磁场（8学时）

基本内容：

9.1磁场磁感应强度

9.2磁场的高斯定理与安培环路定理

9.3磁力

9.4磁介质中的磁场

教学重点：毕奥—萨伐尔定律；磁通量的计算；安培环路定理的应用；安培力的计算

教学难点：毕一萨定律的应用；磁介质的磁化概念

10. 电磁感应电磁场（8学时）

基本内容：

10.1电磁感应定律

10.2动生和感生电动势

10.3自感互感磁场的能量

10.4麦克斯韦电磁场理论

教学重点：电磁感应定律；动生电动势；感生电动势；自感和互感。

教学难点：感生电动势的计算；位移电流的概念；麦克斯韦方程组（积分形式）的理解

注：4学时为机动学时

六、 成绩评定

考核环节

权重

平时表现

作业

10%

考勤

10%

课堂表现

10%

期末考试

70%

合计

100%

注：①表格中的考核环节仅供参考，可自行修改；②各环节评分标准另行制定。

七、 教材及推荐参考书

教材：《大学物理简明教程》范仰才、胡义华主编，科学技术文献出版社

推荐参考书：

1.《大学物理学》（上下册）袁艳红主编，清华大学出版社

2.《物理学简明教程》马文蔚主编，高等教育出版社

3.《物理学原理在工程技术中的应用》（第三版）马文蔚主编，高等教育出版社

推荐网站：

https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page

http://physics.about.com/od/physics101thebasics/u/basicconcepts.htm