《普通物理学》教学大纲Word下载.docx
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《普通物理学》,蔡保平,杜乃珍主编,化学工业出版社出版。
主要内容涉及到力学、光学、热学、电磁学、近代物理学等物理学科分支中的部分基础内容。
《普通物理学》是高职高专类理工科各专业学生的一门重要的必修基础课。
《普通物理学》教学过程中“以应用为目的,以必需、够用为度”和“以素质为核心、能力为基础、技能为重点”的原则,力求理论联系实际,重视物理理论在生产技术中应用知识的介绍,注意培养学生的综合能力、创新意识和基本技能。
力求做到内容充实、结构合理、概念清楚、实用性强、通俗易懂、前后相关课程有较好的衔接。
课程考试方式为闭卷,笔试。
二、理论课程教学大纲
(一)课程的性质、目的和任务
1、课程的性质:
专业课。
2、课程的目的和任务:
通过教学,使学生理解和掌握物理学的基本概念、理论及基本研究方法;
培养学生物理思维能力(包括观察和实验,进而抽象、概括物理本质,以及运用数学知识解决物理问题等方面的能力);
同时也要教育学生树立正确的学习态度,掌握科学的学习方法,培养独立获取知识的能力,以及实事求是、严格认真的科学态度。
(二)总学时与学分数
1、总学时数:
108课时。
2、学分数:
6学分。
(三)课程基本内容和要求
第一章牛顿运动定律
一、教学内容
第一节参考系和坐标系
第二节位移速度
第三节加速度
第四节牛顿运动定律
第五节牛顿运动定律的应用
二、教学要求
1、理解物质运动的绝对性和描述运动的相对性。
2、掌握描述质点运动的基本物理量的定义以及性质,明确这些物理量的矢量性、相对性和瞬时性。
3、掌握运动学方程的物理意义及作用。
4、理解牛顿运动三定律的内容及实质,明确其适用范围和条件。
5、掌握隔离体法求解一般动力学问题。
三、教学重难点
重点:
位移、速度和加速度,牛顿第二运动定律。
难点:
切向加速度、法向加速度。
四、教学建议
在这一章的教学过程中,要使学生深刻理解矢量概念;
理解运动方程、速度和加速度的概念;
在讲述参照系与坐标系的概念要注意它们之间的区分,要求学生会熟练运用高等数学和运动的合成与分解原理解决运动学问题;
准确理解牛顿运动三定律的内容及实质,明确其适用范围和条件,会运用隔离体法对物体进行受力分析,要选择典型例题,并对具体解题过程作严格的规范要求。
第二章动量守恒和能量守恒
第一节动量定理
第二节动量守恒定律
第三节功能定理
第四节保守力的功势能
第五节功能原理机械能守恒定律
1、理解动量和冲量的概念,并分清它们的区别和联系。
2、掌握动量定理、动量守恒定律及其成立的条件。
3、理解功的概念和能量的概念,明确二者之间的联系和区别。
4、掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律的物理意义和使用条件。
5、理解保守力的概念,并理解保守力做功的特点及与势能的关系。
动量、动量定理、动量守恒定律,势能、机械能守恒定律。
保守力,机械能守恒定律。
教学中要阐明动量定理的意义及其与牛顿运动定律的联系,着重介绍质点系的动量及其动量定理,强调动量的矢量性。
要明确动量守恒定律是一条基本规律,注意动量守恒定律的适用条件,指出动量守恒定律为解决动力学问题提供了又一种途径。
阐明功的定义,通过变力功定义的推导,使学生明确对于变力的功,应该用微积分方法进行求解。
势能是一个重要的但又较难掌握的概念,应讲细讲透,使学生很好地理解掌握。
阐明功和能两个概念的联系与区别。
指出动能定理、功能原理和机械能守恒定律为解决动力学问题提供了一种途径;
机械能守恒定律是一条基本的力学定律,而能量转化与守恒定律是物理学以及其它自然科学中的一条普遍规律。
第三章刚体的定轴转动
第一节刚体定轴转动的描述
第二节转动动能定理
第三节转动定律
第四节角动量守恒定律
1、理解描写刚体定轴转动的基本物理量,掌握角量与线量的关系。
2、掌握力矩、转动惯量和转动中的功和能的计算;
掌握刚体定轴转动的转动定律;
掌握转动动能定理和机械能守恒定律。
3、理解角动量的概念,掌握刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律。
转动定律,定轴转动中的转动动能定律。
力矩的功,转动定律。
刚体是个特殊的质点系,从几何上看,其上任意两点的距离不变;
从物理上看,其内力的功之和为零。
因此,质点系的动力学规律对刚体都是适用的。
在教学中,对其具体的定律、定理表达式可与质点的有关定律定理表达式进行比较,有助于灵活运用与记忆。
最后,通过复习总结,使学生理解刚体定轴转动的规律和质点运动的规律之间的联系。
第四章热力学基础
第一节平衡态理想气体状态方程
第二节热力学第一定律
第三节热力学第一定律对理想气体的应用
第四节循环过程卡诺循环
第五节热力学第二定律
第六节熵和熵增加原理
1、理解内能、功和热量等概念;
掌握热力学第一定律对理想气体的应用。
2、理解循环过程、卡诺定理及能量转换关系。
掌握循环过程效率的计算。
3、了解热力学第二定律。
准静态过程的功,热力学第一定律对理想气体的应用,卡诺循环。
绝热过程及过程方程,热力学第二定律。
着重讲授热力学第一定律的物理意义及其对理想气体的应用,并配合习题课,加强练习,使学生熟悉掌握。
使学生了解循环过程的概念,着重讨论卡诺循环,掌握理想气体可逆卡诺循环效率公式。
理解可逆过程与不可逆过程的含义,着重讨论热力学第二定律的物理表述,要让学生较深刻地理解该定律的意义在于揭示孤立系统中实际宏观过程进行的条件和方向。
第五章静电场
第一节电荷真空中的库仑定律
第二节电场电场强度
第三节静电场的环路定理电势
第四节电介质
第五节电容器
第六节静电场的能量
1、理解电荷的性质,掌握库仑定律的表达式及适用范围和条件。
2、掌握描述电场的两个基本物理量——电场强度和电势的定义;
掌握电场强度和电势的叠加原理、计算方法以及两者之间的关系。
3、理解静电场的环路定理,并能进行定量计算。
4、会运用电势叠加原理求解电荷连续分布的带电体的电势。
库仑定律,电场强度,静电场的环路定理,电势、电势差。
任意带电体的场强计算。
明确电荷是物质的一种属性,阐明电荷的量子性及电荷守恒定律。
库仑定律是静电场的基本定律,要掌握库仑定律的矢量表达式,明确“点电荷”物理模型和库仑定律的适用条件。
电场强度和电势是静电场的两个基本物理量,要求学生牢固掌握它们的定义,明确前者是矢量,服从矢量迭加原理,后者是标量,服从标量迭加原理,要求掌握电场强度和电势梯度间的关系,掌握两个物理量的基本计算方法。
静电场的环路定理是静电场的基本定理,要求透彻分析其物理意义,并结合实例加深理解。
学生明确求解电荷连续分布的带电体的场强、电势的方法。
掌握孤立导体和电容器的电容的概念,掌握电容器电容的计算方法,通过实例说明电容器串、并联的特点及其应用,要求学生深刻理解电容器具有贮存电荷和贮存电能的本领。
理解电场作为物质存在的一种形态,具有能量。
第六章稳恒电流的磁场
第一节真空中的稳恒磁场
第二节毕奥-萨伐尔定律及其应用
第三节磁场力磁力矩
第四节磁介质
1、理解和掌握稳恒磁场的基本定律——毕奥-萨伐尔定律。
2、理解和掌握磁场中的安培环路定理。
3、会计算磁场对载流导线和带电粒子的作用力,理解带电粒子在均匀磁场中的运动规律。
磁感应强度,磁通量,毕奥—萨伐尔定律,安培力、洛仑兹力。
毕奥—萨伐尔定律。
磁感强度是本章的基本物理量,通过本章教学使学生逐步达到对其物理意义有深刻的理解。
毕奥-萨伐尔定律是本章的基本定律,要透彻分析毕-萨定律的矢量的物理意义,并用以计算载流导线的磁场分布。
着重理解安培环路定理的物理意义,并能利用它求具有一定对称性的电流的磁场分布。
第七章电磁感应
第一节电磁感应现象
第二节动生电动势
第三节感生电动势
第四节自感磁场能量
1、掌握法拉第电磁感应定律。
2、明确产生动生电动势和感生电动势的本质是洛仑兹力和涡旋电场,会比较涡旋电场与静电场的异同点,熟练掌握动生电动势和感生电动势的计算方法。
3、了解自感和互感现象,理解磁场具有能量。
法拉第电磁感应定律,楞次定律,动生电动势。
感生电场。
结合演示实验分析电磁感应现象,讲解楞次定律。
透彻分析本章的基本定律——法拉第电磁感应定律的物理意义。
着重讲授产生动生电动势的本质是洛仑兹力,通过典型例题,教给学生求解动生电动势的方法。
明确涡旋电场这一重要概念,明确它是产生感生电动势的本质,明确它与静电场的区别。
明确磁场作为物质存在的一种形态,具有能量。
第八章机械振动
第一节简谐振动
第二节描述简谐振动的物理量
第三节简谐振动的旋转矢量法
第四节简谐振动的合成
第五节阻尼振动受迫振动共振
1、掌握描述简谐振动的特征量及物理意义,能够建立一维简谐振动的微分方程;
能够根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动学方程,并理解其物理意义。
2、理解描述简谐振动的旋转矢量法和图线表示法。
3、理解同方向同频率两个简谐振动合成的特点和规律。
简谐振动方程,简谐振动的特征量。
简谐振动的合成。
本章中简谐振动是一个重点内容,它的三个特征量中相位又是一个很重要的概念,在教学过程中要着重讲解。
对于简谐振动的动力学方程要注意理解它的物理意义,并教给学生判断简谐振动的方法。
明确旋转矢量法有助于形象地理解简谐振动的规律和进行简谐振动的合成,但这仅是一种研究振动的方法和工具。
阻尼振动、受迫振动和共振可采用自学的方式完成。
第九章机械波
第一节机械波的产生和传播
第二节平面简谐波
第三节波的能量能流密度
第四节波的干涉
第五节驻波
第六节多普勒效应
1、理解机械波产生的条件,会根据质点的简谐振动方程写出平面简谐波的波函数,并理解波函数的物理意义,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、理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来分析相干波叠加后振幅加强减弱的条件。
4、理解驻波及其形成条件。
5、理解多普勒效应产生的原因,能对接收者接受到的频率进行定性和定量分析。
平面简谐波波动方程,波的干涉。
波的能量、能流密度,波的干涉。
本章的重点是平面简谐波,要求学生掌握平面简谐波的规律,深刻理解频率、波长、波速等波动物理量。
要求学生能充分理解振动与波动的区别和联系。
可结合演示实验讲授波的衍射、干涉与驻波。
可结合实际讲解多普勒效应。
第十章波动光学
第一节光的电磁理论
第二节双缝干涉
第三节薄膜干涉
第四节光的衍射
第五节光的偏振
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- 普通物理学 教学大纲