个人介绍
大学物理 门云阁等
提供学校: 天津工业大学
学分: 8
课时: 120
课程介绍
《大学物理》教学大纲
课程名称: 大学物理(理一1 )                         课程编号: 10821014
大学物理(理一2 )                                  10821024 
英文课程名称: University Physics
适用专业: 我校理工科非物理专业本科生         学分数:8(一学年)
总学时数: 120学时(理论部分)               实验(实践)教学时数:0          
执笔者:李淑英1                            编写(修订)时间:2015/1/20
一、课程性质和目的
课程性质:物理学是研究物质的基本结构,相互作用和物质最基本最普遍运动形式(机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等)及其相互转化规律的学科。物理学的研究对象具有极大的普遍性。它的基本理论渗透在自然科学和人文科学的一切领域,应用于生产技术的各个部门。以物理学基础知识为内容的大学物理课,它所包括的经典物理,近代物理和非线性物理学在所有科技领域内的初步知识,是一个高级工程技术人员所必备的。因此大学物理是我们高等理工科院校各专业学生的一门重要的必修基础课。
我校开设大学物理课的目的:培养学生树立正确的学习态度;为学生较系统地打好必要的物理基础,掌握物理学中的基础概念、基本理论、基本方法;使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的办法,并具有初步应用的能力;培养学生独立获取知识的能力。
二、课程教学内容、要求及学时分配
全部教学内容分为掌握、理解、了解三个层次。
第一部分  力学
1.质点运动学(讲课6学时)
掌握质点、参照系、坐标系等概念;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;在平面直角坐标系中,已知运动方程,会计算质点在平面内运动时位置矢量和位移,并利用微分学计算速度和加速度;能熟练地计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度及法向加速度,并能计算简单曲线运动时的切向加速度和法向加速度。
2.质点动力学(讲课8学时)
掌握牛顿三定律及其适用条件;掌握功的概念,能熟练地计算直线运动情况下变力所作的功,掌握保守力作功的特点及势能的概念,会计算势能;掌握质点及系统的功能定理、功能原理和动量定理;掌握机械能守恒定律、动量守恒定律以及它们的适用条件,掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。
3.刚体的定轴转动(讲课8学时)
理解刚体的模型意义,理解转动惯量概念;掌握刚体绕定轴转动定律;理解刚体定轴转动的功能定律,会计算包含质点和简单刚体(盘、杆等)系统的转动功能和势能;理解质点和刚体对对定点、定轴的动量矩(角动量)概念,理解动量矩守恒定律及其适用条件,能应用动量矩守恒定律分析、计算有关问题。
● 在教学与考核中,有意识地强化“3.刚体的定轴转动”。
第二部分  电磁学
1.静电场(讲课14学时)
掌握静电场强度、电位移矢量和电势的概念以及场的叠加原理,掌握电势与场强的积分关系,能计算一些简单问题中的场强和电势;理解静电场的规律——高斯定理和环路定理,掌握用高斯定理计算真空和介质中场强的条件和方法,并能熟练应用,且能进而计算电势及电势差等;理解点电荷在电场力作用下做简单运动的情况及电场力作功;理解静电场中导体的静电平衡条件,及一些简单对称形状的导体电荷分布;了解介质的极化及其微观解释,了解各向同性介质中 和 的关系;理解电容的定义及其物理意义,会计算简单电容器的电容;了解静电场的物质性。理解电能密度,能计算电容器贮存电场能及简单对称情况下电场贮存的场能。
2.磁场(讲课18学时)
掌握磁感应强度及磁场强度的概念;掌握毕奥-萨伐尔定律,并能计算一些简单问题中的磁感应强度;理解稳恒磁场的规律——磁场高斯定理和安培环路定理,掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法;理解运动电荷产生磁场的规律;理解安培定律和洛仑兹力公式,理解磁矩概念,能计算简单几何形状载流导线和载流平面线圈在磁场中所受的力和力矩,及磁力的功,能分析点电荷在电场和磁场中的受力的简单情况;掌握法拉第电磁感应定律理解动生电动势及感生电动势的概念和规律;掌握自感与互感定义与计算。 
第三部分  振动和波
1.机械振动(讲课6学时)
掌握描述谐振动的各物理量(特别是相位)的物理意义及各量之间的相互关系;掌握旋转矢量法,并能用以分析有关问题;掌握谐振动的基本特征(包括位移、加速度、能量变化特征及曲线)能建立弹簧振子或单摆谐振动的微分方程。能根据给定的初始条件写出一维谐振动的运动方程,并理解其物理意义;掌握两个同方向、同频率振动的合成规律,以及合振动振幅极大和极小的条件;了解拍的形成条件及特点;了解相互垂直的简谐振动的合成;了解阻尼振动、受迫振动和共振。
2.机械波(讲课6学时)
掌握简谐波动的各物理量(特别是相位)的物理意义及各量之间的相互关系;理解机械波产生的条件;掌握已知质点的谐振动方程,建立平面简谐波的波函数的方法以及波函数的物理意义;理解波形图线,结合波形图线进一步理解在波动传播过程中的空间周期性、时间周期性及二者关系;了解波的能量传播特征及能流、能流密度等概念;理解惠更斯原理和波的叠加原理。掌握波的相干条件,能应用相位差或波程差概念分析和确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。
第四部分  波动光学
1.光的干涉(讲课6学时)
理解相干光的条件及获得方法(分波前法和分振幅法);掌握光程的概念及光程差和位相差的关系;掌握杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹(劈尖、牛顿环等)形成的规律。
2.光的衍射(讲课6学时)
了解惠更斯-菲涅耳原理,掌握单缝夫琅和费衍射条纹分布规律,掌握菲涅耳半波带法,并用以分析缝宽、波长对衍射条纹分布的影响;掌握光栅衍射公式及其衍射条纹分布特点(包括缺级问题),会确定光栅衍射谱线的位置,理解光栅光谱的分布规律;。
3.光的偏振(讲课2学时)
理解自然光和偏振光的概念;了解偏振光的获得方法和检验方法;掌握布儒斯特定律和马吕斯定律;。

第五部分  气体动理论及热力学
1.气体动理论(讲课7学时)
能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念,了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现;了解气体分子热运动的图象,理解理想气体的压强公式和温度公式及它们的物理意义;通过推导气体压强公式,了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量微观本质的思想和方法;了解麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和速率分布曲线的物理意义,了解气体分子热运动的算术平均速率、均方根速率、最可几速率的求法和意义;理解气体分子平均能量按自由度均分原理,并会计算理想气体内;了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。
2.热力学(讲课7学时)
掌握功和热量的概念。理解平衡过程。掌握热力学第一定律。能熟练地分析、计算、理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量;理解理想气体的定容热容、定压热容和比热比的物理意义,及由单原子分子、刚性双原子分子构成的理想气体的上述三个物理量常数的计算;掌握热机循环效率的物理意义,会计算包括卡诺循环在内的,一些由等值过程、绝热过程等构成的循环的热效率;理解可逆过程和不可逆过程,理解热力学第二定律的两种叙述及其等价性;了解热力学定律的统计意义及无序性;了解熵的概念及熵增加原理。    
第六部分  近代物理(12学时)
1.狭义相对论力学基础(讲课6学时)
理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设;了解狭义相对论中同时性的相对性,以及长度收缩时间膨胀的概念;掌握洛仑兹时空坐标变换;了解牛顿力学的时空观和狭义相对论中的时空观及二者的差异;理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系,并能用以分析、计算有关的简单问题。
2.量子物理基础(讲课6学时)
了解量子物理产生的历史背景;理解普朗克量子假设;理解光电效应实验规律以及爱因斯坦的光子理论,理解光的波粒二象性,了解康普顿效应;了解德布罗意的物质波假设及电子衍射实验,理解实物粒子的波粒二象性;理解描述物质波动性的物理量(波长、频率)和粒子性物理量(动量、能量)间的关系;了解波函数及其统计解释,测不准关系。 
● 大学物理(1)包括:质点运动学、质点动力学、刚体的定轴转动、静电场、稳恒电流、磁场。
大学物理(2)包括:机械振动、机械波、光的干涉、光的衍射、光的偏振、气体动理论、热力学、狭义相对论力学基础、量子物理基础。
三、课堂教学的基本要求
教学环节包括课堂教学、习题课和课外练习。通过各教学环节,重点培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力。
1.课堂教学
(1)教学方法
全部内容实行课堂讲授,采用启发式教学,鼓励学生自学,培养自学能力。贯彻少而精的原则,精讲多练。课内总学时120学时,包括习题课及讨论课。每次课作业量2~6题。
(2)教学手段  制作电子课件,采用多媒体授课。
(3)外语要求 在电子课件中给出各章节的物理概念、规律、及专业名词的英文单词。
(4)演示实验 开放演示实验室,有选择性地安排演示实验科目或多媒体教学片;学生可以来观看、操作演示实验。 
2.习题课和课外练习
习题课内容包括内容概要、典型例题分析,题型一般为概念题和应用题。包括选择、填空、计算、简答等。课外练习内容以教材中习题为主,辅以概念性的思考题。主要目的理解概念、掌握规律及应用,掌握方法。
3.考试环节
以平时小测、期中考试为辅,期末考试为主;考试形式实行闭卷笔试,题型以选择题、填空题、计算题为主;期末考试考教分离。
四、本课程与其它课程的联系与分工
先修课:高等数学
后续课:专业基础及专业课
五、教材及主要参考书
教材:《物理学》(第六版),东南大学等七所工科院校编   高等教育出版社。

教师团队
参考教材

教学参考书:

1.《普通物理学》(第五版),程守洙、江之永编,高等教育出版社,1997。

2.《大学物理教程》,李元杰主编,湖北科学技术出版社,2000。

3. 《大学物理学》(第四版),上海交通大学物理教研室主编   上海交通大学出版社。

4.《基础物理学》,陆果主编,高等教育出版社,1997。

5.Fundamentals of physics,Haliday,John willey & sons,Inc.2nd edition,1981。

6.Fundamentals University physics,Alonso,Addison-Wesley Pub, Inc. 2ndedition, 1983。

7.《大学物理学》,卢德馨编,高等教育出版社,1998。

8.《大学物理学》,吴锡龙编,高等教育出版社,1999。

9.《大学物理学》(第二版),张三慧主编   清华大学出版社。

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 直线运动及匀速圆周运动
文档
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2017-12-13 676.50KB
1.2 质点运动学总结
文档
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2017-12-13 740.00KB
1.3 质点运动学典型例题
文档
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2017-12-13 1.15MB
1.4 牛顿运动定律及常见力
文档
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2017-12-13 1.17MB
1.5 牛顿运动定律的应用
文档
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2017-12-13 510.00KB
1.6 功的定义计算
文档
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2017-12-13 443.50KB
1.7 动量守恒定律
文档
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2017-12-13 675.50KB
1.8 质心和质心运动定理
文档
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2017-12-13 997.50KB
1.9 角动量和角动量定理
文档
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2017-12-13 675.50KB
1.10 质点动力学习题分析
文档
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2017-12-13 538.50KB
1.11 刚体的运动及描述转动惯量
文档
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2017-12-13 2.57MB
1.12 转动中的功和能
文档
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2017-12-13 835.50KB
1.13 刚体的角动量和角动量守恒
文档
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2017-12-13 580.00KB
1.14 刚体力学基础总结
文档
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2017-12-13 1.02MB
2.1 简谐振动的能量特征
文档
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2017-12-13 857.50KB
2.2 简谐振动的旋转矢量图
文档
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2017-12-13 762.00KB
2.3 简谐振动的合成
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2017-12-13 3.09MB
2.4 机械波的产生和描述
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2017-12-13 1003.50KB
2.5 平面简谐波的波函数
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2017-12-13 671.00KB
2.6 机械波的能量
文档
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2017-12-13 771.50KB
2.7 惠更斯原理 波的叠加
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2017-12-13 801.50KB
2.8 驻波
文档
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2017-12-13 2.10MB
2.9 多普勒效应
文档
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2017-12-13 3.07MB
2.10 机械波总结
文档
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2017-12-13 1.20MB
3.1 库仑定律-电场强度
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2017-12-13 1.07MB
 
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2017-12-13 572.48KB
3.2 静电场的高斯定理
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2017-12-13 745.80KB
3.3 静电场的功-电势
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2017-12-13 803.20KB
3.4 静电场中的导体
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2017-12-13 1.56MB
3.5 电容 电容器
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2017-12-13 1.85MB
3.6 稳恒电流
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2017-12-13 1.92MB
3.7 电介质中的静电场
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2017-12-13 1.37MB
3.8 静电场能量
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2017-12-13 3.18MB
3.9 静电场总结
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2017-12-13 617.42KB
4.1 带电粒子在电场或磁场中的运动
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2017-12-13 1.46MB
4.2 磁场的描述 毕-萨定律
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2017-12-13 1.20MB
4.3 磁场对载流导线的作用、安培力公式
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2017-12-13 1.44MB
4.4 磁高斯定理 安培环路定理
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2017-12-13 1.82MB
4.5 载流线圈在磁场中受到的力矩
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2017-12-13 2.32MB
4.6 磁力矩、磁力的功
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2017-12-13 2.32MB
4.8 稳恒磁学总结
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2017-12-13 529.50KB
4.9 磁介质的磁化
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2017-12-13 1.25MB
4.10 铁磁质
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2017-12-13 1020.00KB
4.12 楞次定律 电磁感应定律
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2017-12-13 1.09MB
4.13 动生电动势
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2017-12-13 856.50KB
4.14 感生电动势
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2017-12-13 851.00KB
4.15 自感 互感
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2017-12-13 762.00KB
4.16 磁场的能量
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2017-12-13 525.50KB
4.17 位移电流 全电流
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2017-12-13 625.00KB
4.18 麦克斯韦方程组
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2017-12-13 1.02MB
4.19 电磁感应 电磁场总结
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2017-12-13 700.50KB
5.1 光源 光的相干性
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2017-12-13 1.81MB
5.2 光程和光程差 双缝干涉
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2017-12-13 753.00KB
5.3 薄膜干涉
文档
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2017-12-13 2.27MB
 
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2017-12-13 2.27MB
 
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2017-12-13 2.27MB
5.4 等厚干涉
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2017-12-13 1.35MB
5.5 迈克尔逊干涉仪
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5.6 单缝的夫琅禾费衍射
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2017-12-13 1.70MB
5.7 光栅衍射
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2017-12-13 2.02MB
 
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2017-12-13 2.02MB
5.8 x射线衍射
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2017-12-13 1.23MB
5.9 几何光学的基本定律
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2017-12-13 1.72MB
5.10 单球面成像
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2017-12-13 696.00KB
5.11 光在平面上的反射
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2017-12-13 1.49MB
5.12 眼睛和助视仪器
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2017-12-13 825.50KB
6.1 黑体辐射
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2017-12-13 1.81MB
 
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2017-12-13 1.81MB
6.3 光的粒子性
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2017-12-13 1.25MB
6.4 实物粒子的波动性
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2017-12-13 1.92MB
6.5 薛定谔方程
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2017-12-13 912.00KB
6.6 隧道效应
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2017-12-13 1.53MB
6.7 电子自旋
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2017-12-13 830.50KB
课程章节
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