通过本课程的学习,学生应:
1. 掌握未来专业发展所必需的物理知识和技能,对大学物理课程中的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面、系统的认识和正确的理解;认识大学物理问题研究的数学工具是高等数学,会利用矢量和微积分等高等数学的知识分析和解决物理问题;
2. 进一步提升科学思维的能力,掌握科学研究的方法和思想,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力;发展自主学习的能力和探究能力,为未来工作和终身学习打下基础;
3. 了解物理学在自然科学和工程技术中的应用,形成求实的精神和创新意识,树立科学的世界观和价值观,关心国内外科技发展现状与趋势,了解物理研究和物理成果的应用应遵循普遍接受的道德规范,具备可持续发展的观念。
02 运动的描述
□掌握三维坐标下的位置矢量和位移矢量。
□认识极限概念,理解速度和加速度矢量。
□认识平面曲线运动的描述方法,认识自然坐标系。
□认识变速圆周运动,认识切向加速度和法向加速度,了解角位移、角速度和角加速度,了解一般曲线运动。
□掌握由运动方程求速度、加速度的方法和由加速度求速度和运动方程的方法。
□*了解相对运动概念,了解相对运动中两坐标系中的坐标、速度和加速度的变换关系,能初步应用。
□ 会利用矢量运算求运动的合成与分解的问题,能利用微积分求解运动的两类问题,提高分析问题、解决问题的能力。
□ 提高自主学习的能力、锻炼获取信息、处理信息和加工信息的能力。
□ 掌握科学思维方法,培养良好的科学精神、学习习惯和创新意识。
已有知识基础
□ 认识了质点、参考系、坐标系概念。
□ 知道运动是永恒的(绝对的),也知道运动是相对的。
□ 理解位移、速度和加速度概念,知道矢量和标量的区别。
□ 了解匀变速直线运动的特点,能在质点模型下解决相关的运动问题
□ 会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。
□ 会描述匀速圆周运动。知道向心加速度,能用牛顿第二定律来分析匀速圆周运动的向心力。
03 运动定律与力学守恒定律
□ 掌握牛顿定律的微分表达式,牛顿定律在直角坐标和自然坐标下的分量式。
□ 知道动量,动量定理,动量守恒定律的微分表达。
□ 会计算变力做功。
□ 了解保守力做功的特点,深入对势能概念的理解。
□ 认识质点组的动量定理、动能定理、 功能原理。
□ 了解力矩、角动量和刚体的转动惯量等概念。
□ 理解角动量定理及角动量守恒定律。
□ 认识刚体定轴转动的动能定理。
□ 会利用矢量数学和微积分求解变力做功的问题,提高分析问题、解决问题的能力。
□ 提高自主学习的能力、锻炼获取信息、处理信息和加工信息的能力。
□ 掌握科学思维方法,培养良好的科学精神和思维习惯。
已有知识基础
□ 理解牛顿运动定律,用牛顿运动定律解释生活中的有关问题,知道牛顿运动定律有局限性。
□ 认识重力、弹力、摩擦力、万有引力等相互作用,知道胡克定律。
□ 会计算恒力的功,功率;
□ 知道恒力做功与物体动能变化的关系,理解动能和动能定理。
□ 理解重力势能、机械能守恒定律。
□ 理解动量和动量守恒定律。能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题
□ 知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。
04 机械运动与机械波
□ 理解简谐运动的基本特征和表述、振动的相位,了解简谐振动过程中能量的转换。
□ 会用旋转矢量法判断简谐运动的相位。
□ 了解阻尼振动、受迫振动和共振发生的条件。
□ 认识一维简谐运动的合成法则,了解拍现象。
□ 掌握机械波的基本特征和平面简谐波波函数。
□ 知道波的能量、能流密度、惠更斯原理和波的衍射。
□ 了解波的叠加、驻波、相位突变。
□ 能解释机械波的多普勒效应。
□ 了解声波、超声波和次声波、声强级
□ 提高综合运用知识分析、解决问题的能力。
□ 提高自主学习的能力、锻炼获取信息、处理信息和加工信息的能力。
□ 掌握科学思维方法,培养良好的科学精神、学习习惯和创新意识。
已有知识基础
□ 通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律。
□ 理解简谐运动的特征,能用公式和图像描述简谐运动的特征。
□ 探究单摆的周期与摆长的关系。知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度。
□ 认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件以及在技术上的应用。
□ 认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。
□ 理解波速、波长和频率(周期)的关系。
□ 了解惠更斯原理,能用其分析波的反射和折射。
通过实验,认识波的干涉现象、衍射现象。
05 气体动理论
□了解理想气体分子微观模型及物态方程。
□认识平衡态及准静态过程,掌握理想气体压强公式和分子的平均平动动能与温度的关系,理解压强和温度的微观实质。
□理解分子平均动能按自由度均分的统计规律,掌握理想气体内能的特点及其计算
□认识速率分布函数概念,掌握运用麦克斯韦速率分布律计算与速率有关的量的平均值方法。
□ 提高综合运用知识分析、解决问题的能力。
□ 提高自主学习的能力、锻炼获取信息、处理信息和加工信息的能力。
□ 掌握科学思维方法,培养良好的科学精神、学习习惯和创新意识。
已有知识基础
□知道物质的构成,认识分子动理论的基本观点,知道其实验依据,知道阿伏伽德罗常数的意义。
□了解分子运动速率的统计分布规律。
□认识温度是分子平均动能的标志。
□理解内能的概念。
□用分子动理论和统计观点解释气体压强。
□了解日常生活中表现统计规律的事例
06 热力学基础
□ 气体状态参量;准静态过程、热量和内能;热力学第一定律;理想气体的等体过程、等压过程、等温过程、绝热过程;热力学第二定律;熵和料增加原理。
□ 理解准静态过程中,内能、功和热量的概念,并掌握其计算。
□ 掌握热力学第一定律及其对理想气体的等体过程、等压过程、等温过程、绝热过程等准静态过程的应用。
□ 认识循环的概念和循环效率、致冷系数的定义及其计算,了解卡诺定理及对提高热机效率的意义。
□ 掌握热力学第二定律的两种表达,认识可逆过程和不可逆过程的概念及热力学第二定律的统计意义。
□ 提高综合运用知识分析、解决问题的能力。
□ 提高自主学习的能力、锻炼获取信息、处理信息和加工信息的能力。
□ 掌握科学思维方法,培养良好的科学精神、学习习惯和创新意识。
已有知识基础
□ 认识热力学第一定律。理解能量守恒定律。能用能量守恒观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。
□ 通过自然界中宏观过程的方向性,了解热力学第二定律。初步了解熵是反映系统无序程度的物理量。解释第二类永动机不可能制成的原因。
□ 认识能源和环境与人类生存的关系,知道可持续发展的重大意义,了解能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策。具有保护环境的意识
静电场
□ 认识和了解电荷的本质,电荷的量子化以及电荷守恒定律。 □ 了解库仑定律的内容和适用性,了解电通量的概念。 □ 理解静电场的两个重要定理,高斯定理及静电场的环路定理,它们表明静电场是有源场和保守场。 □ 掌握用点电荷电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法。 □ 掌握用点电荷电势和叠加原理以及电势的定义式求解带电系统电势的方法。 |
□ 了解导体与电场,电介质与电场之间的的相互作用和影响。
□ 提高综合运用知识分析、解决问题的能力。
□ 提高自主学习的能力、锻炼获取信息、处理信息和加工信息的能力。
□ 掌握科学思维方法,培养良好的科学精神、学习习惯和创新意识。
已有知识基础
□ 了解静电现象及其在生活生产中的应用。 □ 用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。 □ 知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。 □ 了解静电场,初步了解场是物质存在的形式之一。 □ 理解电场强度。会用电场线描述电场。 □ 知道电势能、电势,理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。 □ 观察常见电容器的构造,了解电容器的电容。 |
□ 举例说明电容器在技术中的应用.
稳恒磁场
□ 进一步认识磁场,了解磁感应强度的矢量表达式。
□ 知道磁通量的微分表达,会求通过任意曲面上的磁通量的大小。
□ 理解磁场中的高斯定理,知道磁场是无源场,涡旋场。
□ 探究电流产生磁场的大小,理解毕奥-萨伐尔定律。
□ 理解稳恒磁场中安培环路定理,会用安培环路定理探讨对称性分布的电流磁场的大小
□ 进一步认识磁场对截流导体和运动电荷的作用
□ 了解磁介质对磁场的影响
已有知识基础
□ 了解磁场,知道地磁场。
□ 知道电流周围存在磁场,会判断通电直导线及通电螺线管外部磁场的方向。
□ 知道磁感应强度和磁通量是描述磁场强度的物理量,会用磁感线来描述磁场。
□ 认识通电导线在磁场中会受到安培力的作用,会会计算匀强磁场中安培力的大小,会判断安培力的方向。
□ 认识洛仑兹力。会判断洛仑兹力的方向,会计算洛仑兹力的大小。知道电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。
□ 了解电磁现象的研究在社会发展中的作用
电磁感应
□ 进一步认识恒定电流、电流密度与电动势等概念。
□ 理解法拉第电磁感应定律及其物理意义。
□ 能够应用楞次定理准确判断感应电动势的方向,能应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势。
□ 认识动生电动势和感生电动势及其产生的原因,知道其在生活与生产技术中的应用。
□ *了解自感现象与互感现象,知道生活与生产技术中自感现象与互感现象。
□ *知道磁场能量及能量密度的概念,了解磁场能量定域于磁场中,掌握一些简单模型的磁场能量的计算方法。
□ *了解位移电流的概念,认识麦克斯韦积分方程组及其在生活与生产技术中的重大意义。
□ *了解电磁波的概念,认识电磁波的基本性质,讨论并思考现代生活中的电磁波的利用与危害
已有知识基础
□ 了解电磁感应现象的发现过程
□ 通过实验,探究并了解感应电流产生的条件
□ 通过实验,探究影响感应电流方向的因素,理解楞次定律。
□ 理解法拉第电磁感应定律
□ 通过实验,了解自感现象和涡流现象,□ 能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用
□ 通过实验,认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。
□ 通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。了解从变电站到用户的输电过程,知道远距离输电时应用高电压的道理。
□ 了解发电机和电动机工作过程中能量的转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。
□ 了解电磁振荡和电磁波。知道电磁波的发射、传播和接收。认识电磁场的物质性。
□ 认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。知道光也是一种电磁波。
□ 初步了解麦克斯韦电磁理论的基本思想以及在物理学发展中的意义
光学
□ 理解光的传播理论、掌握光程概念、全反射现象。
□ 掌握获得相干光的方法,会分析干涉条纹的间隔与位置,了解等倾干涉、等厚干涉。
□ 掌握惠更斯菲涅耳原理,知道单缝夫琅禾费衍射,光栅衍射特点。
□ 理解光的偏振现象,马吕斯定律,知道偏振光的获得方法,偏振光的检测方法。
已有知识基础
□ 通过实验,理解光的折射定律。
□ 测定材料的折射率。
□ 认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济、社会生活的重大影响。
□ 观察光的干涉、衍射和偏振现象。知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。
□ 了解光的特性和应用。用激光观察全息照相