大学物理课程实施大纲-物理与电子工程学院-四川理工学院

大学物理课程实施大纲-物理与电子工程学院-四川理工学院内容摘要：

67。 3 力矩的功，转动动能，刚体定轴转动中的动能定理； 167。 4 刚体的动量矩，动量矩定理，动量矩守恒定律及适用条件。 第四章 静电场 167。 1 点电荷，静电场，电场强度，场强迭加原理，场强的计算； 167。 2 电力线，电通量； 167。 3 电场力的功，场强的环流，环流定 理，电势能，电势，电势迭加原理，电势与场强积分关系，电势的计算，等势面； 167。 4 电容器的电容，简单电容器电容的计算，电场能量密度和简单情况下电场能量的计算，电介质（了解）。 第五章 稳恒磁场 167。 1 磁场，磁感应强度，平面载流线圈的磁矩； 167。 2 磁力线，磁通量； 167。 3 毕奥 —— 萨伐尔定律，磁场迭加原理，简单情况下的计算； 11 167。 4 安培定律，洛伦兹力公式，磁场对载流线圈的力矩，带电粒子在电场和磁场中的运动，霍耳效应； 167。 5 顺磁质，抗磁质，铁磁质及特性（了解）。 第六章 电磁感应 167。 1 楞次定律，法拉第电磁感应定律； 167。 2 电动势，动生电动势，感生电动势，涡旋电场； 167。 3 自感和互感，磁场能量密度和简单情况下磁场能量的计算。 第七章 振动和波动 167。 1 机械振动，弹簧振子； 167。 2 简谐振动的特征，简谐振动的运动微分方程和简谐振动方程，简谐振动曲线； 167。 3 简谐振动的圆频率、频率、周期以及它们之间的关系，振幅、相位、简谐振动的旋转矢量表示法，振动频率、振幅、初相的确定； 167。 4 简谐振动的能量，两个同方向同频率简谐振动的合成； 167。 5 机械波产生的条件，纵波与横波； 167。 6 描述简谐 波动过程的物理量，波速，频率和波长的关系，平面波与球面波； 167。 7 平面简谐波方程，波形图线，波的能量密度，能流和能流密度。 167。 8 惠更斯原理，波的相干条件，驻波。 第八章 波动光学 167。 1 电磁波，光的电磁特性； 167。 2 普通光源发出特点，光矢量，光的单色性，获得相干光的方法； 167。 3 光程，光程差与位相的关系，薄透镜的等光程性； 167。 4 杨氏双缝干涉，等厚干涉（劈尖和牛顿环），单层增透膜； 167。 5 光的衍射现象，惠更斯 — 菲涅耳原理，夫琅禾费单缝衍射，衍射光栅，光栅衍射谱线位置的确定； 167。 6 自然光与偏振光，马吕斯 定律，偏振光的获得方法，反射与折射时光的偏振，布鲁斯特定律，线偏振光的检验。 第九章 狭义相对论基础 12 167。 1 伽利略变换，牛顿的绝对时空观； 167。 2 狭义相对论基本假设，洛伦兹变换（坐标）； 167。 3 狭义相对论时空观（“同时”的相对性、长度收缩、时间膨胀）； 167。 4 狭义相对论动力学基本方程，质速关系，质能关系。 第十章 量子物理基础 167。 1 普朗克量子基础，光电效应的实验规律，爱因斯坦光子理论，康普顿效应的实验规律，光的波粒二象性； 167。 2 德布罗意假设，物质波，德布罗意关系式，电子衍射实验，实 物粒子的波粒二象性，不确定关系； 167。 3 波函数及其统计解释。 、难点 第一章 质点运动学 重点：位置矢量、位移、速度、加速度；切向加速度、法向加速度；角速度、角加速度；运动方程。 难点：运动方程。 结合图例讲清位置矢量、位移、速度和加速度的定义及相互关系，强调矢量概念；讲清运动方程的含义及表达式。 讲清根据运动方程如何求速度和加速度以及根据初始条件如何积分出运动方程的方法。 通过实例分析，让学生掌握矢量的合成法则和微积分方法的应用。 第二章 质点动力学 重点：牛顿三个定律及 适用条件；动量定理、动量守恒定律及适用条件；功及保守力做功的特点；动能、势能、动能定理；机械能守恒定律及适用条件。 难点：牛顿第二定律的应用、动量定理及动量守恒定律的应用、变力做功的计算及机械能守恒定律的应用。 以训练隔离法分析物体受力为重点，让学生掌握应用牛顿第二定律建立质点的坐 13 标分量方程的方法。 从区别质点组的内力和外力出发，准确找出外力的冲量，写出相应动量定理的分量式。 结合实例讲清动量守恒定律的内容、守恒条件、数学表达式及分量式。 引导学生正确理解变力功算式的导出过程，理解元动的表达式并 学会处理有限功的积分式。 从内力、非保守内力与保守内力做功的角度，讨论机械能守恒的条件，让学生掌握分析问题的思想和方法。 第三章 刚体力学 重点：刚体绕定轴转动的转动定律。 难点：转动定律、动量矩守恒定律的应用及适用条件。 通过与牛顿第二定律的比较，讲清刚体绕定轴动的转动定律所描述的定轴刚体的动力学行为及转动惯量的物理意义，结合实例讲清动量矩概念及计算方法，用例题巩固动量矩守恒定律的应用及适用条件。 第四章 静电场 重点：电场强度及场强迭加原理、电势及电势迭加原理，电势与场强的积分关系。 电容 器的电容，电场能量密度及简单电场的能量计算。 难点：电场计算，电势计算，电容的计算。 结合物理意义讲清电场强度和电势的概念及场强的迭加原理，培养学生熟练使用矢量、微积分等数学工具的能力，应用迭加原理计算一些简单问题中的场强和电势。 结合电容的定义让学生掌握平行板电容器电容的计算方法。 第五章 稳恒磁场 重点：磁感应强度及磁场迭加原理，毕奥 — 萨伐尔定律，安培力与洛伦兹力。 难点：毕奥 — 萨伐尔定律的应用。 把载流导线看成是由许许多多电流元组成，讲清电流元在空间产生的磁感应强度由毕奥 —— 萨伐尔定律求出，如 何进一步用磁场迭加原理求出整个线电流的磁感应强度。 结合铁磁质的磁滞回线讲清铁磁质的剩磁现象和铁磁特性。 第六章 电磁感应 重点：法拉第电磁感应定律，电磁场理论的两个基本概念：磁场能量密度及磁场能量。 难点：感生电动势和动生电动势的计算。 应结合实例讲清法拉第电磁感应定律的深刻物理意义。 在讲解用法拉第电磁感应定律 14 计算感应电动势的各种典型例题时，要注意归纳解题步骤，引导学生运用它来分析和解决有关问题。 引导学生熟练使用矢量、微积分等数学工具计算感生电动势和动生电动势。 第七章 振动与波动 重点：简谐振动的特征 、简谐振动的运动微分方程和简谐振动方程，描述简谐振动的物理量 —— 圆频率、频率，周期、振幅、相位，简谐振动的旋转矢量表示法，两个同方向、同频率的简谐振动合成时振幅极大和极小的条件。 波速、波长和波频及它们间的关系，平面简谐波方程，波的相干条件。 难点：相位及相位差，平面简谐波波动方程的建立，波的干涉。 结合实例讲清相位是描述振动状态的重要物理量，相位概念的引入给振动的描述带来很多方便。 用例题分析和讨论的方式，让学生掌握相位的变化与运动状态变化之间的关系。 注意说明初相位的取值与时间零点的选择和坐标的建立有 关，注意强调对两个振动进行比较时，它们之间的位相差显得十分重要。 通过推导平面简谐波的波动方程的过程，使学生掌握推导的逻辑思路并掌握从已知质点的简谐振动方程建立平面简谐波的波动方程的步骤和方法，通过推导和例题分析，让学生掌握应用相位差和波程差概念分析和确定相干波迭加后加强和减弱的条件。 第八章 波动光学 重点：光的电磁特性，光程与光程差、光程差与位相差的关系；杨氏双逢干涉、等厚干涉（劈尖、牛顿环）；夫琅和费单缝衍射。 难点：电磁波的基本性质，光程差及相位差的关系，薄膜干涉。 从前面讲过的 用相位差来表示振动的迭加条件，通过系列变化，引出用光程差来表示光的迭加条件。 在此过程中，让学生理解光程的物理意义，及用光程差处理相干光的迭加问题的思路。 对于薄膜干涉问题，其关键也是正确地找出相干光的光程差（注意对半波损失的考虑），由干涉条件求解相应问题。 第九章 狭义相对论基础 重点：狭义相对论的基本假设，洛伦兹变换，质速关系式，质能关系式，相对论时空观。 难点：相对论时空观。 通过介绍狭义相对论产生的历史背景及时空坐标系的建立，逐步转变学生经典的时空 15 观。 通过“爱因斯坦火车”模型，讲清 同时的相对性，加深学生对“光速不变原理”的理解。 第十章 量子物理基础 重点：光电效应的实验规律，爱因斯坦光子理论，康普顿效应的实验规律，光的波粒二象性。 德布罗意假设，物质波，德布罗意关系式，实物粒子的波粒二象性。 难点：康普顿效应。 借助于图景讲清把康普顿散射过程看作是光子和电子相互碰撞的过程，在此过程中，应用动量守恒和能量守恒来解释康普顿效应。 从微观粒子的波粒二象性引出波函数的概念。 知识内容授课 60学时，复习 4学时共计 64 学时 第一章 学时安排 : 167。 1—— 3， 2学时。 167。 4—— 1学时 第二章学时安排： 167。 1， 1 学时。 167。 2， 1 学时。 167。 3， 1 学时。 167。 4—— 5， 2 学时。 第三章学时安排： 167。 1—— 2， 2学时。 167。 3—— 4， 2学时。 第四章学时安排： 167。 1— 2， 3 学时。 167。 3， 3学时。 167。 4， 2学时。 第五章学时安排： 167。 12， 1 学时。 167。 3， 3 学时。 167。 4— 5， 2 学时。 第六章学时安排： 167。 12， 3 学时。 167。 3， 1 学时。 第七章学时安排： 167。 12， 1 学时 167。 34， 2 学时 167。 56， 1学时 167。 7， 2 学时 167。 8， 2学时 第八章学时安排： 167。 1— 2， 2 学时 167。 3， 1 学时 167。 4， 3 学时 167。 5， 4 学时 167。 6， 2学时 第九章学时安排： 167。 1， 1学时。 167。 2， 2学时。 167。 3， 1学时。 第十章学时安排： 167。 1， 3学时。 167。 2， 2 学时。 167。 3， 1学时。 16 第一单元 ： 2017227 第二单元： 201732 第三单元： 201736 第四单元： 201739 第五单元： 2017313 第六单元： 2017316 第七单元： 2017320 第八单元： 2017323 第九单元： 2017327 第十单元： 2017330 第十一单元： 201746 第十二单元： 2017410 第十三单元： 2017417 第十四单元： 2017420 第十五单元： 2017424 第十六单元： 2017427 第十七单元： 201754 第十八单元： 201758 第十九单元： 2017511 第二十单元： 2017515 第二十一单元： 2017518 第二十二单元： 2017522 第二十三单元： 2017525 第二十四单元： 201761 第二十五单元： 201765 第二十六单元： 201768 第二十七单元： 2017612 第二十八单元： 2017615 第二十九单元： 2017619 第三十单元： 2017622 第三十一单元： 2017626 第三十二单元： 2017629 第一单元： 复习矢量、微积分等数学工具 知识； 理解参考系和坐标系的概念。 掌握 位置矢量、 位移、瞬时速度和瞬时加速度概念 ； 会根据质点运动方程求位移、速度和加速度；会根据加速度和初始条件求可积的运动方程； 第二单元： 熟练掌握质点作圆周运动时的角速度、 角加速 度、切向加速度和法向加速度的计算方法； 第三单元： 掌握牛顿三个定律及适用条件；了解牛顿力学中几种常见的力，掌握受力 分析的基本方法； 会熟练使用矢量和微积分工具，应用牛顿运动定律处理一般难度的力学问题； 第四单元： 掌握功的概念，能熟练地计算作用在质点上变力作功 ,理解与过程有关的性质；掌握质点的动能定理，并能用他分析解决质点在平面内运动时的简单力学问题； 掌握保守 17 力做功的特点及势能的概念，能熟练地计算重力、弹性力的势能、会计算万有引力势能；掌握机械能守恒定律及其适用条件，并能分析、解决简单力学系统在平面内运动的力学 问题；了解普遍的能量守恒和转换定律； 第五单元： 掌握动量、冲量和动量原理，并理解各量的矢量性、状态过程的特征；掌握动量守恒定律及其适用条件，并能分析、解决简单系统力学问题； 理解心对心的完全弹性和完全非弹性碰撞； 第六单元： 理解角速度和角加速度的概念及角量和线量的关系；理解转动惯量、角动量（动量矩）的概念； 掌握转动定律，并能分析、计算有关简单的力学问题；理解转动动能定理；理解刚体角动量守恒定律及其适用条件，并能分析、计算有关力学问题。 第七单元： 掌握电场强度和电势的概念以及场的叠加原理，掌握用叠加原理计算简单 的典型的场源所产生的电场强度和电势 第八单元： 理解高斯定理和环路定律，能熟练地用高斯定理求具有特殊对称性分布电荷的场强； 第九单元： 掌握电场力的功与电势差和移动电荷之间的关系，理解电场是保守力场，掌握电势与场强的积分关系； 理解电场线、等。