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物理课程大纲

发布者: [发表时间]:2020-03-22 [来源]: [浏览次数]:

大学物理1

英文名称:College Physics 1

课程名称:大学物理1(英文名称:College Physics 1

课程类别:公共基础课

课程性质: 必修

时:48(讲课 48上机实习0;实验 0

适用专业:理工科各专业

材:《物理学》(上、下),高等教育出版社,刘克哲主编,2012年版

教学参考书:《大学基础物理学》(上、下),高等教育出版社,张三慧主编,2003年版

《普通物理学》(1,2,3), 高等教育出版社,程守洙、江之永主编,2001年版

《物理学学习指导书》,高等教育出版社,刘克哲、张承琚主编,第三版

教学目的和要求:

本课程的教学目的是使学生系统掌握物理学的基本原理和基本知识。通过本课程的学习,既为后续课程学习和专业训练提供必要的准备,又为学生从事科研和工程技术工作打下良好的基础。

在教学中应该着重要求学生掌握物理学的基本概念、基本规律和基本原理,强调物理学与工程技术学科的联系。教学中应贯彻理论联系实际原则,注意结合工程技术学科的专业特点和实际需要,做好个教学环节密切配合。

教学内容提要:

第一章 质点的运动 8学时)

1、基本知识点

(1) 1-1 质点和参考系

质点 参考系

(2) 1-2 描述质点运动的物理量

时刻和时间 位置矢量 位移和路程 速度和速率 加速度

(3) 1-3 描述质点运动的坐标系

     直角坐标系 平面极坐标系 自然坐标系

(4) 1-4 牛顿运动定律

牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律

(5) 1-5 力学中常见的力

万有引力 弹性力 摩擦力

(6) 1-6 伽利略相对性原理

  伽利略相对性原理 伽利略变换 *惯性力

2、重点及难点

(1) 位置矢量 位移和路程 

(2) 速度和速率 加速度

(3) 牛顿第二定律

(4) 伽利略相对性原理 伽利略变换

第二章 机械能守恒定律 6学时)

1、基本知识点

(1) 2-1功和功率

功 功率

(2) 2-2 动能和动能定理

(3) 2-3 势能

引力势能和重力势能 弹力势能 保守力

(4) 2-4 机械能守恒定律

功能原理 机械能守恒定律

2、重点及难点

(1) 功 功率

(2) 动能和动能定理

(3) 重力势能

(4) 功能原理 

(5) 机械能守恒定律

(6) 引力势能

第三章 动量守恒定律 6学时)

1、基本知识点

(1) 3-1动量和动量定理

(2) 3-2 质点系动量定理和质心运动定理

质心 *质心运动定理

(3) 3-3 动量守恒定律

(4) 3-4 碰撞

碰撞现象 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 *恢复系数

2、重点及难点

1)动量和动量定理

2)质点系动量定理

3)动量守恒定律

(4)质心

第四章 角动量守恒定律 3学时)

1、基本知识点

(1) 4-1 力矩

力矩的一般意义 力对轴的力矩

(2) 4-2 质点角动量守恒定律

角动量 角动量定理 质点角动量守恒定律

2、重点及难点

1 力对轴的力矩 

2)角动量 角动量定理

(3)质点角动量守恒定律

第五章 刚体 8学时)

1、基本知识点

(1) 5-1 刚体的运动

平动和转动 刚体的定轴转动 *平面运动

(2) 5-2 刚体动力学

刚体的转动动能 刚体的转动惯量 力矩做的功 动能定理 转动定理

(3) 5-3 定轴转动刚体的角动量守恒定律

     刚体对转轴的角动量 刚体对转轴的角动量定理 刚体对转轴的角动量

守恒定律

2、重点及难点

1)刚体的定轴转动

 2)转动定理

 3)刚体对转轴的角动量

(4) 刚体对转轴的角动量定理

(5) 刚体对转轴的角动量守恒定律

(6) 刚体的转动动能

(7) 刚体的转动惯量

第七章 振动和波动 12学时)

1、基本知识点

(1) 7-1 简谐振动

简谐振动的基本特征 描述简谐振动的特征量 简谐振动的矢量图解法 简谐振动的能量

(2) 7-2 简谐振动的叠加

同一直线上两个同频率简谐振动的合成 *同一直线上两个频率相近的简谐振动的合成 *两个相互垂直的简谐振动的合成

(3)* 7-3 阻尼振动、受迫振动和共振

     阻尼振动 受迫振动 共振

(4) 7-4 关于波动的基本概念

波的产生和传播 横波和纵波 波线和波面 波速、波长以及波的周期和

频率 波动所遵从的基本原理

(5) 7-5 简谐波

(6) 7-6 波动方程和波的能量

     波的能量 波的能流和能流密度

(7) *7-7 波的干涉

波的干涉现象和规律 驻波

(8) 7-8 多普勒效应

2、重点及难点

1)简谐振动的基本特征

2)简谐振动的叠加

3)关于波动的基本概念

4)简谐波

第八章 狭义相对论 5学时)

1、基本知识点

(1) 8-1 狭义相对论的基本原理

伽利略变换与经典时空观 狭义相对论产生的背景和条件 狭义相对论

的基本原理

(2) 8-2 狭义相对论的时空观

同时性的相对性 时间延缓效应 长度收缩效应 速度变化法则

(3) 8-3 狭义相对论动力学

     质速关系 相对论动力学基本方程 质能关系 能量动量关系  

2、重点及难点

1)同时性的相对性 时间延缓效应 长度收缩效应

2)质速关系

3)相对论动力学基本方程


本大纲编写者:何邵奎   审核负责人:

教学院长(大校): 教学院长(滨江):


























大学物理2

英文名称:College Physics 2


课程名称:普通物理2(英文名称:College Physics 2

课程类别: 公共基础课

课程性质: 必修

时:48(讲课 48上机实习0;实验 0

适用专业:理工科各专业

材:《物理学》(上、下),高等教育出版社,刘克哲主编,2012年版

教学参考书:

《大学基础物理学》(上、下),高等教育出版社,张三慧主编,2003年版

《普通物理学》(1,2,3), 高等教育出版社,程守洙、江之永主编,2001年版

《物理学学习指导书》,高等教育出版社,刘克哲、张承琚主编,第三版

教学目的和要求:

本课程的教学目的是使学生系统掌握物理学的基本原理和基本知识。通过本课程的学习,既为后续课程学习和专业训练提供必要的准备,又为学生从事科研和工程技术工作打下良好的基础。

在教学中应该着重要求学生掌握物理学的基本概念、基本规律和基本原理,强调物理学与工程技术学科的联系。教学中应贯彻理论联系实际原则,注意结合工程技术学科的专业特点和实际需要,做好个教学环节密切配合。

教学内容提要:

第九章 气体、固体和液体的基本性质 6学时)

1、基本知识点

(1) 9-1 气体动理论和理想气体模型

气体的分子状况 理想气体模型 理想气体状态的描述

(2) 9-2 理想气体的温度和压强

理想气体的压强公式 热力学第零定律 温度的微观解释

(3) 9-3 理想气体的内能

     分子运动自由度 能量均分定理 理想气体的内能

(4) 9-4 麦克斯韦速率分布律

麦克斯韦速率分布律 用速率分布函数求分子速率的统计平均值

(5)* 9-6 气体内的输运过程

气体分子的碰撞频率和平均自由程

2、重点及难点

1)理想气体模型

2)热力学第零定律

 3)理想气体的内能

4)麦克斯韦速率分布律

第十章 电荷和静电场 14学时)

1、基本知识点

(1) 10-1 电荷和库仑定律

电荷 库仑定律

(2)  10-2 电场和电场强度

电场 电场强度 电场强度的计算

(3)  10-3 高斯定理

     电场线 电通量 高斯定理

(4)  10-4 电势及其与电场强度的关系

静电场属于保守场 电势能和电势差和电势 电势的计算 等势面 电势和电场强度的关系

(5)  10-5 静电场中的金属导体

金属导体的静电平衡 导体表面的电荷和电场 导体静电平衡性质的应用

(6)  10-6 电容和电容器

孤立导体的电容 电容器 电容的计算 电容器的连接

7*10-7 静电场中的电介质

电介质的极化 极化强度矢量 极化强度与极化电荷的关系 极化电荷

对电场的影响 电介质存在时的高斯定理

810-8 静电场中的能量

静电场的能量

2、重点及难点

1)库仑定律 

2)电场强度

3)高斯定理

4)电势及其与电场强度的关系

5)金属导体的静电平衡

第十一章 电流和恒磁场 8学时)

1、基本知识点

(1) 11-1恒定电流条件和导电规律

电流强度和电流密度 电流的连续性方程和恒定电流条件 *导体的电阻 *导体的电阻率 *欧姆定律 *电功率和焦耳定律 电动势

(2) 11-2 磁场和磁感应强度

磁现象 磁感应强度 磁感应线和磁通量

(3) 11-3 毕奥-萨伐尔定律

(4) 11-4 磁场的高斯定理和安培环路定理

磁场的高斯定理 安培环路定理

(5) 11-5 磁场对电流的作用

安培定律 *两平行长直电流之间的相互作用 *磁场对载流线圈的作用

611-6 带电粒子在磁场中的运动

洛伦兹力和粒子的运动方程 带电粒子在匀强磁场中的运动 *带电粒子

比荷的测定 *霍尔效应

2、重点及难点

(1) 电动势

(2) 磁感应强度

(3) 毕奥-萨伐尔定律

(4) 磁场的高斯定理 

(5) 安培环路定理

(5)安培定律

(6)磁场对电流的作用

7)带电粒子在磁场中的运动

第十二章 电与磁的相互作用和相互联系 4学时)

1、基本知识点

(1) 12-1电磁感应现象及其基本规律

电磁感应现象 电磁感应定律 感应电动势

(2) 12-2互感和自感

互感现象 自感现象

(3) 12-4磁场的能量

磁场能量

2、重点及难点

(1) 电磁感应定律

2)互感和质感

第十四章 波动光学 8学时)

1、基本知识点

(1) 14-5光波及其相干条件

光波 光程 相干条件

(2) 14-6 分波前干涉

杨氏干涉

314-7 分振幅干涉

薄膜干涉

414-8 惠更斯-菲涅尔原理和衍射现象分类

514-9 单缝和圆孔的夫琅禾费衍射

惠更斯-菲涅尔原理 衍射现象分类 单缝的夫琅禾费衍射

614-10 衍射光栅

2、重点及难点

1)光程 

2)杨氏干涉

(3)薄膜干涉

(4)单孔和圆孔的夫琅禾费衍射

第十五章 波与粒子 8学时)

1、基本知识点

 (1) 14-1黑体辐射

热辐射 黑体辐射的基本规律 普朗克辐射公式和能量子的概念

(2) 14-2光电效应

光电效应的实验规律 经典理论遇到的困难 爱因斯坦的光子论及其对光电效应的解释

(3) 14-3康普顿效应

     康普顿效应及其观测 光子论对康普顿效应的解释 光的波粒二象性

4*14-4 氢原子光谱和波尔的量子论

5*14-5 微观粒子的波动性

原子的核式结构模型及其与经典理论的矛盾 氢原子光谱的规律性 波尔的量子论

2、重点及难点

1)黑体辐射

2)光电效应的实验规律

3)康普顿效应


本大纲编写者:何邵奎 年 月 审核负责人:

教学院长(大校): 教学院长(滨江):




























物理实验1

(英文名称:Physics Experiment 1


课程名称:物理实验1(英文名称:Physics Experiment 1

课程类别:公共基础课

课程性质:必修

总 学 时:32(实验理论12学时,动手实验20学时)

适用专业:理工科各专业

材:《大学物理实验》(第二版),科学出版社,陈玉林等主编,2013年版

教学参考书:

1.《普通物理实验》,林杼、龚镇雄主编,高等教育出版社,1982

2.《物理实验教程》,李寿松主编,高等教育出版社,2003

3. 《物理实验》,华中工学院、天津大学、上海交通大学编,高等教育出版社,1981

4. 《大学物理实验》第二版,张兆奎等主编,高等教育出版社,2003

教学目的和要求:

1、课程性质、教学目标、任务

物理学是实验科学,在物理学发展过程中,物理实验始终占有重要地位,理工科学生毕业后绝大部分将不同程度地从事科研、工程技术和新技术应用开发等与实验有关的工作,培养良好的实验素质有重要的意义。

物理实验是对高等学校理工科类学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程,是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端。通过本课程的学习,不仅可以加深对物理理论的理解,更重要的是使学生获得基本的实验知识,掌握一定的实验方法和技能,提高创新思维能力,为进一步学习后续课程和日后的工作打好基础。

2、本课程的基本要求:

本课程以基础性实验为主,主要使学生掌握物理量的测量方法,如:长度、时间、温度、速度、电流、电压、电阻等;学习基本的实验方法和测量技术,如:放大法、比较法等;掌握常用实验仪器的使用方法,如:测长度、测频率、计时、测温、电表、电桥、稳压电源、示波器、函数发生器、读数显微镜、激光器等仪器;掌握常用实验数据处理方法,如:列表法、逐差法等。本课程中有少量综合提高性实验,要求学生通过物理量的测量、计算和验证已知公式,学习物理实验的基本思想和实验方法,加深对物理规律的认识。

教学内容提要:

序号

项目名称

所需学时

内 容 提 要

项目要求

实验类型

必开

选开

实验一

绪论

4

物理实验课的目的、任务、基本程序和要求;

有效数字、误差分析及不确定度评定;

实验数据的处理方法

必做


综合

实验二

长度测量

2

掌握游标和螺旋测微装置的原理;

学会正确使用游标尺和螺旋测微器;

巩固有效数字和误差计算

必做


验证

实验三

物体密度的测定

3

学习使用读数显微镜和物理天平;

测量规则物体的密度;

用流体静力学称衡法测量不规则物体的密度

必做


验证

实验四

用三线摆测定物体的转动惯量

3

学会正确测量长度、质量和时间的方法;

用三线摆测定圆环及圆柱体绕对称轴的转动惯量;验证平行轴定理

必做


验证

实验五

验证牛顿第二定律

3

学习使用气垫导轨和电脑计时器;在气轨上测定重力加速度;验证牛顿第二定律

必做


验证

实验六

用落体法测定液体的粘滞系数

3

观察液体的内摩擦现象,学会用落球法测量液体的粘滞系数;熟练运用基本仪器测量长度、质量和时间

必做


综合

实验七

惠斯登电桥测电阻

3

熟练掌握惠斯登电桥测电阻的基本原理及操作方法;掌握用电表级别求测量的绝对误差

必做


验证

实验八

示波器的使用

3

了解示波器的主要组成部分、掌握其基本工作原理;学会使用示波器测量信号的电压和周期;通过观察李萨如图形测量正弦信号频率

必做


综合

实验九

用牛顿环测透镜的曲率半径

3

观察等厚干涉现象,了解等厚干涉的特点,加深对光的波动性的认识;学会使用牛顿环测平凸透镜的曲率半径;学会用逐差法处理数据

必做


验证

实验十

用旋光仪测溶液的浓度

3

观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象;了解旋光仪的构造原理;用旋光仪测量旋光性溶液的旋光率和浓度

必做


验证


考核

2

对所做实验内容进行考核




实验十一

地磁场水平分量测量

3

测量地磁场水平分量;在振动周期达不到无限大时,采用作图外推法


选做

综合

实验十二

用扭摆法测定转动惯量

3

学会用扭摆法测量物体转动惯量的原理和方法;

了解转动惯量的平行轴定理,学会验证平行轴定理的实验方法


选做

验证

实验十三

测定冰的溶解热

3

进一步巩固热学基本概念:如温度、热量、比热和熔解热;了解量热学的基本方法:混合法;学习在实验过程中对散失的热量进行初步修正的方法


选做

设计

实验十四

空气比热容比的测量

3

学习单原子、双原子气体比热容比原理;采用简谐振动方法测定比热容比;学习与设计不同压缩气体实验的测量


选做

综合

实验十五

学习使用多用电表

3

学习使用多用电表;了解电表的接入误差;熟悉接线方法


选做

验证

实验十六

薄透镜焦距的测量

3

学习在光具座上对光学元件的等高共轴调节;

学会测定薄透镜焦距的几种方法;观察和验证薄凸透镜成像的规律


选做

验证

本大纲编写者: 审核负责人:

教学院长(大校): 教学院长(滨江):





































物理实验2

(英文名称:Physics Experiment 2


课程名称:物理实验2(英文名称:Physics Experiment 2

课程类别:公共基础课

课程性质:必修

总 学 时:32(实验理论12学时,动手实验20学时)

适用专业:理工科各专业

材:《大学物理实验》(第二版),科学出版社,陈玉林等主编,2013年版

教学参考书:

1.《普通物理实验》,林杼、龚镇雄主编,高等教育出版社,1982

2.《物理实验教程》,李寿松主编,高等教育出版社,2003

3. 《物理实验》,华中工学院、天津大学、上海交通大学编,高等教育出版社,1981

4. 《大学物理实验》第二版,张兆奎等主编,高等教育出版社,2003

教学目的和要求:

1、课程性质、教学目标、任务

物理学是实验科学,在物理学发展过程中,物理实验始终占有重要地位,理工科学生毕业后绝大部分将不同程度地从事科研、工程技术和新技术应用开发等与实验有关的工作,培养良好的实验素质有重要的意义。

物理实验是对高等学校理工科类学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程,是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端。通过本课程的学习,不仅可以加深对物理理论的理解,更重要的是使学生获得基本的实验知识,掌握一定的实验方法和技能,提高创新思维能力,为进一步学习后续课程和日后的工作打好基础。

2、本课程的基本要求:

1)学习物理实验的基本知识、基本原理、熟悉常用仪器的性能与使用方法,掌握基本的测量技术及实验方法。

2)培养与提高学生从事科学实验的基本能力。其中包括:

(1) 能够通过阅读实验教材或资料,作好实验前的准备;

(2) 能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器;

(3) 能够运用物理学理论对实验对象进行初步分析判断,加深对物理学原理的理解;

(4) 能够正确记录和处理实验数据,绘制曲线,评价实验结果,撰写合格的实验报告;

3 培养与提高学生的科学实验素质。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度,主动研究的探索精神,遵守纪律,团结协作和爱护公共财物的优良品德。

本课程是在大学物理实验1的基础上,大多为综合性实验,培养学生对各种实验方法综合运用的能力和学生的开拓性及动手能力,训练学生初步的科研能力,不断提高学生的实践能力,体现对学生整体素质的全面培养。

教学内容提要:

序号

项目名称

所需学时

内 容 提 要

项目要求

实验类型

必开

选开

实验一

用拉伸法测金属丝的扬氏弹性模量

3

学会测量杨氏弹性模量的一种方法;

掌握用光杆法测量微小伸长量的原理

必做


综合

实验二

液体表面张力系数的测定

3

掌握用焦利秤测量微小力的原理和方法;

了解液体表面的性质,测定水的表面张力系数

必做


综合

实验三

用模拟法测绘静电场

3

学习用模拟法研究静电场;测绘静电场的分布,加深对电场的认识

必做


验证

实验四

夫兰克—赫兹实验

3

通过测量氩原子的第一激发电位,证明原子内部量子化能级的存在;了解在研究原子内能量子化问题时所使用的基本方法

必做


综合

实验五

用热电偶测温度及金属铂电阻的温度系数测定

3

了解测金属温度系数的原理;了解热电偶测温的原理;学会用热电偶综合测量仪 测量金属铂电阻温度系数和热电偶的温差电动势

必做


综合

实验六

霍尔效应及其应用

3

了解产生霍尔效应的机理;研究霍尔元件的特性,了解应用霍尔效应测量磁场的方法;掌握用图解法处理实验数据

必做


综合

实验七

用分光计测定三棱镜的折射率

3

了解分光计的结构、学习分光计的调整方法;测定三棱镜对水银灯绿色光线的折射率

必做


综合

实验八

验证马吕斯定律

3

观察光的偏振现象,了解偏振的基本规律;验证马吕斯定律

必做


验证

实验九

迈克尔逊干涉仪

3

熟悉迈克尔逊干涉仪的原理;测定氦—氖激光的波长

必做


综合

实验十

光速测定

3

掌握一种新颖的光速测量方法;了解和掌握光调制的一般性原理和基本技术

必做


综合


考核

2

对所做实验内容进行考核




实验十一

磁滞回线的测定

3

学习使用磁滞回线仪;测量不同铁磁材料的磁滞回线


选做

综合

实验十二

光电效应的研究

3

通过光电效应实验,了解光的量子性;观测光电效应,测量光电管的伏安特性曲线,找出不同光频率下的截止电压;验证爱因斯坦方程,并求出普朗克常数


选做

综合

实验十三

测量声波在空气中的传播速度

3

学习用共振干涉法和相位比较法测量空气中欧的声速;通过实验了解作为传感器的压电陶瓷的功能并培养综合使用仪器的能力;学习用逐差法处理数据


选做

综合

实验十四

液晶电光特性研究

3

学习液晶光开关原理,测量电光特性曲线,得到阈值和关断电压;测量液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性;测量不同视角下的对比度


选做

综合

本大纲编写者: 审核负责人:

教学院长(大校): 教学院长(滨江):










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