《大学物理(上)》课程教学大纲.doc

《大学物理（上） 》课程教学大纲一、课程说明（一）（一） 课程代码：课程代码：08121001 （二）（二） 课程英文名称：课程英文名称：College Physics I（三）开课对象开课对象：应用物理和材料物理专业本科学生 （四） 课程性质课程性质：本课程是应用物理专业的第一门专业理论课，是学习其他后继课程 的基础，在教学培养计划中列为主干基础课程 （五） 教学目的教学目的：通过本课程的学习，使学生比较全面系统地掌握机械运动的基本原 理，基本知识和基本规律，并能比较灵活地加以运用；了解物理学研究问题的 思路和方法，培养其独立分析和解决问题的能力；增强运用数学工具处理物理 问题的能力，提高抽象思维和逻辑推理能力，为学生学习后继专业基础课程及 进一步获取有关知识奠定扎实的基础 （六） 教学内容教学内容： 本课程主要包括质点运动学、牛顿定律、动量、功与能、角动量、刚体力学、流 体力学、振动与波等内容通过教学各环节，使学生达到各章的基本要求 （七） 教学课时教学课时： 教学时数：72 学时 学分数：4 分 教学时数具体分配：教学内容讲授实验/实践合计《力学》绪论11第一章 质点运动学78第二章 牛顿定律816第三章 动量420第四章 功与能828第五章 角动量836第六章 刚体力学1046第八章 流体力学652第九章 振动759第十章 波766第十一章 相对论672（八）教学方式：教学方式：课堂讲授、习题课、答疑、期末考试。

九）考核方式和成绩记载说明：考核方式和成绩记载说明：考核方式为闭卷考试，考核成绩根据期末考试成绩和平时成绩平时成绩评定，期末成 绩占总成绩 60%，平时成绩占总成绩 40%二、教学大纲与各章的基本要求绪绪 论论 教学要点教学要点：了解物理学概貌，明确力学的研究对象，力学与其他学科的关系，了解力 学的研究方法和学习方法 教学时数教学时数：1 学时 教学内容教学内容： 一、一、什么是物理学 二、二、力学研究对象与发展简史 三、三、力学的研究方法和科学态度第一章第一章 质点运动学质点运动学教学要点教学要点：理解参照系、坐标系、质点的概念；掌握描述质点运动的方法，理解位置 矢量、速度矢量、加速度矢量三个基本概念及它们之间的关系；理解切向加速度和法向加 速度的意义；掌握由运动学方程求速度、加速度和由速度、加速度求运动学方程的方法 了解不同参考系对运动不同描述间的关系教学时数教学时数：7 学时 教学内容教学内容：第一节参考系一、参考系和坐标系二、时间的测量三、长度的测量第二节质点 第三节直线运动 一、直线运动学方程 二、速度 三、加速度 四、位置、速度、加速度的相互关系 第四节曲线运动 一、曲线运动的矢量描述 二、位矢、速度、加速度 三、抛体运动在直角坐标系中表示 四、曲线运动运动在本性坐标系中表示 切向加速度和法向加速度 第五节相对运动 一、绝对速度、相对速度和牵连速度 二、绝对加速度、相对加速度和牵连加速度第二章第二章 牛顿定律牛顿定律教学要教学要点点：：理解力和质量的概念，掌握牛顿运动三定律及适用条件，灵活运用牛顿 运动定律求解变力作用下质点的动力学问题。

掌握力学量的国际单位制，明确量纲和量纲 公式的作用；了解惯性参照系中力学的相对性原理和伽利略变换的有关内容；掌握非惯性 参照系的概念，平移惯性力、惯性离心力的求法；了解潮汐现象教学时数教学时数：8 学时教学内容：教学内容： 第一节牛顿定律 一、第一定律与惯性系 二、第二定律 三、第三定律 第二节单位制与量钢 一、单位制 二、基本量与导出量 三、量钢 第三节常见的力 一、力的基本类型 二、接触力与非接触力 三、引力与重力 四、弹性力 五、摩擦力 第四节牛顿定律的运用 一、质点动力学基本问题 二、约束 三、应用举例 第五节力学相对性原理和伽利略坐标变换 一、力学相对性原理 二、伽利略坐标变换 第六节非惯性系与惯性力 一、平移惯性力 潮夕现象 二、惯性离性力第三章第三章 动量动量教学要教学要点点：理解动量和冲量的概念，掌握动量定理和动量守恒定律及适用条件，并 能灵活运用；理解质心概念和质心运动定理教学时数教学时数：4 学时 教学内容教学内容： 第一节动量与动量定理 一、质点动量定理 二、质点系动量定理 第二节动量守恒定律 一、动量守恒定律 二、火箭运动 第三节质心与质心运动定理 一、质心和质心位置 二、质心运动定理 三、质心坐标系第四章第四章 功与能功与能 教学要点教学要点：理解功和功率的概念，掌握变力作功的计算方法；理解动能的概念，动 能与动量的区别，质点和质点系动能定理；理解保守力与势能的概念，掌握重力势能、弹 簧的弹性势能、万有引力势能的计算，掌握功能原理和机械守恒定律及适用条件，并能灵 活运用；理解掌握对心碰撞的特点和规律。

教学时数教学时数：8 学时 教学内容教学内容： 第一节功与功率 一、作用于单个质点力的功 二、作用于质点系的外力功和内力的功 三、几种力的功 第二节质点动能定理 一、质点动能定理 二、由动能定理求解物体的运动 第三节质点系动能定理 一、质点系动能定理 二、质点系动能定理与质点系动量定理的比较 第四节质点系的势能 一、保守力与非保守力 二、质点系的势能 三、几种势能 第五节机械能守恒定律 一、质点系功能原理 二、机械能守恒定律 第六节质心系功能原理与械能守恒定律 一、质量悬殊两质点系械能守恒定律 二、质点在保守力中械能守恒定律 三、质点系动能与质心动能 第七节碰撞 一、正碰 二、斜碰 三、碰撞与质心坐标系第五章第五章 角动量角动量教学要教学要点点：理解力矩和角动量的概念，掌握角动量定理和角动量守恒定律及适用条 件，并能灵活运用；理解质点在有心力场中运动，行星运动的开普勒定律；了解守恒定律 与对称性之间的关系 教学时数教学时数：8 学时 教学内容教学内容： 第一节力矩 一、力矩的定义 二、作用质点与质点系的力矩 第二节质点角动量定理 一、质点角动量 二、质点角动量定理三、质点角动量守恒定律 第三节质点系角动量定理 一、质点系角动量定理 二、质点系角动量守恒定律 第四节质心系角动量定理 一、质心系中动量定理 二、质心系中角动量守恒定律 三、体系角动量与质心角动量 第五节迅猴百度文库批量上传下载刷分全能助手软件 第六节质点在有心力场中运动 一、有心力场 二、质点在有心力场中运动的一般特征 三、有效势能与轨道特征 四、开普勒定律 第七节守恒定律与对称性第六章第六章 刚体力学刚体力学教学要教学要点点：了解刚体运动的基本概念，掌握角速度、角加速度的概念及定轴转动刚 体角量与线量的关系；掌握转动惯量的概念和规则物体转动惯量的计算方法；掌握刚体定 轴转动的转动定律、动能定理、角动量定理及角动量守恒定律，刚体定轴转动和圆柱体滚动的求解问题；掌握平面力系下刚体的平衡方程及其应用；了解回转效应、岁差、章动。

教学时数教学时数：10 学时 教学内容教学内容： 第一节刚体运动概述 一、刚体 二、刚体自由度 三、刚体运动的几种形式 四、作用在刚体上的力矩 第二节刚体定轴转动 一、定轴转动描述 二、转动定律 三、转动惯量 四、角动量定理 五、角动量守恒定律 第三节刚体平面平行运动 一、运动方程 二、滚动 三、瞬时转轴 四、角动量 第四节刚体的能量 一、定轴转动的刚体动能定理 二、平面平行运动刚体的动能三、刚体的重力势能 第五节刚体静力学 一、刚体平衡条件 二、静不定问题 第六节陀螺运动 一、不受外力矩作用的陀螺 二、陀螺的进动 三、地球的岁差第七章第七章 流体力学流体力学教学要点教学要点：理解压强的概念，掌握静止流体内压强的分布规律，帕斯卡原理和阿基米 德定律；理解理想流体、定常流动、流线、流管的概念，熟练掌握流体的连续性原理和伯 努利方程及应用；了解粘滞流体的运动情况、流体中运动物体所遇到的阻力和机翼升力 教学时数教学时数：4 学时 教学内容教学内容： 第一节流体静力学 一、静止流体内的压强 二、重力场中静止流体内各点的压强 三、浮力与浮心 第二节流体的定常流动 一、描述流体运动的两种方法 二、定常流动 三、流线与流管 四、连续性方程 第三节伯努利方程及应用 一、理想流体 二、伯努利方程 三、伯努利方程及应用 四、机翼升力和马格努斯效应 第四节粘滞流体流动 一、流体的粘滞性 二、粘滞流体的运动规律第八章第八章 振动振动教学要教学要点点：了解振动的一般概念，理解简谐振动的特征和表示方法；掌握简谐振动 的规律，振幅、圆频率、相位和相位差概念；掌握用简谐振动矢量表示法研究振动的合成。

了解阻尼振动的三种运动状态；了解受迫振动和共振的概念和条件教学时数教学时数：7 学时 教学内容教学内容： 第一节简谐振动 一、弹簧振子的运动 二、简谐振动的振幅、频率、相位 三、简谐振动的表示法四、单摆 五、谐振子的能量 第二节振动的合成与分解 一、同方向、同频率两个简谐振动的合成 二、同方向、频率相近的两个简谐振动的合成 拍 三、相互垂直、同频率两个简谐振动的合成 四、相互垂直、不同频率两个简谐振动的合成 李莎如图形 五、振动的分解 谐波分析 第三节阻尼振动 一、运动方程及其解 二、阻尼振子的能量 三、临界阻尼与过阻尼 第四节受迫振动 一、运动方程及其解 二、稳态解振幅与相位 共振第九章第九章 波波教学要点教学要点：理解波、横波和纵波概念，掌握平面简谐波的规律和特点，波长、波速 的概念，频率、波速与波长之间的关系；理解波方程与振动图线、波形图线之间的关系； 理解波的能量传播特征，能量、能流、能流密度等概念；理解波的叠加原理，波干涉的概 念，相干条件，驻波；了解多普勒效应 教学时数：教学时数：7 学时 教学内容教学内容： 第一节机械波的形成与传播 一、机械波的形成 二、横波与纵波 三、波长、频率与波速的关系 四、平面波与球面波 第二节简谐波 一、简谐波的运动学方程 二、讨论 第三节波动方程与波速 一、弹性棒中的波动方程与波速 二、柔软绳中的横波 第四节波的能量和强度 一、波的能量和能量密度 二、波的强度和功率 三、声强级 第五节波的叠加与驻波 一、波的叠加原理 二、波的干涉 三、驻波 第六节多普勒效应 一、多普勒效应二、多普勒效应应用 三、冲击波第十章第十章 相对论相对论教学要教学要点点：理解爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理、相对论时空观；理解洛仑兹 变换，掌握不同坐标系质点运动的时空变换和速度变换；了解相对论多普勒效应；掌握狭 义相对论的质速关系、质能关系、能量与动量之间的关系。

教学时数教学时数：6 学时 教学内容教学内容： 第一节狭义相对论的实验背景 一、相对性原理与电磁学 二、麦克尔逊---莫雷实验 三、对牛顿力学的偏离 第二节狭义相对论的基本假设 一、爱因斯坦的基本假设 二、同时的相对性 第三节时间延缓和长度收缩 一、光信号钟 二、时间延缓 三、长度收缩 第四节洛伦兹变换 一、洛伦兹坐标变换推导 二、洛伦兹变换的几个推论 三、相对论中速度变换 第五节相对论多普勒效应 第六节相对论动量和能量 一、相对论中质量与动量 二、相对论中的力 三、相对论中的能量 四、能量与动量的关系 三、三、推荐教材和参考书目推荐教材和参考书目［1］郑永令《力学》高等教育出版社，2002［2］漆安慎、杜婵英编，《力学基础》，高等教育出版社，1998［3］赵凯华《新概念物理教程-力学》高等教育出版社，1995［4］罗蔚茵 《力学简明教程》 中山大学出版社［5］蔡伯濂 《力学》 湖南教育出版社。