普通物理课程.docx

普通物理》课程教学大纲课程代码： 2008509、2008510课程名称：普通物理/General Physics；课程类型：公共基础课学时学分： 128 学时/8 学分适用专业：地球物理学专业开课部门：基础部一、 课程的地位、目的和任务普通物理是针对本校地球物理学专业学生开设得一门重要的必修基础课普通物理课程的作用：第一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础物理学 研究物质的基本结构、基本运动形式和物质的相互作用，是自然科学和工程技术的基 础，因此学生应通过学习物理学获得关于物质的基本结构、物质基本运动形式和物质 的相互作用基本规律的知识，为学习其他课程打好基础第二方面是使学生通过物理 学的学习，初步学习科学的思想方法和研究方法，培养独立思考和分析问题、解决问 题的能力，提高学习素质，激发求知和创新的精神因此，学好本课程不仅对学生在 校期间的学习有重要作用，而且对学生毕业后的工作和知识的更新也有较深远的影 响本课程的教学目的为：1. 使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有较系统的知识和正确的 理解，为进一步学习打下坚实的基础；2. 通过各教学环节培养学生的科学思维方法、严谨的科学工作作风，培养学生 分析问题和解决问题的能力；3. 培养和鼓励学生的探索精神和创新意识。

二、 课程与相关课程的联系与分工先修课程：《高等数学》基于本课程对数学知识的需要，本课程适宜于大一第二学期开设相关课程：《大学物理实验》后续课程：地球物理学专业有关的专业基础课及专业课如构造地质学、地球物理 基础、勘探地震学、地磁学、重力与固体潮等三、教学内容与基本要求第一章 质点运动学1. 教学内容第一节 质点运动的描述(1) 参考系、质点；(2) 位置矢量、运动方程、位移；(3) 速度、加速度；第二节 求解运动学问题举例第三节 圆周运动(1) 角位移、角速度；(2) 切向加速度和法向加速度、角加速度；(3) 匀速率和匀变速率圆周运动；第四节 相对运动( 1)时间与空间( 2)相对运动2. 重点难点教学重点 掌握位置矢量、运动学方程、位移、速度、加速度等物理量教学难点 运动学中各物理量间的相互关系及其矢量性3. 基本要求1．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能借助于直角 坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度能借助于极坐标计算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2．理解质点运动的瞬时性、矢量性和相对性3．掌握运动学两类问题的求解方法。

运动学的第一类问题：由运动方程求质点的速度和加速度运动学的第二类问题：由质点的速度或加速度及初始条件，求运动方程第二章 牛顿定律1. 教学内容第一节 牛顿定律(1) 牛顿第一定律(2) 牛顿第二定律(3) 牛顿第三定律第二节 物理量的单位和量纲第三节 几种常见的力( 1 ) 万有引力( 2 ) 弹力( 3 ) 摩擦力第四节 牛顿定律的应用举例( 1 )用隔离体法对物体进行受力分析( 2 )应用举例2. 重点难点教学重点 掌握牛顿定律的应用教学难点 将微积分和矢量运算方法应用与力学；变力作用下牛顿定律的应用3. 基本要求1．掌握牛顿运动三定律及其适用范围能求解一维变力情况下质点的动力学问题 2．理解力学单位制和量纲3. 熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情况，能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动 力学问题．4. 理解惯性系与非惯性系的概念第三章 动量守恒定律和能量守恒定律1. 教学内容第一节 质点与质点系动量定理( 1)冲量 质点的动量定理( 2)质点系的动量定理第二节 动量守恒定律( 1)动量守恒条件（2）动量守恒举例第三节 动能定理（1）变力做功的计算（2） 质点的动能定理第四节 保守力和非保守力 势能（1）万有引力、重力、弹性力作功的特点（2）保守力和非保守力（3） 势能第五节 功能原理 机械能守恒定律（1） 质点系的动能定理（2） 质点系的功能原理（3） 机械能守恒定律第六节 碰撞（1）几种碰撞情况（2）相关例题第七节 能量守恒定律2. 重点难点教学重点 掌握并灵活运用动量定理、动能定理及相应的守恒定律解决动力学问题；变力作 功的计算；教学难点 三个运动定理及其守恒定律的应用；综合性力学问题的分析求解。

3. 基本要求1. 理解动量、冲量概念，掌握动量定理和动量守恒定律2. 掌握功的概念, 能计算变力的功，理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算万有引力、 重力和弹性力的势能3. 掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律，掌握运用动量和能量守恒定律分析力学问题 的思想和方法4. 了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点，并能处理较简单的完全弹性碰撞和完全非弹 性碰撞的问题第四章 刚体转动1. 教学内容第一节 刚体的定轴转动(1) 刚体转动的角速度与角加速度(2) 角量与线量的关系第二节 力矩 转动定律 转动惯量(1) 力矩(2) 转动定律(3) 转动惯量及其计算第三节 角动量 角动量守恒定律(1) 质点的角动量定理和角动量守恒定律(2) 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律第四节 力矩作功 刚体绕定轴转动的动能定理(1) 力矩作功和功率(2) 转动动能(3) 刚体绕定轴转动的动能定理2. 重点难点教学重点 刚体定轴转动定律教学难点 应用刚体定轴转动定律求解连接体问题3. 基本要求1. 理解描写刚体定轴转动角速度和角加速度的物理意义，并掌握角量与线量的关系．2. 理解力矩和转动惯量概念，掌握刚体绕定轴转动的转动定理．3. 理解角动量概念，掌握角动量定律，并能处理一般质点在平面内运动以及刚体绕定轴转动 情况下的角动量守恒问题4. 理解刚体定轴转动的转动动能概念，能在有刚体绕定轴转动的问题中正确地应用机械能守 恒定律第五章 机械振动1. 教学内容第一节 简谐运动 简谐运动的振幅、周期、频率和相位(1) 简谐振动满足条件(2) 简谐振动的振幅、周期、频率和相位(3) 简谐振动常数的确定第二节 旋转矢量(1) 旋转矢量的引入(2) 利用旋转矢量计算举例第三节 简谐运动的能量第四节 一维简谐运动的合成 拍现象(1) 两个同方向同频率的简谐运动的合成(2) 拍现象2. 重点难点教学重点 描述简谐运动和简谐波的各物理量，简谐振动方程的建立；旋转矢量法；同方向、 同频率的简谐运动的合成；教学难点 谐振动方程的建立和特征量的确定。

3. 基本要求1．掌握简谐振动的基本特征，根据受力分析能建立简谐振动的微分方程2．掌握简谐振动的运动学方程根据振动系统特征及初始条件，能确定振动方程中的三个 特征量：振幅、初位相和圆频率3．掌握旋转矢量法4．了解阻尼振动、受迫振动和共振5．理解同方向、同频率的两个生产率振动的合成规律6．了解拍现象和频率，了解两个同频率相互垂直简谐振动的合成第六章 机械波1. 教学内容第一节 机械波的基本概念(1) 机械波的形式(2) 横波与纵波(3) 波长、波的周期与频率，物体弹性与波速(4) 波线、波面、波前第二节 平面简谐波的波函数(1) 平面简谐波的波函数(2) 波函数的物理含义第三节 波的能量 声强级(1) 波动能量的传播(2) 声强级第四节 惠更斯原理 波的干涉(1) 惠更斯原理(2) 波的干涉条件第五节 驻波2. 重点难点教学重点 波的传播规律，波动方程的物理意义；波的干涉现象和规律；教学难点 波动方程的建立，波的干涉规律3. 基本要求1．理解机械波产生的条件，了解波动与振动的联系与区别，了解波动过程的几何表式2．掌握平面简谐波的波动方程，能根据波线上某一点的振动方程，写出波动方程3．理解波动的能量传播特征及波的能量密度能流和能流密度等概念。

4．了解波的惠更斯原理，理角波的叠加原理，波的干涉现象和相干波条件，掌握波的干涉条件5．了解驻波的形成条件，驻波的特征及驻波与行波的区别第七章 气体动理论1. 教学内容第一节 物态参量 平衡态 理想气体的状态方程(1) 气体的物态参量(2) 平衡态 理想气体物态方程( 3 )热力学第零定律第二节 物质的微观模型 统计规律性(1) 分子的线度和分子力(2) 分子热运动的无序性及统计规律性第三节 理想气体的压强公式(1) 理想气体模型(2) 理想气体压强公式第四节 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系第五节 能量均分定理 理想气体内能(1) 自由度(2) 能量按自由度均分定理(3) 理想气体的内能第六节 麦克斯韦气体分子速率分布率(1) 测定气体分子速率分布的实验( 2)麦克斯韦气体分子速率分布定律( 3 )三种统计平均速度第七节 分子平均碰撞次数和平均自由程2. 重点难点教学重点 理想气体的压强和温度的微观本质；能量均分定理；理想气体的内能；教学难点 微观统计平均值与宏观参量的联系3. 基本要求1．理解理想气体的状态方程，理解理想气体的宏观定义、微观模型和统计假设2．理解理想气体的压强公式和温度公式，以及宏观量压强和温度的微观本质。

3．理解能量按自由度均分定理及内能的概念，并能应用该定量计算理想气体的定压热容、 定体热容和内能4．了解麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和分布曲线的物理意义了解气体分子热运动的 三种速率；平均速率、方均根速率及最概然速率了解气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 第八章 热力学基础1. 教学内容第一节 准静态过程 功 热量( 1)准静态过程( 2)气体对外作功( 3)热量第二节 内能 热力学第一定律( 1 )内能( 2)热力学第一定律第三节 理想气体的等体过程和等压过程（1） 等体过程 摩尔等体热容（2） 等压过程 摩尔等压热容第四节 理想气体的等温过程和绝热过程（1） 等温过程（2） 绝热过程（3）绝热线和等温线第五节 循环过程 卡诺循环（1） 循环过程特点（2） 热机和致冷机效率（3） 卡诺循环第六节 热力学第二定律 卡诺定理（1）热力学第二定律的两种表述（2）可逆过程和不可逆过程（ 3）卡诺定理（ 4）能量品质2. 重点难点教学重点 热力学第一定律及其在理想气体各等值过程和绝热过程中的应用；教学难点 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3. 基本要求1．掌握功和热量的概念，理解准静态过程，掌握热力学第一定律，能根据热力学第一定律 分析、计算理想气体等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量。

2．理解循环过程的特征及热机效率和致冷机的致冷系数理解卡诺循环以及卡诺热机的效 率和卡诺致冷机的致冷系数3．理解热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述4．了解可逆过程和不可逆过程，了解卡诺定理和能量品质第九章 静电场1. 教学内容第一节 电荷的量子化 电荷守恒定律（1）电荷的量子化(2) 电荷守恒定律第二节 库仑定律第三节 电场强度(1) 静电场的描述电场强度(2) 点电荷的电场强度(3) 电场强度的叠加原理( 。