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5.了解近代物理学的有关基础知识。
三、学时分配表
章序
章题
讲授学时
实验学时
实践学时
上机学时
小计
1
第一章 力和运动
2
第二章 运动的守恒量和守恒定律
3
第三章 刚体和流体的运动
4
第四章 相对论基础
5
第五章 气体动理论
6
第六章 热力学基础
7
第七章 静止电荷的电场
8
第八章 恒定电流的磁场
9
第九章 电磁感应 电磁场理论
合计
四、教学教法建议
建议本课程以课堂讲授为主,采用启发式教学法。
教学中可充分利用录像、演示实验及多媒体等手段。
为加强学生对所学内容的理解,掌握解题方法、技巧,教师应推荐相应的参考书,课后留作业,按时辅导答疑。
学生课前应预习,上课认真听讲,适当记笔记,课后及时复习,独立完成作业。
注意知识之间的联系,利用类比、推理、归纳等方法理解和记忆物理规律。
五、课程考核及要求
1.考核方式:
考试(√);
考查()
2.成绩评定:
计分制:
百分制(√);
五级分制();
两级分制()
成绩构成:
总成绩=平时考核(10)%+中期考核(20)%+期末考核(70)%
本文
第一章力和运动
教学目标:
1.理解参考系、时空、质点;
掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度等描述质点运动状态的物理量以及质点的运动方程;
2.能借助于直角坐标系或自然坐标系计算质点在平面内做直线或曲线运动时的速度、加速度,描述其运动规律,能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和地区经济法线加速度;
3.认识几种常见的力;
4.掌握牛顿三定律及适用条件,学会运用微积分方法求解一维变力作用下质点的动力学问题;
5.理解运动的相对性,伽利略变换
教学时数:
教学内容:
§
1-1 质点运动的描述
1-2 圆周运动和一般曲线运动
1-3 相对运动 常见力和基本力
1-4 牛顿运动定律
1-5 伽利略相对性原理 非惯性系 惯性力
教法建议:
教学运课堂用“板书+PPT”,将传统的课堂教学与多媒体教学相结合。
讲授与习题课相结合。
考核要求:
1.已知运动学方程,求解位移、速度、加速度;
已知加速度求解速度和运动方程。
2.切线加速度、法向加速度的求解。
3.熟悉牛顿运动定律并能熟练地应用于变力的情况解题。
4.理解伽里略变换的意义并应用。
参考书目:
1.程守洙、江之永主编,普通物理学(第六版),高等教育出版社,2000.3
2.刘克哲《物理学》第二版高等教育出版社,1999
1、马文蔚
《物理学》第五版
高等教育出版社,2006
2、赵近芳主编《大学物理学》,北京邮电大学出版社,2003。
3、张三慧《大学物理学》,清华大学出版社,2003。
第二章运动的守恒量和守恒定律
掌握功和质点动能定理;
了解保守力和非保守力耗散力的特点;
掌握质点在保守力场中的势能;
掌握功能原理,能够计算变力做功问题;
掌握机械能守恒的条件,理解并熟练运用机械能守恒定律求解具体问题;
理解能量转换和守恒定律。
确切理解动量、冲量、动量定理;
理解质心、质心运动定理、质心坐标系;
掌握动量守恒的条件,能够计算动量守恒问题;
理解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的概念并能计算相应问题。
理解力矩、角动量;
掌握角动量定理、角动量守恒定律,学会计算和解释有关转动问题。
§
2-1 质点系的内力和外力 质心 质心运动定理
2-2 动量定理 动量守恒定律
2-3 功 动能 动能定理
2-4 保守力 成对力的功 势能
2-5 质点系的功能原理 机械能守恒定律
2-6 碰撞
2-7 质点的角动量和角动量守恒定律
教法建议:
课堂教学运用“板书+PPT”,将传统的课堂教学与多媒体教学相结合。
理论联系实例,注重分析。
强调前后连贯,注重从属关系。
进行对比讲述,力与力矩、动量与动量矩、冲量与冲量矩、动量守恒与角动量守恒。
1.正确理解功的概念,熟练地计算变力的功;
2.熟练地应用功能原理、机械能守恒定律解题。
3.正确地理解动量守恒条件,熟练地应用动量守恒定律解决有关碰撞问题。
能推导宇宙速度。
【分章列出本章基本的参考书目和资料,最后再无需单列】,参考书目陈列格式:
[序号]作者.书名.出版地:
出版社名称,出版时间.【书名后的文献标识以规范要求标注】
第三章刚体和流体的运动
理解刚体的转动惯量,掌握转动定理,定轴转动的角动量守恒定律,
掌握外力矩与刚体转动的关系,学会对刚体运动的描述;
了解一般固体的形变和弹性。
理解理想流体、理想流体的连续性原理、伯努利方程;
掌握理想流体运动的特点,掌握理想流体的运动规律。
§
3-1 刚体模型及其运动
3-2 力矩 转动惯量 定轴转动定律
3-3 定轴转动中的功能关系
3-4 定轴转动刚体的角动量定理和角动量守恒定律
*§
3-6 理想流体模型 定常流动 伯努利方程
自始至终坚持比较教学(与质点力学比较)。
1.了解常用的几种刚体的转动惯量,记住细棒和圆盘对中心和端点轴的转动惯量;
2.掌握刚体定轴转动的转动定律,应用其分析刚体的定轴转动;
求解有关刚体的平动与定轴转动;
3.掌握力矩的功和刚体定轴转动动能定理、刚体的重力势能与机械能的计算;
4.掌握角动量、角动量守恒定理,应用其求解有关问题。
第四十三济点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和发向___________________________________________________________________________________________________章相对论基础
1.了解经典力学的基本困难;
2.掌握狭义相对论的两个基本假设;
3.了解狭义相对论的数学基础(洛仑兹变换);
4.理解狭义相对论中高速运动物体的运动学及动力学基本内容;
5.了解狭义相对论新的时空观即同时的相对性,长度收缩和时间膨胀的概念,以及与经典相对论的差异;
6.理解质速,质能关系。
4-1 狭义相对论基本原理 洛伦兹变换
4-2 相对论速度变换
4-3 狭义相对论的时空观
4-4 狭义相对论动力学基础
以讲座为主,介绍参考书让学生自己阅读。
1、掌握狭义相对论的两条基本原理;
2、掌握洛仑兹坐标变换,长度收缩、时间膨胀的条件及应用;
了解相对论速度变换。
3、掌握狭义质速关系、质能关系。
第五章气体动理论
了解气体分子热运动的图象。
理解理想气体的状态方程,
理解理想气体的理想气体的压强公式和温度公式,通过推导气体压强公式,
了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。
能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。
了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。
了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。
了解麦克斯韦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算术平均速率、方均根速率。
理解气体分子平均能量按自由度均分定理。
理解理想气体微观模型,掌握压强和温度的统计意义;
理解能量均分定理和理想气体内能;
了解麦克斯韦分子速率分布律。
5-1 热运动的描述 理想气体模型和状态方程
5-2 分子热运动和统计规律
5-3 理想气体的压强和温度公式
5-4 能量均分定理 理想气体的内能
5-5 麦克斯韦速率分布律
5-7 分子碰撞和平均自由程
以讲为主,与自学相结合。
1、正确判断理想气体平衡态性质、各状态参量之间的关系,应用状态方程求解有关平衡态问题;
2、掌握理想气体的压强公式、温度公式的推导方法;
3、正确计算理想气体的内能;
4、了解麦克斯韦速率分布律,知道计算微观粒子按一定规律分布时三种统计速率;
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。
能分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。
了解可逆过程和不可逆过程。
了解热力学第二定律及其统计意义。
了解熵的定义和熵增加原理。
6-1 热力学第零定律和第一定律
6-2 热力学第一定律对于理想气体准静态过程的应用
6-3 循环过程 卡诺循环
6-4 热力学第二定律
6-5 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理
6-6 熵 玻耳兹曼关系
6-7 熵增加原理 热力学第二定律的统计意义
以讲授为主,与自学相结合。
安排及时的习题课,组织学生讨论。
1、熟练应用热力学第一定律求解理想气体等体、等压、等温及绝热过程问题;
2、熟练计算理想气体的摩尔热容量、循环过程、卡诺循环、热机的效率(由等值、绝热、过P-V原点的直线过程组成的正循环),由卡诺逆循环组成的制冷机及致冷系数;
3、掌握热力学第二定律的两种叙述;
4、知道熵增加原理。
第七章静止电荷的电场
掌握电荷守恒定律和库仑定律.,确切理解电场强度的概念,
掌握用点电荷的场强公式和场强迭加原理求场强分布的方法;
理解电通量的概念和静电场高斯定理,能够用高斯定理求解电荷具有某种对称性时的场强分布;
理解电势和电势差的概念,能够在已知电场强度分布的情况下利用线积分求解空间电势分布;
理解处于静电平衡状态的导体的性质;
理解电位移矢量及介质中的高斯定理;
理解电容器的电容及电场能量的概念,
掌握电容器电容量的计算。
7-1 物质的电结构 库仑定律
7-2 静电场 电场强度
7-3 静电场的高斯定理
7-4 静电场的环路定理 电势
7-5 电场强度与电势梯度的关系
7-6 静电场中的导体
7-7 电容器的电容
7-8 静电场中的电介质
7-9 有电介质时的高斯定理 电位移
7-10 静电场的能量
习题与演练相结合。
讲授与联系相结合。
1.正确理解静电场的E、U、△U的定义;
2.熟练地应用静电场的高斯定理和场强迭加及场强与电势的微分关系计算E,从而计算U、△U;
3.正确理解保守力的概念,掌握计算电场能的方法;
4.掌握计算带电粒子在外电场中受到的力,并分析其运动。
5.正确理解导体的静电平衡条件、熟练计算静电平衡时导体上的电荷分布及场强与电势的分布;
6.熟悉静电屏蔽的应用。
7.熟悉介质对电容的影响、电介质的极化现象和极化机理、电极化强度、电极化强度与极化电荷的关系;
掌握有介质时的高斯定理、计算电介质中的电场、电位移矢量;
8.知道电场能量、电容器储能。
第八章恒定电流的磁场
理解电流密度和电动势的基本概念;
掌握磁感应强度的概念,理解毕奥-萨伐尔定律,并能计算一些简单问题中的磁感应强度。
理解稳恒电流磁场的规律:
磁场高斯定理和安培环路定理,用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。
了解顺磁性和抗磁性物质的磁性及其微观解释,
了解在各向同性介质中H和B之间的关系和区别。
了解介质中的安培环路定理。
能计算简单的有对称性情况下的B、H值
8-1 恒定电流
8-2 磁感应强度
8-3 毕奥-萨伐尔定律
8-4 稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理
8-5 带电粒子在电场和磁场中的运动
8-6 磁场对载流导线的作用
8-7 磁场中的磁介质
8-8 有磁介质时的安培环路定理 磁场强度
联系静电场相关的内容比较教学。
串讲与自学相结合。
1.掌握稳恒电流的磁场的规律;
2.掌握应用毕奥-萨伐尔定律计算B的方法,掌握计算运动电荷的磁场的方法;
3.熟练应用安培环路定理计算磁场;
4.正确分析带电粒子在外磁场中受到的力及其运动、磁场对载流导体的作用、掌握计算磁场对载流线圈的力矩的方法。
5.理解有介质时磁场的规律;
6.知道应用磁介质中的安培环路定理计算B、H、M。
第九章电磁感应 电磁场理论
掌握法拉弟电磁感应定律,
理解动生电动势和感生电动势的本质,掌握动生电动势的计算方法和感生电动势的计算方法。
了解自感系数和互感系数的概念,能计算简单问题中的自感系数和互感系数。
理解安培定律,能计算简单几何形状的载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中受的力和力矩。
理解洛伦兹力公式,能分析运动点电荷在均匀磁场中的受力和运动;
了解磁力作功的计算方法。
理解涡旋电场、位移电流的概念,
掌握麦克斯韦方程组微积分形式及物理意义。
9-1 电磁感应定律
9-2 动生电动势
9-3 感生电动势 感生电场
9-4 自感应和互感应
9-5 磁场的能量
9-6 位移电流 电磁场理论
讲练结合。
1.熟练掌握法拉第电磁感应定律;
2.熟练计算动生电动势和感生电动势;
3.了解计算自感、与互感电动势的方法;
4.知道计算磁场的能量;
5.正确理解位移电流、全电流定律;
6.知道麦克斯韦电磁场理论的基本概念、麦克斯韦方程组的积分形式、麦克斯韦方程组的微分形式。
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