大物AI重点

《大学物理AI》课程教学大纲2016年5月制定 2016年 5 月第 0 次修订制定人：王志萍一、课程名称及代码课程名称：大学物理AI课程代码：BAA012001二、适用教育层次及专业教育层次：高职本科适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程、电气工程及其自动化、物联网工程、软件工程三、学分、学时学分数：3.5 学时数：56四、课程类型课程性质：公共课课程类别：纯理论课五、先修课程名称及代码高等数学AI（BAA011001）六、教学目标《大学物理》课程是我院高职本科工科各专业的一门必修的重要公共基础课。

通过这门课程的学习，将为工科各专业课及其技术基础课打好基础，传授必需通用的物理基础知识，培养科学思维和利用物理规律解决实际问题的初步能力。

为学生学习专业理论和专业技术打好必要的物理基础。

由于物理学在自然科学中的基础地位和与社会科学的联系，以及物理科学对人的思维训练和能力形成有很大的影响，因而它在人才培养中起着十分重要和独特的作用，对培养高级工程技术人才起至关重要的作用，必须引起充分的重视。

1．知识目标1）掌握描述质点运动的物理量。

掌握牛顿三定律及其适用条件。

掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。

2）理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。

3）通过把力学的研究对象抽象为三个理想模型，质点、刚体和理想流体，学会建立模型的科学研究方法。

4）注意学习矢量运算、微积分运算等方法在物理学中的应用。

5）掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。

6）掌握线性运动叠加原理，通过在周期性外力作用下阻尼摆的混沌现象分析了解非线性问题的特征。

7）理解气体动理论和热力学基础的基本概念及基本规律。

8）通过理想气体的压强和气体分子平均自由程等公式的建立，进一步理解科学研究的建模方法。

9）理解和掌握熵增加原理是自然界（包括自然科学和社会科学）最为普遍实用的定律之一。

10）了解物理学原理在现代工程技术中的应用。

大学物理(工科类)(College Physics)物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。

物理学的研究对象具有极大的普遍性，它的基本理论渗透到自然科学的许多领域，应用于生产技术的各个部门。

它是自然科学和许多工程技术的基础。

以物理学基础知识为内容的大学物理课程所涉及的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识都是一个高级工程技术人员所必备的。

因此，大学物理课是工科类各专业的一门重要的必修基础课。

工科类各专业开设大学物理课的作用，一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础；另一方面在于使学生初步学习科学的思维方式和研究问题的方法。

这些在开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质等方面都有十分重要的作用。

学好大学物理课不仅对学生的在校学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新知识、新技术都将产生深远的影响。

本大纲是根据教育部“高等农林教育面向21世纪本科物理系列课程教学内容和课程体系改革计划”的研究成果及“2007年华南农业大学本科人才培养计划”的要求编写的。

本大纲计划学时数为48学时。

大纲中带*号的部分为选讲内容，或作为学生的阅读材料。

由于本课程将广泛使用高等数学，因此，应安排在第二学期或第三学期。

一．教学目的与要求1．通过本门课程的学习，使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较全面和系统的认识，并具备初步应用的能力。

2．使学生对人类所处的自然环境中的基本自然现象及其规律有比较完整和清楚的认识，构建较为宽广的知识结构。

3．培养学生抽象思维能力、定量化研究能力以及获取知识的能力，提高科学素质。

4．使学生了解物理学原理、方法和技术在工程上的应用以及现代科学技术的发展，培养创新能力。

二．教学重点与难点1．在教学中要充分注意各部分内容之间的相互联系，注意理论联系实际，注意与现代科学发展接轨，与工程技术相结合。

《大学物理A （I ）》复习提纲教学要求分为以下三级：1. 深入理解、熟练掌握、掌握（属较高要求）：对规定为深入理解或熟练掌握的内容(包括定理、定律、原理等的内容、依据的现象和实验、物理意义及适用条件)都应比较透彻明了，并能熟练地加以分析和计算工科大学物理水平的有关问题，对于那些能由基本定律导出的定理要求会推导。

2. 理解、明确（属一般要求）：对规定为理解和明确的内容，要求学生在学习后能依据这些概念和规律进行简单的分析和判断，能应用所学的公式计算工科大学物理水平的有关问题，对于那些能由基本定律导出的定理不要求会推导。

3. 了解（属较低要求）：对规定为了解的内容，要求学生在学习后知道其所涉及的物理现象、实验、概念和规律，能识别其主要特征、方法和结论，进行定性解释，知道与问题直接有关的物理量和公式等的物理意义。

在经典物理部分一般不要求定量计算，在近代物理部分要求能作简单的计算。

矢量运算 1. 矢量A A Ae =模A （或||A ）表示矢量的大小，单位矢量A e 表示方向，且||1A e =直角坐标系下的分量形式：x y z A A i A j A k =++，且y z A A A =++ 2. 矢量的加减：平行四边形法则或三角形法则直角坐标系下()()()x x y y z z A B A B i A B j A B k ±=±+±+± 4. 矢量的数乘mA ：当m>0与A 方向相同，当m<0与A 方向相反5. 矢量的点乘(或点积、标积)A B ⋅为标量：||||cos A B A B θ⋅=（,A B θ为间的夹角）（两相互垂直矢量间的标积为0）直角坐标系下x x y y z z A B A B A B A B ⋅=++6. 矢量的叉乘（或叉积、矢积）A B ⨯为矢量：大小||||sin A B θ，方向由右手螺旋法则注：1 ）A B ⨯的方向一定垂直于,A B 所确定的平面，从A 沿小于180°的角度握向B ； 2）两相互平行矢量间的矢积为0；3）()A B B A ⨯=-⨯直角坐标系下()()()y z z y z x x z x y y x A B A B A B i A B A B j A B A B k ⨯=-+-+-7. 直角坐标系下矢量的求导：()y x z dA dA t dA dAi j k dt dt dt dt=++（各方向分量分别进行） 8. 直角坐标系下矢量的积分：()()()()()xyzB t A t dt A dt i A dt j A dt k ==++⎰⎰⎰⎰（各方向分量分别进行）力学部分第一章 质点运动学大纲要求：1． 理解运动方程的概念。

大物1知识点总结大物1是一门重要的物理学科，主要涵盖了力学、热学、波动、光学等内容，在物理学专业的学术生涯中占据着重要的地位。

下面将对大物1的一些重要知识点进行总结：一、力学力学是物理学的基础学科，涉及物体的运动规律和力的作用。

在大物1中，力学包括以下几个重要知识点：1.1 运动学运动学研究物体的运动状态和运动规律，包括位移、速度、加速度等概念。

在大物1中，学生需要掌握运动学的基本公式和运动学问题的解法，例如匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动等。

1.2 动力学动力学研究物体的受力和运动的关系，包括牛顿三定律、摩擦力、弹簧力、重力等。

在大物1中，学生需要理解牛顿三定律的应用，掌握计算受力物体的运动状态的方法，并能够解决相应的动力学问题。

1.3 动量和能量动量和能量是力学中的重要物理量，它们描述了物体的运动状态和运动能力。

在大物1中，学生需要学习动量和能量的概念、计算方法以及它们在物理问题中的应用，包括动量守恒和能量守恒原理等。

1.4 相对论相对论是现代物理学的重要内容，它描述了高速物体的运动规律和能量变化。

在大物1中，学生需要了解相对论的基本原理和公式，并能够应用相对论解决相应的物理问题。

二、热学热学是研究热力学和热能转化的物理学科，包括热力学定律、热力学过程、热能转化等内容。

在大物1中，热学是重要的知识点之一，包括以下几个重要内容：2.1 热力学定律热力学定律包括热力学系统的热平衡、热力学第一定律和第二定律等内容。

在大物1中，学生需要掌握热力学定律的表述和应用，能够解决相关的热力学问题。

2.2 热力学过程热力学过程包括等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等内容。

在大物1中，学生需要了解各种热力学过程的特点和计算方法，掌握热力学过程的相关知识。

2.3 热能转化热能转化研究热能和其他能量之间的转化关系，包括热机、热泵、制冷机等内容。

在大物1中，学生需要学习热能转化的基本原理和性能系数的计算方法，并能够解决相应的热能转化问题。

《大学物理AI 》作业No.08静电场中的导体和电介质班级________学号________姓名_________成绩______--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、理解静电平衡的条件，理解静电感应、静电屏蔽的原理；2、掌握静电平衡时导体表面感应电荷的分布和电场、电势的计算；3、了解电介质的极化现象和微观解释，理解电位移矢量D的定义，确切理解电介质中的高斯定理，并能利用它求解有电介质存在时具有一定对称性的电场问题；4、理解电容的定义，掌握电容器电容的计算方法；5、掌握电容器的储能公式，理解电场能量密度的概念，并能计算电荷系的静电能；6、理解电流强度和电流密度的概念，理解恒定电场的特点及电源电动势的概念。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、选择题:1．把A ，B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。

设无限远处为电势零点，A 的电势为U A ，B 的电势为U B ，则[D ](A)U B >U A ≠0(B)U B >U A =0(C)U B ＝U A (D)U B <U A解：电力线如图所示，电力线指向电势降低的方向，所以U B <U A 。

2．半径分别为R 和r 的两个金属球，相距很远。

用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电。

在忽略导线的影响下，两球表面的电荷面密度之比为[D ](A)R/r (B)R 2/r 2(C)r 2/R 2(D)r/R解：两个金属球用导线相接意味着它们的电势相等，设它们各自带电为21q q 、，选无穷远处为电势0点，那么有：rq Rq 020144，我们对这个等式变下形r R rr r q R R R q 21020144 ，即面电荷密度与半径成反比。

3《大学物理AI》作业No.07电势班级________学号________姓名_________成绩______--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、理解静电力做功的特点，理解静电场的保守性；2、掌握静电场的环路定理；3、理解电势、电势差的概念，掌握利用场强积分和叠加原理求电势的方法；4、理解电势梯度的意义，并能利用它求电场强度；5、掌握点电荷、均匀带电球面、均匀带电球体等典型带电体的电势分布。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、填空题1.以无穷远为电势零点，半径为0.1m的孤立导体球电势为300V，则距离导体球中心30cm 处的电势为V。

2.当导体表面电场强度足以击穿周围空气时，导体表面净电荷将流失，从而导致无法维持导体表面原有的电场强度。

已知空气的击穿场强为3MV/m，则处于空气中的一个半径为0.8m的球形导体能达到的最高电势为MV。

（其中1M=106，以无穷远为零电势点）3.金原子核可看做均匀带电球，其半径为6.60×10-15m，电荷为79×1.60×10-19C。

一个粒子的荷质比α=4.78×107C/kg，已知该粒子沿着二者连线方向以1.50×107m/s的速度从很远处射向金原子核，则该粒子能到达距离金原子核的最近距离为m。

《大学物理AI 》作业No.10安培环路定理磁力磁介质参考答案--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、理解磁场的高斯定理、磁场安培环路定理的物理意义，能熟练应用安培环路定律求解具有一定对称性分布的磁场磁感应强度；2、掌握洛仑兹力公式，能熟练计算各种运动电荷在磁场中的受力；3、掌握电流元在磁场中的安培力公式，能计算任意载流导线在磁场中的受力；4、理解载流线圈磁矩的定义，并能计算它在磁场中所受的磁力矩；5、理解霍尔效应并能计算有关的物理量；6、理解顺磁质、抗磁质磁化的微观解释，了解铁磁质的特性；7、理解磁场强度H 的定义及H 的环路定理的物理意义，并能利用它求解有磁介质存在时具有一定对称性的磁场分布。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、选择题1.在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2，圆周内有电流I 1、I 2，其分布相同，且均在真空中，但在(b)图中L 2回路外有电流I 3，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则：[B ]（A）2121,d d P P L L B B l B l B （B）2121,d d P P L L B B l B l B（C）2121,d d P P L L B B l B l B（D）2121,d d P P L L B B l B l B解：根据安培环路定理 内I l B L0d，可以判定21d d L L l B l B；而根据磁场叠加原理（空间任一点的磁场等于所有电流在那点产生的磁场的矢量叠加），知21P P B B。

《大学物理AI 》作业 No.9 磁感应强度班级 ________________ 学号 ______________ 姓名 ____________ 成绩 ___________一、选择题：（注意：题目中可能有一个或几个正确答案） 1．一磁场的磁感应强度为k c j b i a B++=（T ），则通过一半径为R ，开口向z 正方向的半球壳表面的磁通量的大小是：(A) Wb 2a R π(B) Wb 2b R π (C)Wb 2c R π(D)Wb 2abc R π[ C ]解：如图所示，半径为R 的半球面1S 和半径为R 的圆平面2S 组成一个封闭曲面S 。

由磁场的高斯定律0d =⋅⎰⎰s B知：c S k s k c j b i a s B s B s s s 2221d )(d d -=⋅++-=⋅-=⋅=Φ⎰⎰⎰c R 2π-=故选C2．边长l 为的正方形线圈，分别用图示的两种方式通以电流I （其中ab ，cd 与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中产生的磁感应强度大小分别为：(A) 0,021==B B(B) lIB B πμ02122,0==(C) 0,22201==B l IB πμ(D) lIB l I B πμπμ020122,22== [C ]解：根据直电流产生的磁场的公式有：lIl I l Iu B πμπμθθπ00120122)2222(2)sin (sin 244=+=-⨯⨯= 对于第二种情况，电流I 流入b 后分流，两支路电流相等，在中心处产生的磁感应强度大小相等，方向相反，所以：02=B故选C3．下列哪一幅曲线能确切描述载流圆线圈在其轴线上任意点所产生的B随x 的变化关系？dd（x 坐标轴垂直于圆线圈平面，原点在圆线圈中心O ）[ C ]解：由圆电流轴线上任一点磁感应强度公式：232220)(2x R IR B +=μ可知，0=x 时，0≠B ，可排除（A ），（B ），(E)三个答案，且B 也不是常量，排除（D ）。