大学物理学电子教案课件

第1章质点运动学◆本章学习目标1．理解参考系和坐标系的概念；2．掌握位矢和位移、瞬时速度和瞬时加速度概念；3．掌握通过已知加速度和初始条件求解速度、运动方程的方法；4．理解角速度、角加速度及其与线量的关系；5．理解相对运动及其计算方法。

◆本章教学内容1．参照系和坐标系；2．质点位矢和位移；3．速度加速度；4．直线运动；5．曲线运动；6．相对运动。

◆本章教学重点1．位矢和位移；2．由已知加速度和初始条件求解速度、运动方程；3．相对运动及其计算方法。

◆本章教学难点1．位矢与位移的区别；2．速度和加速度的矢量性与相对性；3．物理量的微积分计算。

◆本章学习方法建议及参考资料1．补充微积分的知识；2．注意讲练结合；3．要注意依据学生具体情况安排本章进度。

参考教材东南大学等七所工科院校编，《物理学》，高等教育出版，1999年11月第4版§1.1参照系和坐标系一、机械运动1．机械运动：所谓机械运动，是一个物体相对于另一个物体的位置，或一个物体内部的一部分的位置随时间的变化过程。

2．运动学：力学中描述物体怎样变化怎样运动的内容叫做运动学，它是描述物体的位移、速度、加速度等随时间的变化规律。

二、参照系和坐标系1．参照系为了描述物体的机械运动，即它的位置随时间的变化规律，就必须选择一个物体或几个相互间保持静止或相对静止的物体作为参考，被选为参考的物体称为参照系。

同一物体的运动，由于选择的参照系不同，会表现为各种不同的形式。

如在地面匀速前进的车厢中一个自由下落的石块，以车厢为参照系，石块做直线运动，如果以地面为参照系，则石块将做曲线运动。

物体运动的形式随参照系的不同而不同，这个事实叫运动的相对性。

由于运动的相对性，当我们描述一个物体的运动时，就必须指明是相对于什么参照系来说的。

2．坐标系为了定量地说明一个物体相对于某一参照系的空间的位置，就在该参照系上建立固定的坐标系。

一般选用迪卡尔直角坐标系，也可以选用极坐标系、自然坐标系等。

01课程介绍与教学目标Chapter《大学物理》课程简介0102教学目标与要求教学目标教学要求教材及参考书目教材参考书目《普通物理学教程》（力学、热学、电磁学、光学、近代物理学），高等教育出版社；《费曼物理学讲义》，上海科学技术出版社等。

02力学基础Chapter质点运动学位置矢量与位移运动学方程位置矢量的定义、位移的计算、标量与矢量一维运动学方程、二维运动学方程、三维运动学方程质点的基本概念速度与加速度圆周运动定义、特点、适用条件速度的定义、加速度的定义、速度与加速度的关系圆周运动的描述、角速度、线速度、向心加速度01020304惯性定律、惯性系与非惯性系牛顿第一定律动量定理的推导、质点系的牛顿第二定律牛顿第二定律作用力和反作用力、牛顿第三定律的应用牛顿第三定律万有引力定律的表述、引力常量的测定万有引力定律牛顿运动定律动量定理角动量定理碰撞030201动量定理与角动量定理功和能功的定义及计算动能定理势能机械能守恒定律03热学基础Chapter1 2 3温度的定义和单位热量与内能热力学第零定律温度与热量热力学第一定律的表述功与热量的关系热力学第一定律的应用热力学第二定律的表述01熵的概念02热力学第二定律的应用03熵与熵增原理熵增原理的表述熵与热力学第二定律的关系熵增原理的应用04电磁学基础Chapter静电场电荷与库仑定律电场与电场强度电势与电势差静电场中的导体与电介质01020304电流与电流密度磁场对电流的作用力磁场与磁感应强度磁介质与磁化强度稳恒电流与磁场阐述法拉第电磁感应定律的表达式和应用，分析感应电动势的产生条件和计算方法。

法拉第电磁感应定律楞次定律与自感现象互感与变压器电磁感应的能量守恒与转化解释楞次定律的含义和应用，分析自感现象的产生原因和影响因素。

介绍互感的概念、计算方法以及变压器的工作原理和应用。

分析电磁感应过程中的能量守恒与转化关系，以及焦耳热的计算方法。

电磁感应现象电磁波的产生与传播麦克斯韦方程组电磁波的辐射与散射电磁波谱与光子概念麦克斯韦电磁场理论05光学基础Chapter01光线、光束和波面的概念020304光的直线传播定律光的反射定律和折射定律透镜成像原理及作图方法几何光学基本原理波动光学基础概念01020304干涉现象及其应用薄膜干涉及其应用（如牛顿环、劈尖干涉等）01020304惠更斯-菲涅尔原理单缝衍射和圆孔衍射光栅衍射及其应用X射线衍射及晶体结构分析衍射现象及其应用06量子物理基础Chapter02030401黑体辐射与普朗克量子假设黑体辐射实验与经典物理的矛盾普朗克量子假设的提普朗克公式及其物理意义量子化概念在解决黑体辐射问题中的应用010204光电效应与爱因斯坦光子理论光电效应实验现象与经典理论的矛盾爱因斯坦光子理论的提光电效应方程及其物理意义光子概念在解释光电效应中的应用03康普顿效应及德布罗意波概念康普顿散射实验现象与经德布罗意波概念的提典理论的矛盾测不准关系及量子力学简介测不准关系的提出及其物理量子力学的基本概念与原理意义07相对论基础Chapter狭义相对论基本原理相对性原理光速不变原理质能关系广义相对论简介等效原理在局部区域内，无法区分均匀引力场和加速参照系。

大学物理的研究对象和任务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。

作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙、小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律。

它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。

03物理学是一门以实验为基础的自然科学，观察和实验是物理学的基本研究方法，通过实验可以验证物理假说和理论，发现新的物理现象和规律。

观察和实验理想模型是物理学中经常采用的一种研究方法，它忽略了次要因素，突出了主要因素，使物理问题得到简化。

建立理想模型数学是物理学的重要工具，通过数学方法可以精确地描述物理现象和规律，推导物理公式和定理。

数学方法大学物理的研究方法学习大学物理首先要掌握基本概念和基本规律，理解它们的物理意义和适用范围。

掌握基本概念和基本规律大学物理实验是学习物理学的重要环节，通过实验可以加深对物理概念和规律的理解，培养实验技能和动手能力。

注重实验和实践学习大学物理要注重培养物理思维，即运用物理学的方法和观点去分析和解决问题的能力。

培养物理思维大学物理涉及的知识面很广，包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理学等，因此要拓宽知识面，掌握不同领域的知识。

拓宽知识面大学物理的学习方法和要求01位置矢量与位移02位置矢量的定义和性质03位移的计算方法和物理意义010203速度的定义、种类和计算加速度的定义、种类和计算速度与加速度质点运动的描述01运动学方程与运动图像02运动学方程的建立和求解03运动图像的绘制和分析圆周运动的描述圆周运动的定义和分类圆周运动的物理量描述1 2 3匀速圆周运动匀速圆周运动的特点和性质匀速圆周运动的实例分析01变速圆周运动02变速圆周运动的特点和性质03变速圆周运动的实例分析01 02 03参考系与坐标系参考系的选择和建立坐标系的种类和应用相对速度与牵连速度相对速度的定义和计算牵连速度的定义和计算01加速度合成定理与科里奥利力02加速度合成定理的内容和应用03科里奥利力的定义、性质和应用01牛顿第一定律物体在不受外力作用时，保持静止或匀速直线运动状态。

课时：2课时年级：大学一年级教学目标：1. 理解弹簧振子的振动规律；2. 掌握弹簧振子的振动方程；3. 学会利用弹簧振子进行实验测量，并分析实验数据；4. 培养学生的实验操作能力和科学探究精神。

教学重点：1. 弹簧振子的振动规律；2. 弹簧振子的振动方程；3. 实验数据的处理和分析。

教学难点：1. 弹簧振子振动方程的推导；2. 实验数据的误差分析。

教学准备：1. 弹簧振子实验装置；2. 数据记录表格；3. 计算器；4. 投影仪。

教学过程：一、导入1. 提问：同学们，你们知道什么是弹簧振子吗？它有哪些特点？2. 引入弹簧振子的概念，说明弹簧振子是一种简谐振动系统。

二、新课讲授1. 弹簧振子的振动规律（1）介绍弹簧振子的基本参数：弹簧常数k、质量m、振幅A、角频率ω等；（2）推导弹簧振子的振动方程：x = A cos(ωt + φ)；（3）分析振动方程中各个参数的意义。

2. 弹簧振子的实验测量（1）介绍弹簧振子实验装置，说明实验原理；（2）讲解实验步骤，包括安装实验装置、调整弹簧振子、记录数据等；（3）强调实验注意事项，如保持弹簧振子的平衡、准确记录数据等。

三、实验操作1. 学生分组进行实验，教师巡回指导；2. 学生按照实验步骤进行操作，记录实验数据；3. 教师引导学生分析实验数据，找出误差来源。

四、数据分析与讨论1. 学生根据实验数据，利用振动方程计算弹簧常数k；2. 分析实验数据，讨论误差来源，提出改进措施；3. 教师总结实验结果，强调实验数据的处理和分析方法。

五、总结与拓展1. 总结本节课所学内容，强调弹簧振子的振动规律和实验方法；2. 提出拓展问题，引导学生思考弹簧振子在现实生活中的应用。

教学反思：1. 本节课通过实验让学生直观地了解弹簧振子的振动规律，提高了学生的学习兴趣；2. 在实验过程中，教师注重培养学生的实验操作能力和科学探究精神；3. 在数据分析与讨论环节，教师引导学生分析实验数据，培养学生的数据处理能力；4. 在总结与拓展环节，教师引导学生思考弹簧振子在现实生活中的应用，提高学生的综合素质。