大学物理A1内容提要

《大学物理学(A1-A2)》教学大纲学时：144 总学分：8学分理论教学：144（两学期）实验学时：54学时（另开）面向专业：电子信息科学与技术课程代码：BB-2大纲执笔人：姜黎霞大纲审稿人：鲍钢飞一、大纲说明1、教学目的和基本要求：本课程是专业基础课，同时还具有自然科学素质教育的意义，因此，要求学生熟练掌握物理学的基本概念和基本规律，正确认识各种物理现象的本质；还应掌握物理学研究问题的思想方法，能对实际问题建立简化的物理模型，并对其进行正确的数学分析。

通过对本课程的学习，学生应养成科学的思维习惯，并为理解专业知识打下良好的基础。

2、内容提要：本课程分在两个学期内讲授。

前一学期内容分为四部分：第一部分是“力学的物理基础”，包括质点运动的描述方法，质点动力学和刚体定轴转动的基本规律和概念，以及量纲和非惯性系问题的一般处理方法等；第二部分是“分子物理学和热力学”，介绍热平衡态、热量和内能等基本概念，以及气体状态方程、分子的速率分布、热力学基本定律、卡诺定理等；第三部分是“静电场与稳恒电流”，介绍静电场的基本概和基本原理，并讨论导体和电介质在静电场中的基本性质，进而引出电路理论的基本关系式。

后一学期内容分为三部分：第一部分是“磁场与电磁感应、电磁场”，介绍磁场的基本性质，讨论磁场与电流间的联系以及电磁感应现象的物理内涵，进而建立起电磁场的基本概念；第二部分是“波动光学”，从波动的角度认识光的干涉和衍射现象，讨论光的偏振和双折射，由此深化对电磁波基本性质的理解；第三部分是“近代物理学基础”，包括狭义相对论的基本假设和主要结论，量子物理学基础知识，以及激光原理和固体的能带等。

根据实际情况，教学内容的次序可作适当调整。

二、大纲内容第一章质点运动学§1.1 参照系和坐标系质点质点的概念，参考系坐标系，时间和空间，运动方程§1.2 位置矢量位移位矢，位移，速度，加速度，匀速直线运动§1.3 圆周运动圆周运动的切向加速度和法向加速度，圆周运动的角量描述，角量和线量的关系§1.4 曲线运动的矢量形式运动阶家原理，圆周运动的矢量形式，抛体运动的方程的矢量形式§1.5 相对位移和相对速度伽利略变换式，速度变换公式，加速度变换公式本章重点：参照系的概念，位置矢量、位移矢量、速度矢量、加速度矢量及其在不同坐标系中的分量表达式，质点的运动方程，相对运动的概念。

1.参考系：描述物体运动时用作参考的其它物体和一套同步的钟.2.位矢和位移一运动的描述➢运动方程kt z j t y i t x t r r)()()()(++==➢位移)()(t r t t r r−∆+=∆注意: 一般rr ∆≠∆ 3.速度和速率tsd d =v k t z j dt y i t x t rd d d d d d d ++==v ➢速度➢速率（速度合成）第一章质点运动学3.加速度任意曲线运动都可以视为沿x ，y ，z 轴的三个各自独立的直线运动的叠加（矢量加法）.——运动的独立性原理或运动叠加原理.kj i t r t a z y x tv t v t v v d d d d d d d d d d 22++===二. 匀加速运动=a常矢量初始条件:or v ,0ta +=0v v 2021ta t r++=0v r➢匀加速直线运动at+=0v v 2021att x ++=0v x ax22=−20v v ➢抛体运动0=x a ga y −=θcos 0x v v =gty −=θsin 0vv t⋅=θcos 0v x 221sin gtt −⋅=θ0vy 三. 圆周运动➢角速度Rt v ==d d θω➢角加速度td d ωβ=➢速度tt t d d e r e e ts ω===v vnn t t e a e a a +=➢圆周运动加速度22nt a a a +=切向加速度22t d d d d ts r t a ===αv 法向加速度rr a 22n v v ===ωω（指向圆心）（沿切线方向）➢力学的相对性原理:动力学定律在一切惯性系中都具有相同的数学形式.四. 相对运动➢伽利略速度变换u+='v v第二章牛顿定律一牛顿运动定律第一定律：惯性和力的概念，惯性系的定义.第二定律：tp F d d =vm p =当时，写作c <<v a m F=第三定律2112F F−=力的叠加原理+++=321F F F F 二国际单位制力学基本单位m 、kg 、s量纲：表示导出量是如何由基本量组成的关系式.t mma F xx x d d v ==tmma F yy y d d v ===直角坐标表达形式自然坐标表达形式d d t t F ma mt ==vn n F ma mρ==2v牛顿第二定律的数学表达式am t p F ==d d 一般的表达形式nn t t y x e F e F j F i F F +=+=（1）万有引力r221e r m m G F−=重力gm P =三几种常见的力(3）摩擦力滑动摩擦力静摩擦力Nf F F μ=N0f0m 0f F F F μ=≤（2）弹性力：弹簧弹力（张力、正压力和支持力）kxF−=四应用牛顿定律解题的基本思路1）确定研究对象，几个物体连在一起需作隔离体，把内力视为外力；2）受力分析：画受力图；3）建立坐标系，列方程求解；(用分量式)4）先用文字符号求解，后代入数据计算结果.第三章动量守恒定律和能量守恒定律一动量、冲量、动量定理vm p =——机械运动的量度质点的动量力的冲量——力对时间的累计⎰=21d t tt F I1221d v v m m t F t t −=⎰质点的动量定理：质点所受合外力的冲量等于质点在此时间内动量的增量。

《大学物理实验AⅠ、AⅡ》课程教学大纲课程编号：0702111004 0702111005课程名称：大学物理实验AⅠ、AⅡ英文名称：College physics experiment AⅠ、AⅡ学分：2 总学时：48开设学期：一年级第二学期、二年级第一学期适用专业：四年制本科工科各专业先修课程：大学物理一、实验教学目标与基本要求1、要求学生了解测量误差和测量不确定度的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。

2、通过物理实验的基本训练，要求学生能够自行完成预习，进行实验和撰写报告等主要实验过程，能够调整常用实验装置，并基本掌握常用的操作技术，能够进行常用物理量的一般测量，了解常用仪器的性能，并学会使用方法，如测长仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、电桥、电位差计、示波器、信号发生器、分光计及常用电源和常用光源等。

在进行以上基本训练过程中，要学生重视对物理现象的观察和分析。

引导学生运用理论指导实践、解决问题。

二、基本理论与实验技术知识掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力。

(1) 测量误差的基本概念，采用不确定度方法对直接测量和间接测量的误差进行评估。

(2) 处理实验数据的一些常用方法，包括列表法、作图法等。

随着计算机及其应用技术的不断普及，应具有用计算机通用软件处理实验数据的基本能力。

掌握常用的实验操作技术:如零位调整，水平、铅直调整，光路的共轴调整，消视差调整，根据给定的电路图正确接线，以及在近代科学研究与工程技术中广泛应用的仪器的正确调节方法。

三、实验方法、特点与基本要求1、掌握常用的物理实验方法,如比较法、换测法、放大法、补偿法、平衡法、干涉和衍射法等，以及在近代科学研究和工程技术中广泛应用的其他方法。

2、了解实验室常用仪器的性能，并学会使用,如长度测量仪、计时仪器、变阻器、电表、交、直流电桥、示波器、低频信号发生器、分光仪、激光器、常用电源和光源等常用传统仪器。

随着现代技术的发展，要逐步创造条件引进在近代科学研究与工程技术中广泛应用的现代物理技术，如激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。

大学物理A（1）University Physics A（1）一、基本信息课程代码：【010121】课程学分：【4学分】面向专业：【全校工科有关专业】课程性质：【通识教育必修课】开课院系：理学院应用物理系使用教材：主教材【《大学物理学》大学物理教研室大学出版社，2015年第1版】辅助教材【Physics for Scientists and Engineers 4th (SOL MANUAL)，Giancoli，第四版，2009】参考教材【普通物理学，程守洙、江之永主编，高等教育出版社(第六版)】【哈里德物理，张三慧、李椿等译，机械工业出版社(原书第六版)】【Physics For Scientists And Engineers 8E ，Serway And Jewett，2010 】【Scientists And Engineers with Modern Physics4E，DouglasC.Giancoil ,2009】先修课程：【高等数学（1）012111】、【高等数学（2）012121】并修课程：【大学物理实验（1），010131，（1）】后续课程：【大学物理A(2)， 010122，（3）】二、课程简介《大学物理》是理工科非物理专业的一门必修的自然科学基础课，主要内容有力学、电磁学、热学、光学、狭义相对论和量子论等。

通过本课程的学习，使学生掌握物理学基本概念、基本理论和基本规律，并运用物理学理论、观点和方法，来分析、研究、计算或估计一些简单的物理问题，从而初步掌握学习科学技术的思想方法和研究问题的方法。

三、选课建议全校工科有关专业的同学必选该课程，适合一年级第二学期学习。

四、课程任务和教学目标大学物理教学旨在如何培养学生的应用意识和工程思维，有能力去尝试新技术、新工艺的实践技能。

其教学任务是使学生掌握物理学基本概念、基本理论和基本规律；教学目标是使学生能运用物理学理论、观点和方法，来分析、研究、计算或估计一些简单的物理问题，从而初步掌握学习科学技术的思想方法和研究问题的方法。

大学物理(A1)知识点总结重点难点质点运动学知识点:1. 参考系为了确定物体的位置而选作参考的物体称为参考系。

要作定量描述,还应在参考系上建立坐标系。

2. 位置矢量与运动方程位置矢量(位矢):是从坐标原点引向质点所在的有向线段,用矢量r 表示。

位矢用于确定质点在空间的位置。

位矢与时间t 的函数关系: k ˆ)t (z j ˆ)t (y i ˆ)t (x )t (r r ++==称为运动方程。

位移矢量:是质点在时间△t 内的位置改变,即位移:)t (r )t t (r r -+=∆∆轨道方程:质点运动轨迹的曲线方程。

3. 速度与加速度平均速度定义为单位时间内的位移,即:t r v ∆∆ = 速度,是质点位矢对时间的变化率:dtr d v = 平均速率定义为单位时间内的路程:t s v ∆∆=速率,是质点路程对时间的变化率:dsdtυ=加速度,是质点速度对时间的变化率:dt v d a=4. 法向加速度与切向加速度加速度τˆ a n ˆ a dtv d a t n +==法向加速度ρ=2n v a ,方向沿半径指向曲率心(圆心), 反映速度方向的变化。

切向加速度dt dva t =,方向沿轨道切线,反映速度大小的变化。

在圆周运动,角量定义如下: 角速度dtd θ=ω角加速度dtd ω=β 而R v ω=,22n R Rv a ω==,β==R dt dv a t5. 相对运动对于两个相互作平动的参考系,有'kk 'pk pk r r r +=,'kk 'pk pk v v v +=,'kk 'pk pk a a a+=重点:1. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量,明确它们的相对性、瞬时性和矢量性。

2. 确切理解法向加速度和切向加速度的物理意义;掌握圆周运动的角量和线量的关系,并能灵活运用计算问题。

3. 理解伽利略坐标、速度变换,能分析与平动有关的相对运动问题。

大学物理A1复习知识点上册课本：1.由质点运动方程求速度和加速度。

（8页例2、20页1-7、1-9）2.切向加速度和法向加速度的大小的计算和方向的判断。

（20页1-4、21页1-14）3.计算圆周运动中的切向、法向加速度。

（21页1-19、1-21）4.摩擦力的分类及其大小和方向的判断。

（40页2-2、2-3）5.能够对系统进行受力分析，并分析其运动。

（40页2-4、41页2-8、2-10）6.能够对含有若干物体的系统的运动进行动量和能量的分析。

（76页3-4、3-5）7.冲量的定义及计算以及动量定理的应用。

（77页3-8、47页例1）8.保守力的定义及其特征，作用力和反作用力做功的特征。

（76页3-1、3-3）9.学会运用积分计算变化的力所做的功。

（78页3-16、3-17）10.转动定律的应用及刚体运动过程的分析。

（90页例3、111页4-3）11.角动量守恒定律的应用。

（95页例1、114页4-24）12.力矩的定义及其特性。

（111页4-1、4-2）13.刚体的转动动能、重力势能的计算，以及机械能守恒定律的应用。

（101页例2、例3）14.两个一维简谐振动合成之后的合振幅的计算。

（137页5-21、5-22）15.由振动曲线判断简谐振动的特征量，如振幅、周期、频率、相位以及运动方程。

（135页5-2、136页5-12）16.熟悉旋转矢量的特征及其运动，了解旋转矢量与简谐振动的关系，掌握其应用。

17.简谐振动的动能、势能、机械能的计算。

（127页例题、137页5-19）18.平面简谐波的波动曲线上各点振动状态和相位的判断。

（165页6-5、166页6-2）19.由波动方程判断简谐波的振幅、周期、波速、波长、传播方向、初相位等。

（166页6-1、6-3）20.了解平面简谐波的波函数中各物理量及符号的意义，熟练掌握其应用。

21.由波动曲线分析机械波的波动方程以及波线上某点的振动方程和振动速度。

大学物理A（1）University Physics A（1）一、基本信息课程代码：【010121】课程学分：【4学分】面向专业：【全校工科有关专业】课程性质：【通识教育必修课】开课院系：理学院应用物理系使用教材：主教材【《大学物理学》大学物理教研室大学出版社，2015年第1版】辅助教材【Physics for Scientists and Engineers 4th (SOL MANUAL)，Giancoli，第四版，2009】参考教材【普通物理学，程守洙、江之永主编，高等教育出版社(第六版)】【哈里德物理，张三慧、李椿等译，机械工业出版社(原书第六版)】【Physics For Scientists And Engineers 8E ，Serway And Jewett，2010 】【Scientists And Engineers with Modern Physics4E，DouglasC.Giancoil ,2009】先修课程：【高等数学（1）012111】、【高等数学（2）012121】并修课程：【大学物理实验（1），010131，（1）】后续课程：【大学物理A(2)， 010122，（3）】二、课程简介《大学物理》是理工科非物理专业的一门必修的自然科学基础课，主要内容有力学、电磁学、热学、光学、狭义相对论和量子论等。

通过本课程的学习，使学生掌握物理学基本概念、基本理论和基本规律，并运用物理学理论、观点和方法，来分析、研究、计算或估计一些简单的物理问题，从而初步掌握学习科学技术的思想方法和研究问题的方法。

三、选课建议全校工科有关专业的同学必选该课程，适合一年级第二学期学习。

四、课程任务和教学目标大学物理教学旨在如何培养学生的应用意识和工程思维，有能力去尝试新技术、新工艺的实践技能。

其教学任务是使学生掌握物理学基本概念、基本理论和基本规律；教学目标是使学生能运用物理学理论、观点和方法，来分析、研究、计算或估计一些简单的物理问题，从而初步掌握学习科学技术的思想方法和研究问题的方法。

《大学物理》（上） 知识点、重点及难点质 点 运 动 学知识点： 1． 参考系为了确定物体的位置而选作参考的物体称为参考系。

要作定量描述，还应在参考系上建立坐标系。

2． 位置矢量与运动方程位置矢量（位矢）：是从坐标原点引向质点所在的有向线段，用矢量r 表示。

位矢用于确定质点在空间的位置。

位矢与时间t 的函数关系：k ˆ)t (z j ˆ)t (y i ˆ)t (x )t (r r ++==称为运动方程。

位移矢量：是质点在时间△t 内的位置改变，即位移：)t (r )t t (r r-+=∆∆轨道方程：质点运动轨迹的曲线方程。

3． 速度与加速度平均速度定义为单位时间内的位移，即：t r v ∆∆=速度，是质点位矢对时间的变化率：dtr d v =平均速率定义为单位时间内的路程：tsv ∆∆=速率，是质点路程对时间的变化率：dsdtυ=加速度，是质点速度对时间的变化率：dtv d a =4． 法向加速度与切向加速度加速度 τˆa n ˆa dt vd a t n +==法向加速度ρ=2n v a ，方向沿半径指向曲率中心（圆心），反映速度方向的变化。

切向加速度dtdv a t =，方向沿轨道切线，反映速度大小的变化。

在圆周运动中，角量定义如下： 角速度dt d θ=ω 角加速度dtd ω=β 而R v ω=，22n R R v a ω==，β==R dtdv a t5． 相对运动对于两个相互作平动的参考系，有'kk 'pk pk r r r +=，'kk 'pk pk v v v +=，'kk 'pk pk a a a+=重点：1. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量，明确它们的相对性、瞬时性和矢量性。

2. 确切理解法向加速度和切向加速度的物理意义；掌握圆周运动的角量和线量的关系，并能灵活运用计算问题。