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《大学物》课程教学大纲
一、课程名称：大学物理 College Physics 二、课程编码： 三、学时与学分：96/6.0
四、先修课程：矢量代数、微积分、概率统计初步知识 五、课程性质：必修 六、课程教学目标及要求
通过本课程规定教学内容的学习，达到以下目标和要求：
1、了解物质世界的构成和各种运动形式的特点及相互间的联系，牢固树立辩证唯物主义的世界观和思想方法；
2、通过对物理学基本概念形成、基本理论建立过程中“观察与实验”、“分析与综合”、“归纳与演绎”、“类比与抽象”等方法的学习，培养学生发现问题、提出问题的能力；
3、理解物理学的基本概念、基本理论，掌握物理学的基本方法，尤其是学会利用模型化的思想和方法正确认识客观世界，通过定性、半定量或定量的分析方法培养学生分析问题和解决问题的能力；
4、加强基本理论与实际应用的结合，为学生学习专业知识和现代高新技术打下必要的物理学基础；
5、通过对物理学发展简史、物理学重大理论的形成和物理学家成长经历的了解与学习，培养学生严谨治学、求真务实、勇于探索的科学精神和科学素养。
七、适合学科专业 理工科所有本科专业 八、基本教学内容与学时安排
（一）基本教学内容 第一章 运动学（6学时） 【内容】
质点运动的描述，质点运动学的两类问题，圆周运动，相对运动。
【基本要求】
（1）理解质点、参考系、坐标系等物理概念，掌握运动方程、轨迹方程的运算；
（2）理解位置矢量、位移、速度和加速度等物理量的概念，掌握其计算方法;
（3）掌握直线运动中的两类问题的求解方法;
（4）掌握运动的叠加原理及其在圆周运动运动中的应用； （5）理解圆周运动的角量表示以及角量与线量的关系； （6）了解简单的相对运动。 【重点与难点】
重点：位置矢量、位移、加速度及其相互关系，运动学的两类问题的求解； 难点：用积分法求解运动学的第二类问题。 第二章 牛顿运动定律（0学时、自学） 【内容】
牛顿运动定律，常见的几种力，牛顿运动定律的应用，惯性力。 【基本要求】
（1）理解力、惯性、惯性系的概念以及力的叠加原理； （2）理解牛顿运动三定律的基本内容及其适用条件；
（3）掌握隔离体受力分析方法以及运用牛顿运动定律分析问题的思路和解题一般步骤；
（4）掌握一维情形下质点动力学两类问题的求解方法；
（5）理解万有引力、重力、弹性力、（最大静、动）摩擦力、正压力等力的表现形式，掌握其计算方法；
（6）了解非惯性系与惯性力。 【重点与难点】
重点：惯性、惯性系的概念，牛顿运动三定律的基本内容及其适用条件，动力学两类问题的求解；
难点：用微积分法求解变力条件下动力学的两类问题。 第三章 动量与能量（4学时）
【内容】
质点与质点系的动量定理，动量守恒定律，动能定理， 保守力的功，势能，功能原理，机械能守恒定律。
【基本要求】
（1）理解动量、冲量的概念，掌握一维变力的冲量计算；
（2）理解质点的动能定理、功的定义，掌握动能定理的应用以及变力做功的计算；
（3）理解保守力做功的特点及势能的概念，掌握万有引力势能、重力势能和弹性势能的计算，掌握机械能守恒定律的运用。
【重点与难点】
重点：功和势能的计算，动能定理和机械能守恒定律的应用； 难点：变力做功的计算。 第四章 刚体力学（8学时） 【内容】
刚体的基本运动，刚体定轴转动的运动学规律，刚体定轴转动定律，刚体定轴转动的角动量定理，角动量守恒定律，刚体定轴转动的动能定理。
【基本要求】
（1）了解刚体模型，了解平动和定轴转动是刚体运动的基本运动形式； （2）理解描述刚体定轴转动的角位置、角位移、角速度及角加速度等概念，掌握刚体定轴转动中的匀变速转动问题求解方法；
（3）理解力矩和转动惯量的概念，掌握简单形状的刚体转动惯量的计算，了解平行轴定理；
（4）理解刚体定轴转动中的转动定律，掌握转动定律的应用方法和步骤； （5）理解刚体定轴转动的角动量定理及角动量守恒定律，理解角动量守恒定律的适用条件，掌握角动量定理及角动量守恒定律应用的方法和步骤；
（6）理解转动动能概念，了解力矩的功的概念、转动动能定理。 【重点与难点】
重点：转动惯量、角动量、力矩的计算，转动定律、角动量定理和角动量守恒定律的应用方法和步骤；
难点：定轴转动转动定律和角动量定理应用。 第五章 狭义相对论（4学时） 【内容】
伽利略变换，牛顿的绝对时空观，迈克尔逊—莫雷实验，狭义相对性原理，洛伦兹变换，狭义相对论的时空观，狭义相对论中的质量、动量和能量。
【基本要求】
（1）了解经典时观以及伽利略变换，狭义相对论的相对性原理和光速不变性原理；
（2）理解洛伦兹时空坐标正反变换；
（3）理解同时的相对性、长度收缩和时间延缓概念；
（4）掌握质速关系、质能关系、动量能量关系这三个关系式及其运算。 【重点与难点】
重点：狭义相对论原理的理解，洛伦兹时空坐标正反变换及其运算，狭义相对论时空观的运用，质速关系、质能关系、动量能量关系；
难点：光速不变性原理的理解，狭义相对论时空观的理解与运用。 第六章 机械振动（6学时） 【内容】
简谐振动，描述简谐振动的特征量，简谐振动的旋转矢量表示，单摆，简谐振动的能量，简谐振动的合成，阻尼振动，受迫振动，共振。
【基本要求】
（1）了解机械振动的概念、产生条件；
（2）理解简谐振动的动力学特征和运动学特征，理解简谐振动中的特征量-振幅、角频率、周期、频率、初相位、相位的概念以及它们之间的相互关系，掌握简谐振动的位移、速度、加速度变化特点及规律；
（3）理解相位、初相、相位差概念，掌握初相、相位差的计算方法； （4）理解旋转矢量及其与简谐振动方程之间的关系。掌握用旋转矢量表示简谐振动的方法，掌握简谐振动方程及其求解方法；
（5）了解单摆的简谐振动规律，理解简谐振动的能量特征；
（6）掌握两个同方向、同频率简谐振动合成的规律，了解两个垂直方向简
谐振动合成的结论；
（7）了解阻尼振动、受迫振动及共振现象。 【重点与难点】
重点：简谐振动描述的动力学特征和运动学特征，简谐振动的特征量的意义及计算，简谐振动方程的求解，简谐振动的能量特征，简谐振动的合成；
难点：简谐振动方程，尤其是初相的求解。垂直方向简谐振动合成的理解。 第七章 机械波（6学时） 【内容】
关于波动的基本概念，平面简谐波的波函数，波的能量，波的干涉，驻波，波的衍射，声波、超声波 、次声波，多普勒效应。
【基本要求】
（1）了解机械波产生的条件、形成的过程和传播的形式；
（2）理解描述波动特征的物理量波长、频率、周期、波速，理解波动特征量与波源振动特征量之间的关系；
（3）理解平面简谐波波函数及波形曲线的物理意义，掌握求解面简谐波波函数的方法；
（4）理解平面简谐波的能量变化特征；
（5）理解波干涉的概念，掌握机械波干涉中产生极大极小的条件，了解机械波的半波损失，了解波的叠加原理、驻波的特点；
（6）理解惠更斯原理，了解惠更斯原理在波的衍射理论中的应用； （7）了解声波、超声波、次声波的基本特性，机械波的多普勒效应及其应用。
【重点与难点】
重点：平面简谐波的波动方程的物理意义及其求解，波动特征量的计算、波的干涉条件及应用；
难点：波动方程的意义及推导，驻波的能量特征。 第八章 气体动理论（6学时） 【内容】
物体的微观模型，平衡态与理想气体的状态方程，理想气体的压强公式、温
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