《大學(xué)物理》課程實施大綱

四川理工學(xué)院課程實施大綱

課程名稱：《大學(xué)物理》（一）

UNIVERSITYPHYSICS

授課班級：生藥20161-3；制藥20161-4

任課教師：袁玉全

工作部門：物理與電子工程學(xué)院

聯(lián)系方式/p>

四川理工學(xué)院制

2017年2月

《大學(xué)物理》（一）課程實施大綱

基本信息

課程代碼：0773100d

課程名稱：《大學(xué)物理》（一）

UNIVERSITYPHYSICS

學(xué)分：3

總學(xué)時：48

學(xué)期：2016-2017-2

上課時間：2017年2月27日至5月

24日

上課地點：黃嶺校區(qū)

答疑時間和方式：

課前及課間、課后；電話郵件

答疑；

教室答疑、辦公室（勤志樓

310）

授課對象:生藥20161-3；制藥20161-4

任課教師：袁玉全

學(xué)院：物理與電子工程學(xué)院

郵箱：yuanyuquan@126.com

聯(lián)系電話/p>

目錄

0.實施大綱編制說明..............................................................1

1.課程介紹.....................................................................1

2.教學(xué)理念....................................................................2

3.教師簡介....................................................................2

3.1教師的職稱，學(xué)歷........................................................2

3.2教育背景................................................................2

3.3研究方向................................................................2

4.先修課程....................................................................2

5.課程目標....................................................................2

6.課程內(nèi)容....................................................................3

7.課程教學(xué)實施過程...........................................................4

第1講緒論，§1」參照系，質(zhì)點§1.2描述質(zhì)點運動物理量.....................4

1.1課前介紹.............................................................4

1.1.1教師信息介紹....................................................4

1.1.2課程性質(zhì)........................................................4

1.1.3平時成績管理以及考試考核.......................................4

1.L4學(xué)習(xí)要求.......................................................4

1.1.5本學(xué)期學(xué)習(xí)內(nèi)容..................................................5

1.2參照系、質(zhì)點和時間..................................................5

1.2.1參照系..........................................................5

1.2.2質(zhì)點............................................................5

1.2.3時間和時刻的概念................................................5

1.3描述質(zhì)點運動的物理量................................................5

1.3.1位置矢量........................................................5

1.3.2位移矢量........................................................6

1.3.3速度矢量........................................................7

1.4課堂小結(jié)............................................................10

1.5本講參閱資料........................................................10

第2講§1.3直線運動和運動學(xué)中的兩類問題....................................10

2.1§1.3直線運動和運動學(xué)中的兩類問題...................................10

2.1.1直線運動.......................................................10

2.1.2質(zhì)點運動學(xué)兩類基本問題........................................II

2.2例題講解............................................................11

2.3課堂小結(jié)............................................................13

2.4本講參閱資料........................................................13

第3講§1.4曲線運動§1.5運動疊加原理和拋體運動..........................13

3.1曲線運動.............................................................13

3.1.1圓周運動.......................................................13

3.1.2一般曲線運動...................................................15

3.2例題解析：..........................................................15

3.3運動疊加原理和拋體運動..............................................15

3.4本講參閱資料........................................................16

第4講第二章牛頓運動定律................................................16

4.1本章教學(xué)基本要求....................................................16

4.2牛頓運動定律........................................................16

4.2.1牛頓簡介.......................................................16

4.2.2第一定律：.....................................................16

4.2.3第二定律：.....................................................17

4.2.4第三定律.......................................................17

4.2.5慣性參照系.....................................................17

4.3力學(xué)中常見的幾種力..................................................17

4.3.1萬有引力：.....................................................17

4.3.2彈性力.........................................................18

4.3.3摩擦力.........................................................18

4.4牛頓運動定律應(yīng)用舉例................................................18

4.5單位制和量綱（略，自學(xué)）...........................................20

4.5.1單位制.........................................................20

4.5.2量綱...........................................................21

4.6本講參閱資料........................................................21

第5講§3.1功和功率，§3.2動能定理........................................21

5.1本章教學(xué)基本要求介紹................................................22

5.2功和功率............................................................22

5.2.1功.............................................................22

5.2.2功率...........................................................22

5.2.3例題...........................................................23

5.3動能和動能定理......................................................23

5.3.1動能...........................................................23

5.3.2質(zhì)點的動能定理................................................23

5.3.3動能定理例題解析..............................................24

5.4物體系的勢能........................................................24

5.4.1重力、萬有引力、彈性力的功及其特點...........................24

5.4.2保守力和非保守力..............................................25

5.4.3勢能...........................................................25

5.4.4應(yīng)用舉例：.....................................................25

5.5本講參考資料........................................................26

第6講§3.3功能原理和機械能守恒定律.......................................26

6.1質(zhì)點系的動能定理....................................................26

6.2質(zhì)點系的功能原理...................................................27

6.3機械能守恒定律......................................................27

6.4例題講解............................................................27

6.5課堂小結(jié)............................................................28

6.6本講參考資料........................................................28

第7講§4.1沖量、動量和動量定理，§4.2動量守恒定律.......................29

7.1質(zhì)點的動量定理......................................................29

7.1.1動量...........................................................29

7.1.2沖量...........................................................29

7.2質(zhì)點系的動量定理....................................................30

7.3動量守恒定律........................................................30

7.4應(yīng)用舉例............................................................31

7.5課堂小結(jié)............................................................32

7.6參考資料............................................................32

第8講§4.3碰撞...........................................................32

8.1碰撞................................................................32

8.2例題講解............................................................33

8.3課堂小結(jié)............................................................33

8.4本講參考資料........................................................33

第9講§4.4物體的角動量定理和角動量守恒定律..............................33

9.1物體的角動量定理和角動量守恒定律...................................33

9.1.1物體對某一點的角動量（動量矩）...................................33

9.1.2角動量定理.....................................................34

9.1.3沖量矩.........................................................34

9.1.4角動量守恒定律.................................................34

9.2質(zhì)點組的角動量：［本部分作為自學(xué)，不做要求】......................35

9.2.1質(zhì)點組的角動量：...............................................35

9.2.2質(zhì)點組的角動量定理............................................35

9.2.3質(zhì)點組的角動量守恒定律........................................35

9.3應(yīng)用例題............................................................35

9.4課堂小結(jié)............................................................36

9.5本講參考資料........................................................36

第10講§5.1剛體運動學(xué)，§5.2轉(zhuǎn)動定律......................................36

10.1本章教學(xué)基本要求...................................................36

10.2剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的運動學(xué)............................................36

10.2.1剛體..........................................................36

10.2.2剛體運動......................................................36

10.2.3定軸轉(zhuǎn)動（本章僅討論此情況）.................................36

10.2.4例題..........................................................37

10.3剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律..........................................37

10.3.1力矩..........................................................37

10.3.2定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律...........................................37

10.3.3定軸轉(zhuǎn)動定律的應(yīng)用...........................................38

10.4課堂小結(jié)...........................................................40

10.5本講參考資料.......................................................40

第11講§5.2轉(zhuǎn)動定律（轉(zhuǎn)動慣量），§5.3力矩的空間積累，§5.4力矩的時間積累......40

11.1轉(zhuǎn)動定律之二一轉(zhuǎn)動慣量..............................................41

11.2力矩的空間積累效應(yīng).................................................42

11.2.1轉(zhuǎn)動動能......................................................42

11.2.2剛體的重力勢能...............................................43

11.23力矩的功......................................................43

11.2.4剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理.......................................44

11.2.5例題..........................................................44

11.3力矩的時間積累效應(yīng)................................................44

11.3.1角動量........................................................44

11.3.2剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角動量.......................................44

11.3.3沖量矩........................................................44

11.3.4角動量定理....................................................45

11.3.5角動量守恒定律...............................................45

11.3.6例題：........................................................45

11.4課堂小結(jié)...........................................................46

11.5本講參考資料.......................................................46

第12講§10.1靜電場基本定律，§10.2真空中的庫侖定律，§10.3靜電場和電場強度

........................................................................................................................................................46

12.1本章教學(xué)基本要求...................................................46

12.2靜電場的基本現(xiàn)象和基本規(guī)律........................................46

12.2.1電荷守恒......................................................46

12.2.2真空中的庫侖定律.............................................46

12.3靜電場和電場強度...................................................47

12.3.1電場：........................................................47

12.3.2電場強度......................................................47

12.3.3點電荷產(chǎn)生的電場與場強疊加原理..............................47

12.4例題講解...........................................................47

12.5課堂小結(jié)...........................................................48

12.6參考資料...........................................................48

第13講§10.4電場線、電通量和高斯定理.....................................48

13.1電場線、電通量和高斯定理..........................................48

13.1.1電場線........................................................48

13.1.2電通量........................................................48

13.2高斯定理...........................................................50

13.2.1高斯定理的導(dǎo)出（此部分直觀地介紹）...........................50

13.2.2高斯定理（重點在定理本身的理解和應(yīng)用）......................50

13.2.3高斯定理求電場強度的一般步驟.................................50

13.3高斯定理的應(yīng)用.....................................................50

13.4課堂小結(jié)...........................................................50

13.5參考資料...........................................................50

第14講§10.5靜電場力的功，§10.6等勢面及場強和電勢的關(guān)系，§10.7帶電粒子在電

場中的運動..................................................................51

14.1靜電場力所做的功...................................................51

14.1.1點電荷的電場..................................................51

14.1.2任意帶電體的電場（點電荷的組合）：...........................51

14.1.3靜電場的環(huán)路定理.............................................52

14.1.4電勢能........................................................52

14.2電勢...............................................................52

14.2.1電勢定義......................................................52

14.2.2電勢的計算....................................................53

14.2.3例題講解......................................................54

14.3等勢面以及場強與電勢的關(guān)系........................................54

14.3.1等勢面........................................................54

14.3.2電場強度與電勢梯度...........................................54

14.3.3例題講解......................................................55

14.4帶電粒子在靜電場中的受力及其運動（自學(xué)）.........................55

14.5課堂小結(jié)...........................................................55

14.6參考資料...........................................................55

第15講§11.3電容器和電容，§11.4靜電場的能量.............................55

15.1電容器和電容.......................................................56

15.1.1孤立導(dǎo)體的電容................................................56

15.1.2電容器........................................................56

15.2電容器電容的計算...................................................57

15.3電介質(zhì)對電容器電容的影響（略提及）...................................58

15.4電容器的串聯(lián)與并聯(lián).................................................58

15.5靜電場的能量.......................................................59

15.5.1帶電電容器的能量..............................................59

15.5.2電場的能量....................................................60

15.6例題講解...........................................................60

15.7課堂小結(jié)...........................................................60

15.8參考資料...........................................................60

16.§13.1基本磁現(xiàn)象,§13.2磁感應(yīng)強度,高斯定理，§13.3畢一薩定律，........60

16.1本章教學(xué)基本要求...................................................61

16.2基本的磁現(xiàn)象.......................................................61

16.3磁感應(yīng)強度、磁感應(yīng)線、磁通量和磁場中的高斯定理...................61

16.3.1磁場..........................................................61

16.3.2磁感應(yīng)強度....................................................61

16.3.3磁感線........................................................61

16.3.4磁通量........................................................62

16.4畢奧一薩伐爾一拉普拉斯定律........................................62

16.5應(yīng)用舉例...........................................................63

16.6課堂小結(jié)...........................................................64

16.7參考資料...........................................................64

第17講§13.4安培環(huán)路定理§13.5運動電荷的磁場.............................64

17.1安培環(huán)路定理及其應(yīng)用...............................................65

17.1.1閉合電線L內(nèi)有電流情況.......................................65

17.1.2閉合曲線L不包含電流情況.....................................65

17.1.3在/中有n條平行導(dǎo)線情況.....................................66

17.2例題講解............................................................66

17.3運動電荷的磁場.....................................................68

17.4課堂小結(jié)............................................................70

17.5參考資料............................................................70

第18講§13.6磁場對電流的作用，§13.7帶電粒子在磁場中的運動..............70

18.1磁場對電流的作用....................................................71

18.1.1安培定律......................................................71

18.1.2安培定律的數(shù)學(xué)表述............................................71

18.2例題講解..........................................................72

18.3磁場對載流線圈的作用..............................................73

18.3.1勻強磁場中情況................................................73

18.3.2非勻強磁場中情況:.............................................74

18.4帶電粒子在磁場中運動..............................................74

18.4.1洛侖茲力.....................................................74

18.4.2例題講解....................................................75

18.5課堂小結(jié)............................................................75

18.6參考資料............................................................75

第19講§15.1法拉第電磁感應(yīng)定律...........................................75

19.1本章教學(xué)基本要求..................................................76

19.2法拉第電磁感應(yīng)定律................................................76

19.2.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象..................................................76

19.2.2法拉第電磁感應(yīng)定律...........................................76

19.3例題講解............................................................77

19.4課堂小結(jié)............................................................78

19.5本講考資料..........................................................78

第20講§15.2動生電動勢...................................................78

20.1動生電動勢.........................................................78

20.1.1產(chǎn)生動生電動勢的非靜電力.....................................78

20.2.2動生電動勢公式的導(dǎo)出.........................................79

20.2例題講解..........................................................79

20.3課堂小結(jié)...........................................................82

20.4參考資料...........................................................82

第21講§15.3感生電動勢和渦旋電場；§15.4自感和互感；§15.5自感磁能和互感磁

能.........................................................................82

21.1產(chǎn)生感生電動勢的非靜電力..........................................82

21.2感生電動勢計算公式.................................................83

21.3例題講解...........................................................83

21.4自感...............................................................83

21.4.1自感現(xiàn)象......................................................83

21.4.2自感系數(shù)......................................................84

21.4.3例題講解......................................................84

21.5互感...............................................................85

21.5.1互感現(xiàn)象:.....................................................85

21.5.2互感系數(shù)......................................................85

21.5.3例題講解......................................................86

21.6自感磁能和互感磁能.................................................86

21.6.1自感磁能......................................................86

21.6.2磁場能量密度.................................................86

21.7.3例題講解.......................................................87

21.8課堂小結(jié)............................................................87

21.9本講參考資料........................................................87

第22講§15.6位移電流和麥克斯韋方程組.....................................87

22.1位移電流...........................................................88

22.1.1問題的提出...................................................88

22.1.2位移電流的假設(shè)...............................................88

22.1.3全電流環(huán)路定律...............................................89

22.2麥克斯韋方程組....................................................89

22.3例題講解..........................................................90

22.4課堂小結(jié)..........................................................91

22.5本講參考資料......................................................91

8.課程學(xué)習(xí)要求...............................................................91

8.1課前準備...............................................................91

8.2單元作業(yè)...............................................................92

8.3學(xué)生課程學(xué)習(xí)要求.......................................................92

8.3.1學(xué)生自學(xué)的要求....................................................92

832課外閱讀的要求.....................................................92

8.4關(guān)于自修的說明.........................................................92

8.5課程考核方式及評分規(guī)程.................................................93

8.5.1課程考核方式......................................................93

8.5.2平時成績的構(gòu)成....................................................93

9.學(xué)習(xí)誠信規(guī)定...............................................................93

9.1平時作業(yè)規(guī)定...........................................................93

9.2考試違規(guī)與作弊.........................................................93

10.課堂規(guī)范..................................................................93

10.1課堂紀律..............................................................93

10.2課堂禮儀..............................................................93

11.課程資源說明..............................................................94

11.1教材與參考書..........................................................94

11.1.1教材..............................................................94

11.1.2主要參考書：.....................................................94

11.2網(wǎng)絡(luò)課程資源：........................................................94

11.2.1主要課程資源.....................................................94

11.2.2其他閱讀資源.....................................................94

12.教學(xué)合約..................................................................94

《大學(xué)物理》（一）課程實施大綱

0.實施大綱編制說明

本課程實施大綱包括課程說明、教師簡介、先修課程、課程目標、課程內(nèi)容、課

程教學(xué)實施等部分。其中課程教學(xué)實施是本大綱的主要闡述內(nèi)容：以兩個學(xué)時為一個編

制單元。按教學(xué)順序撰寫單元，撰寫內(nèi)容包括教學(xué)目標，教學(xué)重難點，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)

過程等。其中教學(xué)過程以每一講（兩學(xué)時）為單位依次進行撰寫，包括具體的課堂設(shè)計，

采用的教學(xué)方法、授課過程，課堂討論的主題、相關(guān)閱讀材料、作業(yè)內(nèi)容、課前準備情

況、課后反思內(nèi)容等方面。大綱中個別章節(jié)內(nèi)容將根據(jù)實際上課時學(xué)生的接受程度在講

授深度、難度上做適當(dāng)增減，由此可能導(dǎo)致部分章節(jié)講授所用的實際課時也會在本大綱

的基礎(chǔ)上做一定調(diào)整。本課程主要根據(jù)周志堅教授主編的《大學(xué)物理教程》（第三版）

為講授依據(jù)，同時建議同學(xué)們選用本教程為主要學(xué)習(xí)教材。

1.課程介紹

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運動形式、相互作用及其轉(zhuǎn)化規(guī)律的自然學(xué)科。

它的基本理論滲透在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的許多部門，是自然科學(xué)和

工程技術(shù)的基礎(chǔ)?！洞髮W(xué)物理》課程是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生的一門重要的必修基

礎(chǔ)課，為理工科各學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程起著支撐作用。

根據(jù)我校2016級生藥專業(yè)和制藥專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中《大學(xué)物理》課程規(guī)定的學(xué)

時情況，本課程講授的主要內(nèi)容為：力學(xué)；電磁學(xué)；光學(xué)；近代物理。其中《大學(xué)物理》

（一）在大一下學(xué)期開設(shè)，內(nèi)容包含力學(xué)（除機械振動和機械波）和電磁學(xué)，共48學(xué)

時，3學(xué)分；《大學(xué)物理》（二）在大二上學(xué)期開設(shè)，內(nèi)容包括力學(xué)（機械振動和機械波

部分）、光學(xué)和近代物理（狹義相對論和量子物理基礎(chǔ)），共48學(xué)時，3學(xué)分。《大學(xué)物

理》（一）和《大學(xué)物理》（二）分別獨立計算成績和學(xué)分，在校學(xué)習(xí)期間必須全部考核

合格。

我校開設(shè)的《大學(xué)物理》課程內(nèi)容，目的是使學(xué)生正確認識物理世界的基本現(xiàn)象和

規(guī)律，可以引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的物質(zhì)觀、世界觀和人生價值觀以及社會價值觀,引導(dǎo)學(xué)

生利用所學(xué)科學(xué)知識造福人類和維護自然和諧。除此之外，將不會設(shè)計到其它的倫理與

道德問題。

掌握好本課程的理論知識和研究問題的方法，不僅對學(xué)生在校的學(xué)習(xí)十分重要，而

且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和進一步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)，不斷更新自身知識結(jié)構(gòu),

都將發(fā)生深遠的影響。本課程的開設(shè),是完成學(xué)校建設(shè)應(yīng)用型綜合性大學(xué)和培養(yǎng)高素質(zhì)

復(fù)合型的應(yīng)用性人才不可或缺的組成部分

本課程由于理論性較強，所以采用傳統(tǒng)板書和多媒體結(jié)合的方式，以啟發(fā)式、探究

式的講授課程為主，每一個單元講授內(nèi)容結(jié)束后，以課堂例題分析、討論、說明的形式

來鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.教學(xué)理念

以相應(yīng)的《大學(xué)物理》課程教學(xué)大綱要求的基本知識為載體，以學(xué)生為中心，教師

為主體的實施模式展開，將育人為本的基本教育理念貫穿并體現(xiàn)于整個課程的各個教學(xué)

環(huán)節(jié)之中。

3.教師簡介

3.1教師的職稱，學(xué)歷

任課教師：袁玉全；性別：男；出生年月：1975.10

職稱：副教授；學(xué)歷：博士研究生

3.2教育背景

1995-1999年：四川師范學(xué)院物理教育學(xué)士

2004-2007年：西華師范大學(xué)理論物理碩士研究生

2010-2014年：四川大學(xué)固體力學(xué)博士研究生

3.3研究方向

材料變形與失效的宏微觀機制

原子與分子物理

物理教學(xué)方法與教學(xué)理念

4.先修課程

先修高等數(shù)學(xué)，若有職教類或是中學(xué)為文科的學(xué)生，建議先補習(xí)高中物理。

5.課程目標

通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握物理世界的基本現(xiàn)象和規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的物

質(zhì)觀、世界觀和人生價值觀以及社會價值觀，培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、解決問題及自主學(xué)習(xí)

的科學(xué)方法和能力，并為相關(guān)后續(xù)專業(yè)課程奠定學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

2

6.課程內(nèi)容

《大學(xué)物理》（一）課程基本內(nèi)容和學(xué)時安排（預(yù)設(shè)，實際上課時可能根據(jù)學(xué)生具

體掌握情況有所調(diào)整）

章次教學(xué)內(nèi)容授課學(xué)時

緒論