spContent=该课程以教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会 “非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求”为指导,内容包括力学、狭义相对论、热学、电磁学,对应于线下72学时,教学内容和教学要求与线下同步。该课程的特色在于:一、每个短视频以有趣的问题引入,明确了每一部分的学习目标,让你的学习有目的;二、视频内容全面,系统,有理论、有例题,课后有与学习目标对应的测试题,如果你能完整地学完本课程,获得的学习效果将与坐在教室上课一样。南京航空航天大学教学团队欢迎你的到来!
该课程以教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会 “非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求”为指导,内容包括力学、狭义相对论、热学、电磁学,对应于线下72学时,教学内容和教学要求与线下同步。该课程的特色在于:一、每个短视频以有趣的问题引入,明确了每一部分的学习目标,让你的学习有目的;二、视频内容全面,系统,有理论、有例题,课后有与学习目标对应的测试题,如果你能完整地学完本课程,获得的学习效果将与坐在教室上课一样。南京航空航天大学教学团队欢迎你的到来!
—— 课程团队
课程概述
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。以物理学基础为内容的大学物理课程,是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。该课程以教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会 “非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求”为指导,内容包括力学、狭义相对论、热学、电磁学。本课程的培养目标设定如下:
知识目标:系统地认识和正确地理解物理学的基本概念、基本理论和基本方法,通过学习力学、狭义相对论、热学、电磁学,为进一步学习专业课打下坚实的物理基础;
能力目标:运用物理学的基本理论和基本观点,通过观察、分析、综合、演绎、归纳、科学抽象、类比联想、实验等方法培养学生发现问题和提出问题的能力,提高学生科学观察和思维的能力;根据物理问题的特征、性质以及实际情况,抓住主要矛盾,进行合理的简化,建立相应的物理模型,并用物理语言和基本数学方法进行描述,运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究,提高学生分析问题和解决问题的能力;
素质目标:注重物理学原理在工程中的应用,培养学生的创新意识,能够运用物理学原理分析和解决工程问题;在课程中融入爱国主义情怀,人生哲理引导,注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感,帮助学生树立科学的世界观,培养学生良好的科学素养。
成绩 要求
课程成绩比例:平时成绩10%,阶段成绩35%,期末成绩55%。
最终成绩大于等于60方为合格。
课程大纲
运动和力
课时目标:1. 复述物理学的五门重要的基础理论名称及其主要的研究内容; 2. 能够运用矢量的加法、减法、矢积和标积的运算规则进行矢量计算(*); 3. 列举物体可以看作质点的两种情况; 4. 写出描述质点运动的四个物理量及这些运动量之间的关系(*); 5. 掌握运动学两类问题的求解; 6. 复述圆周运动的两种描述方法,写出线量和角量之间的关系(*); 7. 能够利用伽利略变换公式写出两个不同惯性系中位矢,速度以及加速度之间的关系; 8. 复述牛顿运动三大定律,并且能够运用牛顿运动定律进行一些简单计算(*); 9. 掌握在非惯性系中研究力学问题的方法(Δ)。
1.1大学物理绪论 1.2物理学中的矢量运算 1.3 质点运动的描述 1.4 抛体运动
1.5圆周运动和一般曲线运动
1.6相对运动 1.7牛顿运动定律 力学中的常见力
1.8 伽利略相对性原理 非惯性系 惯性力。
运动的守恒量和守恒定律
课时目标:1. 复述质点系的含义,以及内力和外力的定义; 2. 能够计算简单物体的质心位置,能够利用质心运动定理做一些简单计算(Δ); 3. 复述动量、冲量的概念,掌握冲量的两种计算方法; 4. 能够动量定理和动量守恒定律解决一些简单问题(*); 5. 写出质点对参考点的角动量,力对参考点的力矩,掌握就算角动量的方法; 6. 能够利用角动量定理,角动量守恒进行一些简单计算(*); 7. 复述功的定义,能够计算变力的功; 8. 描述保守力作功的特点,列举几种保守力,并写出计算势能的公式; 9. 能够运用动能定理、功能原理以及机械能守恒求解一些简单问题(*); 10. 能够利用动量守恒解决简单的碰撞问题。
2.1 质点系的内力和外力 质心 质心运动定理
2.2 动量定理 动量守恒定律
2.3 质点系的角动量定理和角动量守恒定律
2.4 功 动能 动能定理 2.5 保守力 成对力的功 势能 2.6 质点系的功能原理 机械能守恒定律 2.7 碰撞
刚体的运动
课时目标:1. 列举刚体的几种基本运动形式; 2. 复述刚体的定轴转动的描述方法; 3. 掌握力对定轴的力矩的计算方法; 4. 写出转动惯量的定义式,复述其物理含义,会计算一些简单规则的匀质刚体对定轴的转动惯量; 5. 能够利用刚体的定轴转动定律求解一些简单问题(*); 6. 能够计算力矩的功,刚体的转动动能,以及刚体的重力势能; 7. 能够利用刚体的动能定理以及机械能守恒计算一些简单问题; 8. 掌握刚体的角动量计算方法; 9. 利用刚体的角动量定理和角动量守恒定律解决一些简单问题(*); 10. 复述进动的概念;掌握进动角速度的计算方法,了解进动的应用(Δ); 11. 复述纯滚动的概念,写出纯滚动的约束条件,求解一些简单的纯滚动问题(Δ)。
3.1 刚体模型以及自由度 3.2 力矩 转动惯量 定轴转动定律
3.3 定轴转动中的功能关系 3.4 定轴转动刚体的角动量定理和角动量守恒定律 3.5 进动
3.6 刚体的平面平行运动
相对论基础
课时目标:1. 复述爱因斯坦的两个基本假设; 2. 能够写出并正确应用洛仑兹变换; 3. 能够写出并正确应用洛伦兹速度变换; 4. 能够解释时间膨胀、长度收缩效应;理解同时的相对性以及为什么事件的因果顺序是绝对的; 5. 能够写出并正确应用相对论质量,相对论动量,相对论动力学方程,相对论动能以及质能关系式。
4.1 狭义相对论基本原理 洛伦兹变换 4.2 相对论速度变换 4.3 狭义相对论的时空观 4.4 狭义相对论动力学基础
气体动理论
课时目标:1. 列举描述理想气体平衡态的三个状态参量,能够写出并正确利用理想气体物态方程; 2. 能够简述理想气体的微观模型; 3. 能够阐述压强和温度产生的微观原因,写出并正确应用理想气体的压强和温度公式; 4. 能够阐述能量均分定理,并掌握理想气体内能的计算方法; 5. 复述速率分布函数的意义;能够阐述三种统计速率的含义,并能够正确计算三种统计速率;6. 能够写出并正确计算分子平均碰撞次数以及平均自由程。
5.1 平衡态 理想气体物态方程
5.2 理想气体的微观模型 5.3 理想气体的压强和温度公式
5.4 能量均分定理 理想气体的内能 5.5 麦克思维速率分布律
5.6 分子碰撞和平均自由程
热力学基础
课时目标:1. 理解热力学第零定律的含义;能够应用理想气体的热力学第一定律解决问题; 2. 利用热力学第一定律求解等体、等压、等温过程中的热量;能够写出等体过程,等压过程中摩尔热容;能够写出并正确应用绝热过程方程; 3. 能够写出并正确结算热机效率以及制冷机的制冷系数;能够正确计算卡诺热机的热机效率和卡诺制冷机的制冷系数; 4. 简述热力学第二定律的两种叙述方式; 5. 能够阐述提高热机的效率的途径;能够从微观上解释热力学过程的方向性。
6.1 热力学第零定律和热力学第一定律 6.2 热力学第一定律对理想气体准静态过程的应用
6.3 循环过程 卡诺循环
6.4 热力学第二定律 6.5 可逆过程和不可逆过程 卡诺定理 热力学第二定律的统计意义
静止电荷的电场
课时目标:1. 解释物体带电的原因,理解电荷守恒定律; 2. 掌握电场强度的定义,能够采用叠加原理计算简单带电体的电场强度; 3. 复述电通量的概念,理解高斯定理的意义,掌握用高斯定理求解电场的方法(*); 4. 复述电势的定义,掌握利用场强线积分和电势叠加求已知电荷分布的电势的方法(*); 5. 能够利用电势梯度与场强的关系,计算场强的分布; 6. 列举导体静电平衡的条件,能够运用高斯定理和环路定理分析静电平衡时导体上的电荷分布特点,掌握导体存在时电场和电荷分布问题的求解(*); 7. 阐述两种电介质极化的微观机制及宏观束缚电荷的产生的原因,复述电位移矢量的定义,能够利用有电介质时的高斯定理求解电场分布(Δ); 8. 复述电容的定义,掌握电容器的电能公式并能利用它计算电容器的能量; 9. 理解电场能量密度的概念,并能利用它来计算电荷系统的能量。
7.1 电荷 库伦定律 7.2 静电场 电场强度
7.3 静电场的高斯定理
7.4 静电场的环路定理 电势
7.5 电场强度与电势的微分关系
7.6 静电场中的导体
7.7 电容器的电容 7.8 静电场中的电介质 7.9 有电介质时的高斯定理和环路定理 电位移 7.10 静电场的能量
恒定电流的磁场
课时目标:1. 复述磁感应强度的定义;利用毕奥一萨伐尔定律求简单情况下电流的磁场分布; 2. 掌握安培环路定理,并能利用它求具有一定对称性的电流的磁场分布(*); 3. 写出洛伦兹力的公式以及安培力的公式,计算简单情况下载流导线所受安培力; 4. 复述载流线圈磁矩的定义,计算均匀磁场下载流线圈所受的力矩; 5. 能够利用磁介质中的安培环路定理计算对称情况下的磁场强度以及磁感应强度(Δ);
8.1 恒定电流
8.2 磁感应强度 8.3 毕奥-萨法尔定律
8.4 恒定磁场的高斯定理与安培环路定理 8.5 带电粒子在电场和磁场中的运动 8.6 磁场对载流导线的作用 8.7 磁场中的磁介质
8.8 有磁介质时的安培环路定理和高斯定理 磁场强度
电磁感应 电磁场理论
课时目标:1. 理解法拉第电磁感应定律公式的意义,掌握利用法拉第电磁感应定律求感应电动势(*); 2. 理解产生动生电动势的原因,掌握计算动生电动势方法并能判断它的方向(*); 3. 理解感应电场的意义,能计算简单情况下感生电动势和感应电场并能判定其方向(*); 4. 了解互感和自感的意义、磁场能量的概念; 5. 复述位移电流的定义,阐述麦克斯韦方程组中各方程的物理意义(Δ)。
9.1 电磁感应定律 9.2 动生电动势 9.3 感生电动势 感生电场 9.4 自感应和互感应 9.5 磁场的能量 9.6 位移电流 电磁场理论
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预备知识
参考资料
1 程守诛,江之永编. 普通物理学(第七版) [M]. 北京:高等教育出版社,2016.
常见问题
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