大学物理A_盐城师范学院_中国大学MOOC(慕课)

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SPOC学校专有课程

大学物理A

开课时间： 2025年02月18日 ~ 2025年06月30日

学时安排： 3-5小时每周

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spContent=大学物理A课程是理工科专业的必修的学科平台课程。

大学物理A课程是理工科专业的必修的学科平台课程。

—— 课程团队

课程概述

物理学是探讨人类直接接触世界、时间、空间、以及时空中的物质结构和物质运动规律的科学，物理学着重研究世界中最普遍、最基本的运动形式及规律。因此，它是自然科学和工程技术的基础，也是人类思想方法、世界观建立的基础。在高等工科院校中，物理是一门重要的必修基础课，是一门建立正确的科学思想和科学方法论的基础课。

大学物理A(1)课程主要包括力学和热学的基本内容：矢量的运算，质点运动学，质点动力学，刚体力学，振动和波动，狭义相对论，气体动理论和热力学基础等。

大学物理A(2)课程主要包括电磁学、光学和近代物理的基本内容：静电场，稳恒磁场，电磁感应，波动光学和量子物理等内容。

授课目标

1.通过本课程知识的学习，培养学生的科学素养，科学敏锐性，和创新思维。增强学生的逻辑思维能力，使学生获得严谨的科研态度，正确的人生观、价值观。提高学生的民族自豪感和爱国情操。

2.使学生系统地掌握大学物理的基本原理和基本知识，培养学生分析问题、解决问题的能力，为后续课程及以后的再学习奠定必要的物理基础；

3.了解本学科的前沿动态，使学生受到良好的物理学思想和物理学方法的培养训练，帮助学生建立辩证唯物主义观点。

成绩要求

1.考核方法

本课程采取形成性考核和终结性考核相结合，期末采用闭卷考试的考核方式。

形成性考核包括平时考核和期中考试。平时考核主要通过上课考勤、课堂提问情况、作业完成情况和随堂测验情况进行。作业完成情况根据完成次数、作业质量等打分。

2.成绩评定

课程成绩＝平时成绩20%+期中考试成绩20%+期末考试成绩60%。

课程大纲

第1章质点运动学

课时目标：一、教学目的与要求1．理解质点、参考系、位矢、位移、速度、加速度等概念。2．能在直角坐标系中由运动方程熟练计算质点的速度和加速度，并通过微积分求解质点的位置、速度和加速度之间的关系。3．理解自然坐标中的路程、速率、切向加速度、法向加速度等概念，以及极坐标中的角位置、角速度和角加速度等物理量之间的含意。4．能熟练计算质点作圆周运动的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。二、教学重点：位矢、位移、速度、加速度等概念及计算三、教学难点：微积分求解质点的位置、速度和加速度之间的关系四、课程思政：掌握质点运动学规律在生活，国防和高科技领域的应用，使学生理解质点动力学的重要性，激发学生的学习热情。

1.1 时间与空间

1.2 质点和参考系

1.3 描述物体运动的物理量

1.4 质点的曲线运动

第2章质点动力学

课时目标：一、教学目的与要求1．理解力、质量、惯性参考系等概念。2．掌握牛顿三个定律及其适用条件。3．了解常见力；了解物理量学的量纲。4．熟练应用牛顿第二定律求解力学中的两大类问题。5．理解动量、冲量概念，掌握动量定理和动量守恒定律。6．掌握功的概念，能计算变力的功，理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算万有引力、重力和弹性力的势能。7．掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律，掌握运用动量和能量守恒定律分析力学问题的思想和方法。8．理解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点，并能处理较简单的完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的问题二、教学重点：牛顿第二定律动量定理动量守恒定律动能定理、功能原理和机械能守恒定律三、教学难点：用物理定理、定律解决实际问题四、课程思政：引导学生运用动量定理解决实际生活中观察到的相关物理现象，以及潜在的应用设计，使学生学会科学的思考，以及应用科学知识解决实际问题的能力;通过应用动能定理和机械能守恒律建立物理模型来解决实际问题，培养学生的科学素养，科学敏锐性，和创新思维。

2.1 牛顿运动定律

2.2 力学中常见的力

2.3 牛顿运动定律的应用

2.4 功和功率

2.5 动能和动能定理

2.6 保守力与非保守力势能

2.7 机械能守恒定律

2.8 动量和动量定理

2.9 质点系动量定理

2.10 动量守恒定律

2.11 碰撞

第3章刚体力学

课时目标：一、教学目的与要求1．理解描写刚体定轴转动角速度和角加速度的物理意义，并掌握角量与线量的关系；2．理解力矩和转动惯量概念，掌握刚体绕定轴转动的转动定理；3．与质点平动类比学习角动量、角动量定理和角动量守恒；4．与质点平动类比学习转动动能概念，能在有刚体绕定轴转动的问题中正确地应用机械能守恒定律。二、教学重点：角动量、角动量定理和角动量守恒三、教学难点：与质点平动类比学习相关概念、定理和定律四、课程思政：通过课堂实验演示，引导学生提出并总结得到角动量定理，培养学生在学习过程中的细心、耐心和勇于讨论、探索的科学精神；通过刚体力学的学习，使学生解决实际问题的能力得到进一步提高，并通过实例的讲解了解学好专业知识之于社会建设的重要性。

3.1 刚体的定轴转动

3.2 刚体的定轴转动定理

花样滑冰-角动量守恒

3.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律

3.4 刚体绕定轴转动的动能定理

第4章狭义相对论基础

课时目标：一、教学目的与要求1．了解伽利略变换及牛顿力学的绝对时空观；2．理解狭义相对论的两条基本原理，了解掌握洛伦兹变换式；3．了解同时的相对性，以及长度收缩和时间延缓的概念，了解狭义相对论的时空观；4．初步掌握狭义相对论中质量、动量与速度的关系，以及质量与能量间的关系。二、教学重点：狭义相对论的两条基本原理狭义相对论动力学基础三、教学难点：狭义相对论的时空观狭义相对论动力学基础四、课程思政：通过狭义相对论的学习，培养学生在学习过程中的细心、耐心和勇于讨论、探索的科学精神。

4.1 经典力学的相对性原理和时空观

4.2 狭义相对论的基本原理洛伦兹变换

拓展内容

4.3 狭义相对论时空观

4.4 狭义相对论动力学基础

第5章振动和波动

课时目标：一、教学目的与要求1．掌握描述简谐运动的各个物理量（特别是相位）的物理意义及各量间的关系；2．掌握描述简谐运动的旋转矢量法和图线表示法，并会用于简谐运动规律的讨论和分析；3．掌握简谐运动的基本特征，能建立一维简谐运动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐运动的运动方程，并理解其物理意义；4．理解同方向、同频率简谐运动的合成规律，了解拍和相互垂直简谐运动合成的特点；5．了解阻尼振动、受迫振动和共振的发生条件及规律。6．理解描述简谐波的各物理量的意义及各量间的关系；7．理解机械波产生的条件。掌握由已知质点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方法。理解波函数的物理意义。理解波的能量传播特征及能流、能流密度概念；8．了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；9．了解驻波及其形成，了解驻波和行波的区别；10．了解机械波的多普勒效应及其产生的原因。二、教学重点：简谐运动的基本特征一维简谐运动的微分方程简谐运动的旋转矢量法和图线表示法同方向、同频率简谐运动的合成简谐波相干波叠加三、教学难点：简谐运动的旋转矢量法和图线表示法同方向、同频率简谐运动的合成相干波叠加后振幅加强和减弱四、课程思政：通过波动实验的演示，以及多普勒效应在查处交通违章中的应用，使同学们了解相关专业知识在社会实践中的应用，同时也提醒了大家要遵守交通秩序、法规的重要性。

5.1 简谐振动

5.2 简谐振动的叠加

5.3 阻尼振动、受迫振动、共振

5.4 关于波动的基本概念

5.5 简谐波

5.6 波的能量

5.7 波的叠加

5.8 多普勒效应

5.9 声波超声波次声波

第6章气体动理论

课时目标：一、教学目的与要求1．了解气体分子热运动的模型。理解平衡态、平衡过程、理想气体等概念；2．理解理想气体的压强公式和温度公式，能从宏观和微观两方面理解压强和温度的统计意义；3．了解自由度概念，理解能量均分定理，会计算理想气体的内能；4．理解麦克斯韦速率分布律、速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。会计算气体分子热运动的三种统计速度；5．理解气体分子平均碰撞次数和平均自由程的概念和公式。二、教学重点：理解压强和温度的统计意义理想气体的内能速率分布曲线三、教学难点：理解压强和温度的统计意义理想气体的内能速率分布曲线四、课程思政：通过气体动理论的学习，使学生对学科的交叉融合，以及与其他学科的联系有了更深层次的了解。

6.1 理想气体模型

6.2 理想气体的压强和温度

6.3 理想气体的内能

6.4 麦克斯韦速率分布律

第7章热力学基础

课时目标：一、教学目的与要求1．掌握内能、功和热量等概念，理解准静态过程；2．掌握热力学第一定律，理解理想气体的摩尔定体热容、摩尔定压热容，能分析计算理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量； 3．理解循环的意义和循环过程中的能量转换关系，会计算卡诺循环和其它简单循环的效率；4．了解可逆过程和不可逆过程，理解热力学第二定律和熵增加原理。二、教学重点：内能、功和热量等概念准静态过程热力学第一定律三、教学难点：热力学过程中功、热量和内能的转换四、课程思政：通过热力学的学习，使学生对系统能量相互转换和守恒有进一步的理解，以及与其他学科的联系有了更深层次的了解。

7.1 热力学第一定律

7.2 理想气体的热力学过程

7.3 卡诺循环

7.4 热力学第二定律

第8章静电场

课时目标：一、教学目的与要求1．掌握描述静电场的两个基本物理量——电场强度和电势的概念，理解电场强度是矢量函数，而电势则是标量函数；2．理解静电场的两条基本定理——高斯定理和环路定理，明确认识静电场是有源场和无旋场；3．掌握用点电荷的电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法；能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度；4．了解电偶极子概念；5．掌握静电平衡的条件，掌握导体处于静电平衡时的电荷、电势、电场分布；6．了解电介质的极化机理；7．掌握电容器的电容，能计算平行板电容器的电容；8．了解电场能量密度的概念，了解电场能量的计算。二、教学重点：静电场的物理量和基本定理静电平衡三、教学难点：高斯定理和环路定理四、课程思政：通过静电场和静电平衡的学习，了解静电屏蔽在生活中的应用，激发学生的学习兴趣，并通过实例的讲解学好专业知识之于社会建设的重要性。

8.1 电荷和库仑定律

8.2 电场和电场强度

8.3 高斯定理

8.4 电势

8.5 静电场中的金属导体

8.6 电容和电容器

8.7 静电场中的电介质

8.8 静电场的能量

第9章恒定磁场

课时目标：一、教学目的与要求1．理解恒定电流产生的条件，理解电流密度和电动势的概念；2．掌握描述磁场的物理量——磁感强度的概念，理解它是矢量点函数；3．理解毕奥－萨伐尔定律，能利用它计算一些简单问题中的磁感强度；4．理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理，理解用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法；5．理解洛伦兹力和安培力的公式，能分析电荷在均匀电场和磁场中的受力和运动,了解磁矩的概念；6．了解磁介质的磁化现象及其微观解释；了解磁场强度的概念以及在各向同性介质中H和B的关系，了解磁介质中的安培环路定理。二、教学重点：描述磁场的物理量毕奥－萨伐尔定律稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理洛伦兹力和安培力三、教学难点：毕奥－萨伐尔定律安培环路定理安培力四、课程思政：通过稳恒磁场的学习，使学生解决实际问题的能力得到进一步提高，并通过实例的讲解了解学好专业知识之于社会建设的重要性。

9.1 恒定电流条件和导电规律

9.2 磁场和磁感应强度

9.3 毕奥-萨伐尔定律

9.4 磁场的高斯定理和安培环路定理

9.5 磁场对电流的作用

9.6 带电粒子在磁场中的运动

9.7 磁介质的磁化

9.8 铁磁性

第10章电磁感应与电磁场

课时目标：一、教学目的与要求1．掌握并能熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向；2．理解动生电动势和感生电动势的本质。了解有旋电场的概念；3．了解自感和互感的现象，会计算几何形状简单的导体的自感和互感；4．了解磁场具有能量和磁能密度的概念，会计算均匀磁场和对称磁场的能量；5．了解位移电流和麦克斯韦电场的基本概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。二、教学重点：法拉第电磁感应定律楞次定律三、教学难点：法拉第电磁感应定律楞次定律自感和互感四、课程思政：通过电磁感应现象的演示，获得积极的实验课堂体验，即习得相关专业知识，又在讨论中体验到团队协作的重要性。

10.1 电磁感应定律

10.2 动生电动势和感生电动势

10.3 自感和互感

*10.4 RL电路

10.5 磁场的能量

10.6 位移电流、电磁场基本方程的积分形式

10.7 电磁波

第11章光学

课时目标：一、教学目的与要求1．理解相干光的条件及获得相干光的方法；2．了解光程的概念以及光程差和相位差的关系；3．能分析杨氏双缝干涉条纹；4．了解惠更斯－菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解释；5．了解用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法，会分析缝宽和波长对衍射条纹分布的影响；6．理解光栅衍射公式，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响；7．了解衍射对光学仪器分辨率的影响，了解X射线的衍射现象和布拉格公式的物理意义；8．理解自然光与偏振光的区别，理解布儒斯特定律和马吕斯定律；9．了解双折射现象，了解线偏振光的获得方法和检验方法。二、教学重点：光程杨氏双缝干涉波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射光栅衍射自然光与偏振光三、教学难点：杨氏双缝干涉波带法布儒斯特定律和马吕斯定律四、课程思政：通过课堂观看干涉、衍射和偏振的实验演示，使学生对波的干涉有更深刻的理解，即习得相关专业知识，又可以进一步讨论光学在中国科技领域的发展现状，激发学生的爱国情怀。

11.2 光的干涉现象

11.3 分波面干涉

11.4 分振幅干涉

11.5 干涉现象的应用

11.6 光的衍射现象

11.7 单缝衍射

11.8 圆孔衍射光学仪器的分辨率

11.9 衍射光栅

11.10 X射线的衍射

11.11 全息照相简介

11.12 光的偏振性马吕斯定律

11.13 反射光和折射光的偏振

11.14 双折射偏振棱镜

11.15 偏振光的干涉

11.16 旋光现象

第12章量子物理基础

课时目标：一、教学目的与要求1．了解黑体辐射现象和普朗克量子假设；2．了解经典物理理论在说明光电效应的实验规律时所遇到的困难，理解爱因斯坦光量子假设，掌握爱因斯坦光电效应方程；3．理解康普顿效应的实验规律，以及光子理论对这个效应的解释。理解光的波粒二象性；4．了解德布罗意假设及电子衍射实验，了解实物粒子的波粒二象性；5．了解氢原子光谱的实验规律，掌握玻尔氢原子理论；。6．了解不确定关系和量子力学的基本知识。二、教学重点：普朗克量子假设光电效应康普顿效应波粒二象性三、教学难点：爱因斯坦光电效应方程康普顿效应四、课程思政：对物理学发展史上的重要事件，以及为之不懈努力和对真理坚持不懈的追求的物理学家的讲解，使学生获得严谨的科研态度，正确的人生观、价值观。

12.1 黑体辐射

12.2 光电效应

12.3 康普顿效应

12.4 氢原子的玻尔理论

12.5 德布罗意波

*12.6 不确定关系

*12.7 量子力学简介

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预备知识

高等数学

参考资料

[1]刘成林等. 大学物理(上册). 第三版. 南京: 南京大学出版社, 2017.6

[2]程守洙等. 普通物理学(第1、2、3册). 第六版. 北京: 高等教育出版社, 2006

[3]卢德馨. 大学物理学(上、下册)..第二版. 北京: 高等教育出版社, 2002

[4]刘克哲. 物理学(上、下册) . 第三版. 北京: 高等教育出版社, 2005

[5]张三慧, 史田兰. 大学物理学. 第三版. 北京: 清华大学出版社, 2006

[6]周岳明, 张瑞明. 大学物理解题方法.北京:中国电子工业出版社, 1985

[7]郭奕玲, 沈慧君. 物理学史.清华大学出版社, 1993

[8]马文蔚等. 物理学(上、下册). 第五版. 北京: 高等教育出版社, 2006

[9]马文蔚等. 物理学教程(上、下册). 第二版. 北京: 高等教育出版社, 2006

7 位授课老师

姜辉

副教授

陈红霞

教授

崔娟

副教授

大学

升学/择业

终身学习

姜辉

陈红霞

崔娟

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