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  课程教学  

《基础物理》教学大纲

2015年10月31日 11:03 樊爱琼 点击:[]

基础物理(理工类)

Basicphysics

【课程编号】BX35120    

【课程类别】基础课

【学分数】              

【编写日期】2015-10-28

【学时数】128          

【先修课程】高中物理

【适用专业】预科

 

 

一、教学目的、任务

《基础物理》课程是大学预科理科学生必修的一门重要基础课。本课程主要包括力学和电学的基本内容:矢量的运算,质点运动学,牛顿运动定律及其应用,功和功能关系,动量和动量守恒,振动和波动规律,狭义相对论和广义相对论,电、磁场基本特性及其规律,稳恒电流,交流电,电子技术基础,电磁场和电磁波等。基础物理教学的宗旨:一方面为后续课程及以后的再学习奠定必要的物理基础,另一方面使学生受到良好的物理学思想和物理学方法的培养训练。通过本课程的教学,使学生系统地掌握基础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,帮助学生建立辩证唯物主义观点.

 

二、课程教学的基本要求

基本理论部分

本课程要求学生掌握基础物理的基本概念和基本规律,使学生建立起鲜明的物理图像,从而加深对物理概念和物理规律的理解,并进一步理解物理量的矢量性、瞬时性、相对性及叠加性;初步掌握应用数学知识(三角函数、微分、积分等)解决物理问题的能力,提高抽象思维能力。以物理中的“三基”即基本概念、基本理论、基本方法为重点,要求学生学会运用物理理论分析和解决问题一般方法,养成见物说理的习惯,掌握物理的学习方法。此外使每个学生掌握实验的基本技能,提高动手能力,学会简单的物理实验设计和动手操作验证。

物理学史部分

物理学史部分为学生课外阅读材料。通过阅读,让学生了解物理学的发展情况,了解物理规律建立的过程,以及某些重大物理发现中物理学家探索的历程,了解科学家们的研究思路,创造性工作特点以及所用研究方法,使学生清楚地看到,科学发现的历程并不是一帆风顺的,从中吸取科学家们成功的经验和失败的教训,获得科学方法论的教益与启迪,进而培养学生探索精神、创新意识和创造性的思维能力。

 

三、教学内容及学时分配(128

基本理论部分

(一)绪论                                   2学时 

主要内容物理学的作用与意义

教学要求了解物理学的作用与意义。


(二)质点运动学                        14学时

主要内容:矢量的运算、描述质点运动的基本物理量及其计算方法、直线运动和曲线运动的规律、相对运动的一般规律

教学要求: 掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量;理解运动方程的概念,理解速度、加速度的矢量性、瞬时性和相对性;掌握根据运动学方程求解质点运动的位移、速度、加速度的方法;理解法向加速度和切向加速度的概念;掌握相对运动的一般规律。 

(三)牛顿运动定律                        12学时

主要内容牛顿运动定律及其应用、一般物体的平衡条件及其应用

教学要求掌握牛顿运动定律及其应用;能熟练分析物体的受力情况,掌握牛顿定律解题的基本思路和方法;明确惯性系和非惯性系的区别,理解用惯性力处理非惯性系中质点动力学问题的方法;掌握一般物体的平衡条件及其应用。

(四)功和能                               10学时

主要内容:功和功率、功能关系:功和动能的关系、功和势能的关系、系统的功能关系——系统的动能定理、系统的功能原理、机械能守恒定律

教学要求理解功的概念,掌握变力做功的计算方法;理解保守力做功的特点及势能概念;掌握动能定理、功能原理及机械能守恒定律,熟练运用它们分析解决基本的动力学问题。

(五)动量和动量守恒                       10学时

主要内容动量及其变化规律、动量守恒定律的应用

教学要求:正确理解动量、冲量的概念,掌握质点和质点系的动量定理及其应用;熟练掌握动量守恒定律和运用该定律分析解决动力学问题;了解火箭飞行原理。

六)机械振动和机械波                     12学时

主要内容:简谐振动的特点及其变化规律、机械波的形成及传播规律

教学要求理解简谐振动的概念和角频率、振幅及相位的物理意义;掌握简谐振动的特征和变化规律;理解机械波的产生和特点;理解波动图象的物理意义;掌握波形的处理方法;理解振动与波动的关系;掌握平面简谐波的求解方法。

(七)相对论                               6学时

主要内容:狭义相对论、广义相对论、爱因斯坦的科学思想方法

教学要求:了解爱因斯坦狭义相对论原理和广义相对论原理。

(八)静电场                               14学时

主要内容:静电场及其特性、电场与物质的作用、电容和电容器

教学要求:理解库仑定律;掌握电场强度和电势的概念;掌握用叠加原理求解带电系统电场强度和电势的方法;掌握电场强度与电势的关系;掌握静电场中导体的静电平衡条件及其应用;理解电介质的极化和介电常数;理解电容的定义,掌握电容器串并联性质和充放电性质及应用,了解电场的能量。

(九)稳恒电流                              12学时

主要内容闭合电路和一段含源电路的欧姆定律及其应用、电路的分析和计算 

教学要求:理解电流强度和电动势的概念;掌握闭合电路和一段含源电路的欧姆定律及其应用;掌握电路中计算电势增量的方法;理解基尔霍夫定律及其在复杂电路中的应用。

 

(十)磁场 电磁感应                           14学时

主要内容:磁场的特性、磁场对物质的作用、毕奥-萨伐尔定律、楞次定律和法拉第电磁感应定律及其应用。

教学要求:掌握磁感应强度、安培力、洛伦兹力的概念;掌握毕奥-萨伐尔定律及其应用;掌握磁电式电流表的工作原理;理解磁场对通电直导线和运动电荷的作用;掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律及其应用;理解电磁感应现象中的能量守恒问题;理解动生电动势和感生电动势。

(十一)交流电 交流电路                          12学时

主要内容:交流电的产生及其变化规律、交流电路的分析与计算、三相交流电的产生及其接法。

教学要求:掌握交流电的产生和变化规律;掌握交流电的三要素和有效值;掌握正弦交流电的三种表达方式;掌握串联交流电路的电压分配和功率分配关系;掌握交流电路中三种不同性质的功率和功率因数;了解交流并联电路;理解三相交流电的产生和接法。

(十二)电子技术基础                          10学时

主要内容:晶体二极管及其导电性、晶体三极管及其放大作用

教学要求:了解半导体的导电性;掌握晶体二极管及单向导电性;理解整流电路和滤波电路;掌握晶体三极管及放大作用;理解晶体管放大电路。

四、教学重点、难点及教学方法

教学重点:矢量的运算、描述质点运动的物理量、相对运动、牛顿运动定律、动能定理、功能原理、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律、简谐振动的特点及其变化规律、机械波的形成及传播规律、静电场的特性、电容和电容器、闭合电路和一段含源电路的欧姆定律、磁场的特性、毕奥-萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律、交流电的产生及其变化规律、交流电路的分析与计算、晶体二极管及其导电性、晶体三极管及其放大作用等。

教学难点:矢量的运用、相对运动、牛顿运动定律在非惯性系中的应用、变力作功的计算、动量定理和动量守恒定律矢量式的应用、火箭发射原理、波动方程、含有电容、电机、充电电池等电路的分析与计算、磁场的特性、毕奥-萨伐尔定律的应用、晶体管放大电路等

教学方法:课堂教学采用讲授式、讨论式、探究式、启发式、导学式、抛锚式等教学方法,结合多媒体课件教学。在课程的教学过程中,要通过各个教学环节逐步培养学生具有抽象思维能力、逻辑推理能力和自学能力,并注意培养学生具有灵活运用所学知识去综合分析问题和解决问题的能力。

五、考核方式及成绩评定方式

本课程属于考试课程。

书面考试,闭卷。每学期期评成绩由三部分组成:平时成绩(占20%),段考成绩(占30%)和期考成绩(占50%)。

六、课程质量标准

通过《基础物理》课程的学习,使学生掌握基础物理的基本原理和应用物理知识解决问题的基本方法。为后续课程及以后的再学习奠定必要的物理基础,并初步掌握科学的思想方法和研究问题的方法,提高人才的综合素质。

(一)掌握矢量的定义及运算;

(二)掌握质点运动的描述,会计算直角坐标系中运动质点的位置、位移、速度和加速度,以及质点作圆周运动时的切向加速度和法向加速度。

(三)掌握相对运动的特点及其规律,会运用相对运动规律解决相对运动中的一些问题。

(四)掌握牛顿运动定律及其应用,会运用牛顿运动定律解决一般的动力学问题。

(五)掌握一般物体的平衡条件及其应用,会运用平衡条件解决一般物体的平衡问题。

(六)理解功的概念,掌握变力做功的计算方法,会计算直线运动中变力的功。

(七)理解保守力做功的特点和势能的概念,会计算重力、弹性力的势能。

(八)掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律,能熟练运用这些规律分析解决基本的动力学问题。

(九)理解动量、冲量的概念,掌握动量定理和动量守恒定律;能熟练运用这两个规律分析解决基本的动力学问题;了解火箭飞行原理。

(十)掌握简谐振动的基本特征以及描述简谐振动的三个特征量(特别是相位)的物理意义和各量间的相互关系;掌握简谐振动的运动方程,能根据初始条件建立运动方程。

(十一)了解波的形成与传播,理解波动的物理本质,掌握描述波动的各物理量的意义及其相互关系;理解平面简谐波的波动表达式的物理意义,掌握根据已知条件建立平面简谐波的波动表达式的方法。

(十二)了解爱因斯坦狭义相对论原理和广义相对论原理。

(十三)掌握静电场的电场强度和电势的概念,能应用它们的叠加原理求解点电荷系和几何形状简单的带电体的电场强度和电势;掌握电场强度和电势之间的关系。

(十四)理解导体静电平衡的条件以及静电屏蔽的原理;了解电解质的极化机制。

(十五)理解电容的定义,掌握电容器串并联性质和充放电性质及应用,了解电场的能量。

(十六)理解电流强度和电动势的概念;掌握闭合电路和一段含源电路的欧姆定律,会运用该定律对电路进行分析计算;会运用基尔霍夫定律列出复杂电路中的节点电流方程和回路电压方程。

(十七)掌握磁感应强度的概念和毕奥—萨伐尔定理,会运用场的叠加原理计算对称性线电流附近和圆电流中心的磁感应强度。理解安培力、洛伦兹力的概念,掌握磁电式电流表的工作原理。

(十八)掌握法拉第电磁感应定律,会计算感应电动势的大小,会用楞次定律判断感应

电动势和感应电流的方向。

(十九)掌握交流电的产生和变化规律;会计算串联交流电路的电压、电流、功率和功率因数;理解三相交流电的产生和接法。

(二十)了解半导体的导电性;掌握晶体二极管及单向导电性;理解整流电路和滤波电路;掌握晶体三极管及放大作用;会对晶体管放大电路进行简单的分析与计算。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

七、教材及参考书目

1.教材

樊爱琼、黎旦.《基础物理》[M].广西:广西师范大学出版社. 2011

2.参考书目:

[1]李俊儒、蔡书、徐天璇、李津屏.力学和电磁学[M].北京:中央民族学院出版社.1993

[2]李晓萍.大学物理学(上册)[M].北京:机械工业出版社.2009

[3]陈曙光.大学物理学[M].湖南:湖南大学出版社.2006

[4]黄祝明、吴锋.大学物理学(上册)[M].北京:化学工业出版社,2002

[5]刘克哲.物理学(上册)[M].北京:高等教育出版社.1987

[6]金仲辉.大学基础物理习题精解[].北京:科学出版社.2002

[7]李迺伯.物理学(第二版)[M].北京:高等教育出版社.2004

[8]汤毓骏.普通物理学.导教.导学.导考[M].西安:西北工业大学出版社.2002

[9]孙厚谦.大学 物理学(下册)[M].北京:清华大学出版社.2009

[10]上海交通大学物理教研室.大学物理学(下册)[M].上海:上海交通大学出版社.2006

[11]齐伟、卢银中、黄斌.思维导图——高中物理[M].长沙:湖南教育出版社.2008

[12]向义和.大学物理导论(上册)[M].北京:清华大学出版社.1999

[13]向义和.大学物理导论(下册)[M].北京:清华大学出版社.1999

[14]向义和.大学物理导论学习辅导[M].北京:清华大学出版社.2000

[15]郭奕玲、沈慧君.物理学史[].北京:清华大学出版社.1993

[16]程守洙、江之永.普通物理学(1[M].北京:高等教育出版社.1998

[17]程守洙、江之永.普通物理学(2[M].北京:高等教育出版社.1998

[18]高级中学课本(试用)《物理》(甲种本)第一册[M].北京:人民教育出版社.1984

[19]高级中学课本(试用)《物理》(甲种本)第二册[M].北京:人民教育出版社.1984

[20]高级中学课本(试用)《物理》(甲种本)第三册[M].北京:人民教育出版社.1984

[21]廖玄九、郭木森、屠广霖.电工学[M]. 北京:高等教育出版社.1979

 

八、其他说明:

该课程的实验教学大纲单独编写。

执笔人:樊爱琼、黎旦                     审核人:樊爱琼                         批准人:黄永彪                           单位:预科教育学院 

                                                  

20151028

 

 

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