《普通物理B》課程教學(xué)大綱

1、普通物理B(1)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱General Physics B(1) 課程編號2390031課程類型公共基礎(chǔ)必修課課程學(xué)分3課程學(xué)時54適用專業(yè)交通學(xué)院、土木學(xué)院、數(shù)學(xué)學(xué)院先修課程高等數(shù)學(xué)后修課程理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)二、課程性質(zhì)與定位普通物理是一門理工科類專業(yè)公共基礎(chǔ)必修課，是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本、最普遍的運動方式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的研究對象具有極大的普遍性。它的基本理論滲透自然科學(xué)的一切領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門，它是自然科學(xué)的許多領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。在高校中開設(shè)普通物理課，一方面在于為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)；另一

2、方面使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法和研究問題的方法。這些都起著開闊思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強適應(yīng)能力、提高人文素質(zhì)的重要作用。學(xué)好大學(xué)物理課，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、新技術(shù)、不斷更新知識，都將發(fā)生深遠的影響。大學(xué)物理課是在低年級開設(shè)的課程，它在使學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)獨立獲取知識的能力，以盡快適應(yīng)大學(xué)階段的學(xué)習(xí)規(guī)律等方面所起的作用也是十分重要的。三、課程目標(biāo)1.知識目標(biāo)：掌握物理學(xué)的基本理論，了解各種理想物理模型，并能夠根據(jù)物理概念、問題的性質(zhì)和需要，抓住主要因素，略去次要因素，對所研究的對象進行合理的簡化。2.能力目

3、標(biāo)：靈活運用物理學(xué)的理論、觀點和方法，分析、研究、解決一些日常生活或工程實際中的一些問題。3.素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，提高科學(xué)素質(zhì)并對物理學(xué)的發(fā)展和成就有一定的了解，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)及今后的知識更新打下必要的物理基礎(chǔ)。四、主要內(nèi)容和要求第一章 質(zhì)點運動學(xué)【目的要求】1、掌握位矢、位移、速度、加速度等描述質(zhì)點運動和運動變化的物理量；運動方程的表示形式。2、熟悉質(zhì)點的位移、速度和加速度的計算；圓周運動的切向加速度和法向加速度的意義以及線量與角量的關(guān)系3、了解經(jīng)典速度合成公式并會運用【教學(xué)設(shè)計建議】板書和多媒體課件相結(jié)合【講授內(nèi)容】1、1-1 質(zhì)點運動的描述2、1-2 加速度為恒矢量時的質(zhì)點運動

4、3、1-3 圓周運動4、1-4相對運動第二章 牛頓定律【目的要求】1、掌握牛頓運動三定律的內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達式2、熟悉應(yīng)用牛頓第二定律求解質(zhì)點運動學(xué)和動力學(xué)問題3、了解慣性系的意義及牛頓定律的適用范圍【教學(xué)設(shè)計建議】板書和多媒體課件相結(jié)合【講授內(nèi)容】1、2-1 牛頓定律2、2-2 物理量的單位和量綱3、2-3幾種常見的力4、2-5牛頓運動定律應(yīng)用舉例【自學(xué)內(nèi)容】1、慣性參考系、力學(xué)相對性原理2、非慣性系 慣性力第三章 運動守恒定律和能量守恒定律【目的要求】1、掌握質(zhì)點和質(zhì)點系的動量定理及動量守恒定律；功的概念；質(zhì)點系的功能原理與機械能守恒定律。2、熟悉應(yīng)用動力學(xué)三大定理及動量守恒定律和能量守恒定律

5、求解質(zhì)點系的動力學(xué)問題3、了解保守力作功的特點及勢能的概念；動量守恒定律和機械能守恒定律的適用范圍及完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的條件。【教學(xué)設(shè)計建議】板書和多媒體課件相結(jié)合【講授內(nèi)容】1、3-1 質(zhì)點和質(zhì)點系的動量定理2、3-2動量守恒定律3、3-4 動能定理4、3-5保守力與非保守力 勢能5、3-6功能原理 機械能守恒定律 6、3-7完全彈性碰撞 完全非彈性碰撞7、3-8能量守恒定律8、3-9質(zhì)心 質(zhì)心運動定理【自學(xué)內(nèi)容】1、3-3系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量移動問題2、3-10對稱性與守恒率第四章 剛體的轉(zhuǎn)動【目的要求】1、掌握轉(zhuǎn)動慣量概念；功的概念；力矩、力矩的功及轉(zhuǎn)動動能的物理意義； 2、熟悉剛體定軸

6、轉(zhuǎn)動定律及角動量守恒定律；3、了解剛體對定軸的角動量及角動量定律守恒的條件?！窘虒W(xué)設(shè)計建議】板書和多媒體課件相結(jié)合【講授內(nèi)容】1、4-1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動2、4-2 力矩 轉(zhuǎn)動定律 轉(zhuǎn)動慣量3、4-3角動量 角動量守恒定律4、4-4 力矩作功 剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理【自學(xué)內(nèi)容】1、4-5剛體的平面平行運動2、4-6 剛體的進動3、4-7萬有引力的牛頓命題4、4-8 經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性第九章 振動【目的要求】1、掌握簡諧振動的有關(guān)概念，正確理解位相和位相差概念，旋轉(zhuǎn)矢量法； 2、熟悉簡諧振動的動力學(xué)微分方程及運動學(xué)方程；兩個同方向簡諧振動的合成； 3、了解兩個相互垂直的 、同頻率的簡諧振動的合

7、成，李薩如圖形；拍的產(chǎn)生條件及特點；阻尼振動和受迫振動的物理圖像，明確共振的條件及含義?！窘虒W(xué)設(shè)計建議】板書和多媒體課件相結(jié)合【講授內(nèi)容】1、9-1簡諧運動 振幅 周期和頻率 相位2、9-3 旋轉(zhuǎn)矢量3、9-3 單擺和復(fù)擺4、9-4 簡諧運動的能量5、9-5 簡諧運動的合成【自學(xué)內(nèi)容】1、9-6阻尼振動 受迫振動 共振2、9-7電磁振蕩3、9-8非線性系統(tǒng)第十章 波動【目的要求】1、掌握振動與波動的區(qū)別和聯(lián)系，理解機械波產(chǎn)生的條件、橫波和縱波的形成； 2、熟悉由質(zhì)點的諧振方程建立平面簡諧波的波動方程的方法；理解波動方程的物理意義，并能熟練地運用； 3、了解波的能量傳播特征以及能流 、能流密度等

8、概念；波的相干條件；駐波的形成和駐波方程以及振幅和位相的分布；聲強級的概念及聲波的多普勒效應(yīng)?！窘虒W(xué)設(shè)計建議】板書和多媒體課件相結(jié)合【講授內(nèi)容】1、10-1 機械波的幾個概念2、10-2 平面簡諧波的波函數(shù)3、10-3波的能量 能量密度4、10-4 惠更斯原理 波的衍射和干涉5、10-5 駐波【自學(xué)內(nèi)容】1、10-6 多普勒效應(yīng)2. 10-7平面電磁波3、10-8 聲波 超聲波 次聲波第十三章 熱力學(xué)基礎(chǔ)【目的要求】1、掌握熱力學(xué)第一定律，循環(huán)過程和卡諾循環(huán)的特點；熵增加原理； 2、熟悉理想氣體所經(jīng)歷的等體 、等壓、等溫和絕熱等準(zhǔn)靜態(tài)過程；能熟練地計算有關(guān)循環(huán)過程的熱機效率問題 ； 3、了解過

9、程的可逆性、卡諾定理以及熱力學(xué)第二定律的兩種表述的等價性，明確熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)；明確熵是態(tài)函數(shù)以及熵的物理本質(zhì)；理解熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義?！窘虒W(xué)設(shè)計建議】板書和多媒體課件相結(jié)合【講授內(nèi)容】1、13-1 準(zhǔn)靜態(tài)過程 功 熱量2、13-2 熱力學(xué)第一定律 內(nèi)能3、13-3理想氣體的等體過程和等壓過程 摩爾熱容4、13-4理想氣體的等溫過程和絕熱過程5、13-5循環(huán)過程 卡諾循環(huán)6、13-6熱力學(xué)第二定律的表述 卡諾定理7、13-7熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義【自學(xué)內(nèi)容】1、多方過程2. 信息熵簡介五、教學(xué)條件多媒體教室授課六、學(xué)時分配建議表理論教學(xué)內(nèi)容學(xué)時第一章 質(zhì)點運動學(xué)6第二章 牛頓定律4

10、 第三章 運動守恒定律和能量守恒定律8第四章 剛體的轉(zhuǎn)動10第九章 振動8第十章 波動8第十三章 熱力學(xué)基礎(chǔ)10合計54七、實施建議1、教學(xué)組織普通物理學(xué)包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理學(xué)等五部分內(nèi)容，是我校數(shù)學(xué)、交通學(xué)院、生物、化學(xué)、電子、計算機等理工科專業(yè)的公共基礎(chǔ)課。在“加強物理理論、注重知識應(yīng)用、實現(xiàn)理工融合、突出創(chuàng)新能力”的課程設(shè)計思想指導(dǎo)下，通過經(jīng)典與現(xiàn)代結(jié)合、理論與應(yīng)用結(jié)合、知識與能力結(jié)合、實踐與創(chuàng)新結(jié)合，整體優(yōu)化課程內(nèi)容，重組課程結(jié)構(gòu)，以應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心，構(gòu)建了具有應(yīng)用型理科特色的普通物理學(xué)課程體系。普通物理學(xué)課程體系由機械運動現(xiàn)象與規(guī)律、熱運動現(xiàn)象與規(guī)律、電磁和光現(xiàn)象

11、與規(guī)律、物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)與規(guī)律及時空結(jié)構(gòu)初步四個知識結(jié)構(gòu)5 個領(lǐng)域共18 個核心知識單元組成，分級按照力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和原子物理學(xué)5 個系列課程的順序進行教學(xué)。注重培養(yǎng)學(xué)生掌握物理學(xué)的基本概念、基本原理、物理思想和物理方法，使學(xué)生受到科學(xué)思維和物理學(xué)研究方法的訓(xùn)練，依托普通物理學(xué)課程的課外科技活動和學(xué)生學(xué)術(shù)論壇活動，培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識的能力，應(yīng)用知識的能力，創(chuàng)新能力，書面和口頭表達能力、與人溝通能力和團隊協(xié)作能力，使學(xué)生逐步具有科學(xué)精神、科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)作風(fēng)和創(chuàng)新意識?？傊瑑?yōu)化后的普通物理學(xué)課程體系符合教育學(xué)規(guī)律、符合人類認識自然的規(guī)律，符合學(xué)生成長發(fā)展規(guī)律，同時也符合應(yīng)用物理學(xué)國家專業(yè)

12、規(guī)范的要求，為學(xué)習(xí)后繼的課程奠定了堅實的物理基礎(chǔ)。本課程在教學(xué)方式上，可以結(jié)合采用課堂講授、課后自學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)、習(xí)題課和實驗教學(xué)等多種方式。（一）課堂講授本課程屬專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及較多的數(shù)學(xué)知識，在講課的過程中應(yīng)盡可能地聯(lián)系生活和工程實際，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。（二）課后自學(xué)為了培養(yǎng)學(xué)生整理歸納，綜合分析和處理問題的能力，在合適章節(jié)可以安排一部分內(nèi)容，課上教師只給出自學(xué)提綱，不做詳細講解，課后學(xué)生自學(xué)。（三）課堂討論課堂討論的目的是活躍學(xué)習(xí)氣氛，開拓思路。教師應(yīng)認真組織，安排重點發(fā)言，充分調(diào)動每一名同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，做好總結(jié)。（四）課外作業(yè)課外作業(yè)的內(nèi)容選擇基于理論的理解和鞏固，培養(yǎng)

13、綜合計算和分析，判斷能力以及充分利用圖書館資源及互聯(lián)網(wǎng)資源的能力。（五）習(xí)題課習(xí)題課以典型例題分析為主，并適當(dāng)安排開闊思路及綜合性的練習(xí)及討論。（六）實驗教學(xué)理論分析和實驗操作并重，逐步培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力，并進一步培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗和通過實驗分析解決問題的能力。2、教材選編本課程所采用的教材是高教出版社出版的，由馬文蔚主編的（第四版、第五版），由于該書的內(nèi)容較多（全書分上、下2冊），而學(xué)時有限，必須將內(nèi)容作一定的刪減和調(diào)整。另外，考慮到普通物理一開始就用到了高數(shù)中的微積分及矢量代數(shù)知識，而這些知識在高數(shù)課中還沒有全部學(xué)完，因此必須先行補講一些微積分及矢量代數(shù)的基礎(chǔ)知識。3、教學(xué)團隊普通物理教

14、學(xué)團隊共有18位教師組成，教學(xué)隊伍中由教學(xué)經(jīng)驗豐富的教授擔(dān)任課程建設(shè)負責(zé)人，年富力強、朝氣勃勃的中青年教師擔(dān)任普通物理學(xué)課程的主講教師，教師與學(xué)生的比例平均為1：50 左右，形成了老、中、青相結(jié)合的合理教學(xué)隊伍梯隊。目前課程組教師隊伍穩(wěn)定，教學(xué)研究和科學(xué)研究能力強勁，教學(xué)效果良好，學(xué)術(shù)造詣較高，為創(chuàng)建校級精品課程提供了有力的保障。小組成員教學(xué)科研雙管齊下，學(xué)術(shù)各有專長又相得益彰，其中多人是活躍在科研第一線的學(xué)術(shù)帶頭人，能做到融教學(xué)與研究為一體，促進科研成果及時轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容。學(xué)歷結(jié)構(gòu)：具有博士學(xué)位的教師14人(占78%)， 碩士學(xué)位的教師3人(占17%)，學(xué)士學(xué)位1人(占5%)。職稱結(jié)構(gòu)：教授2人(占11%)，副教授10人(占55%)，講師6人(占34%)。年齡結(jié)構(gòu)：50歲以上教師2人(占11%)，40-50歲教師2人(占11%)，30-40歲教師12人(占67%)，30歲以下教師2人(占11%)。學(xué)緣結(jié)構(gòu)：課程組18 位教師畢業(yè)于山東大學(xué)、東北師范大學(xué)、華中科技大學(xué)、吉林大學(xué)、中國科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、四川大學(xué)、中科院固體物理研究所等10余所重點高等院校和著名研究機構(gòu)，學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理。4、教學(xué)評價本課程所采用的考核方法是閉卷考試。成績評定包含平時成績（考勤成績作業(yè)成績）和期末考試成績，前者占2030，后者占7080。5、教學(xué)資源主要參考書目如下：1）馬文蔚主編，（