【文章內(nèi)容簡介】 高等數(shù)學 課程教材： 馬文蔚主編，《大學物理》上、下冊、 第五版、北京：高等教育出版社出版、 2020 年 1 月 參考書目： [1] 吳百詩主編，《大學物理》，西安：西安交通大學出版社， 2020 年 [2] 張三慧主編，《大學物理學》，北京：清華大學出版社， 2020 年 [3] 趙凱華主編，《新 概念物理》，北京：高等教育出版社， 2020 年 考核方式： 考核方式為考試。綜合成績根據(jù)平時成績和期末成績評定，平時成績不超過 30％，期末成績不少于 70%。 制定時間： 2020 年 6 月制定 二、課程的目的與任務(wù) 《大學物理》在高等院校的教學計劃中是一門重要的基礎(chǔ)理論課程，是培養(yǎng)學生具備基本的科學素質(zhì)的重要課程之一。該課程所論及的科學思想和方法，在自然科學、工程技術(shù)、經(jīng)濟與社會科學等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用和強勁的活力，也是培養(yǎng)二十一世紀具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性人才所必須的基本素質(zhì)。 本次修訂的《大學物理》教學大綱立足于 改革傳統(tǒng)的教學模式。根據(jù) “提煉經(jīng)典、加強近代 ”的原則，按照專業(yè)類的不同要求組織課程教學內(nèi)容。在教學方式和教學手段方面，充分利用現(xiàn)代教學手段，根據(jù)各種媒體的特點，采取 “時間空間 動態(tài) ”的教學方式和手段激發(fā)學生主動學習的積極性，并且落實到課程的 13 各個教學環(huán)節(jié)中。使學生能夠掌握物理學的基本概念、基本理論和基本運算技能。在保證課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性前提下，著重加強學生對物理學的基本內(nèi)容、基本方法的理解和掌握。同時，注重滲透現(xiàn)代物理學的觀點、概念和方法，使《大學物理》課程成為提高學生整體科學素質(zhì)的重要途徑。 三、課 程內(nèi)容及學時分配 序 號 內(nèi) 容 屬 性 學 時 1 物體運動的描述 經(jīng)典物理學 4 2 牛頓運動定律 經(jīng)典物理學 4 3 功和能 經(jīng)典物理學 4 4 沖量和動量 經(jīng)典物理學 4 5 剛體 經(jīng)典物理學 6 6 機械振動基礎(chǔ) 經(jīng)典物理學 6 7 真空中的靜電場 經(jīng)典物理學 10 8 真空中穩(wěn)恒磁場 經(jīng)典物理學 8 9 介質(zhì)中的電場和磁場 經(jīng)典物理學 6 10 電磁感應(yīng)和電磁場 經(jīng)典物理學 8 11 熱力學 經(jīng)典物理學 8 12 氣體動理論 經(jīng)典物理學 6 13 機械波 經(jīng)典物理學 8 14 波動光學基礎(chǔ) 經(jīng)典物理學 12 合 計 90 第一章 質(zhì)點運動學 一、本章基本要求 1．掌握質(zhì)點運動的描述：位置矢量、位移、速度、加速度，能在直角坐標系中進行相關(guān)計算。 2．掌握切向加速度和法向加速度、圓周運動的角量描述以及角量與線量的關(guān)系。 3．了解伽利略坐標、速度和加速度變換式，理解質(zhì)點相對運動及簡單計算。 二、教學內(nèi)容 14 1．質(zhì)點運動的描述 2．圓周運動 3．相對運動 第二章 牛頓定律 一、本章基本要求 1．掌握牛頓運動定律，能用微積分的方法求解一維變力作用下 簡單的質(zhì)點動力學基本問題。 2．了解物理量的單位及量綱的概念。 3．理解萬有引力、彈性力、摩擦力的概念。 4．學會應(yīng)用牛頓運動定律解決一些簡單的實際問題。 二、教學內(nèi)容 1．牛頓定律 2．物理量的單位和量綱 3．幾種常見的力 4．牛頓定律的應(yīng)用舉例 第三章 動量守恒定律和能量守恒定律 一、本章基本要求 1．掌握質(zhì)點和質(zhì)點系動量定理。 2．掌握動量守恒定律，學會用動量守恒定律分析質(zhì)點系在平面內(nèi)的力學問題。 3．掌握力的功、質(zhì)點的動能定理，學會進行直線運動情況下變力的功的計算。 4．理解保守力與非保守力的概念 ，掌握保守力做功、勢能，能計算重力、彈性力和萬有引力勢能。 5．掌握功能原理、機械能守恒定律及應(yīng)用。 6．掌握完全彈性碰撞和非完全彈性碰撞的基本概念、碰撞問題的實際應(yīng)用。 7．掌握能量守恒定律。 8．掌握質(zhì)心、質(zhì)心運動定理。 二、教學內(nèi)容 1．質(zhì)點和質(zhì)點系的動量定理 15 2．動量守恒定律 3．系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量移動問題 4．動能定理 5．保守力與非保守力勢能 6．功能原理機械能守恒定律 7．完全彈性碰撞完全非彈性碰撞 8．能量守恒定律 9．質(zhì)心質(zhì)心運動定律 第四章 剛體的轉(zhuǎn)動 一、本章基本要求 1．了解剛體的運動：平 動與轉(zhuǎn)動，掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動運動的角量描述。 2．理解轉(zhuǎn)動慣量及轉(zhuǎn)動慣量平行軸定理。掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動定律。 3．掌握質(zhì)點的角動量和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角動量、角動量守恒定律的應(yīng)用。 4．了解定軸轉(zhuǎn)動中力矩的功和轉(zhuǎn)動動能。 二、教學內(nèi)容 1．剛體的定軸轉(zhuǎn)動 2．力矩轉(zhuǎn)動定律轉(zhuǎn)動慣量 3．角動量角動量守恒定律 4．力矩作功剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理 5．剛體的平面平行運動 第五章 靜電場 一、本章基本要求 1．了解電荷的基本性質(zhì)，掌握電荷守恒定律。 2．掌握庫侖定律。 3．理解場的概念，掌握電場強度及電場強度疊加原理 ，能計算一些簡單電荷分布的電場強度。 4．理解電通量的概念，掌握靜電場的高斯定理及應(yīng)用。 5．理解靜電力做功的特征，掌握靜電場的環(huán)路定理。理解電勢能的概念。 6．掌握電勢及電勢疊加原理，能計算一些簡單電荷分布的電勢。 二、教學內(nèi)容 16 1．電荷的量子化電荷守恒定律 2．庫侖定律 3．電場強度 4．電場強度通量高斯定理 5．密立根測定電子電荷的實驗 6．靜電場的環(huán)路定理電勢能 7．電勢 8．電場強度與電勢梯度 第六章 靜電場中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 一、本章基本要求 1．理解導(dǎo)體的靜電平衡條件，能計算一些簡單導(dǎo)體上的電 荷分布規(guī)律和周圍的電場分布。 2 了解電介質(zhì)的極化及描述。 3．掌握電位移矢量、各向同性電介質(zhì)中 D、 E 的關(guān)系及介質(zhì)中的高斯定理。 4．理解電容器的電容、電容器的簡單連接，能進行簡單電容器電容的計算。 5．掌握電容器儲存的靜電能、電場能量體密度。 二、教學內(nèi)容 1．靜電場中的導(dǎo)體 2．靜電場中的電介質(zhì) 3．電位移有電介質(zhì)時的高斯定理 4．電容 、 電容器 5．靜電場的能量能量密度 6．電容器的充放電 7．靜電的應(yīng)用 第七章 恒定磁場 一、本章基本要求 1．掌握磁感應(yīng)強度的定義及其物理意義，掌握磁場疊加原理。 掌握畢奧 薩伐爾定律，能用它計算簡單幾何形狀的載流導(dǎo)體（如載流直導(dǎo)線、圓電流、面電流等）產(chǎn)生的恒定磁場分布。 2．掌握磁感應(yīng)線和磁通量的物理意義，理解磁高斯定理，能計算簡單非均 17 勻磁場中，某回路所包圍面積上的磁通量。 3．掌握安培定律的物理意義，能用安培定律分析和計算簡單幾何形狀的載流導(dǎo)體在磁場中所受的安培力。 4．了解磁力和磁力矩作功的計算方法。了解洛倫茲力公式及其物理意義。 二、教學內(nèi)容 1．恒定電流 2．電源電動勢 3．磁場磁感強度 4．畢奧 薩伐爾定律 5．磁通量磁場的高斯定理 6．安培環(huán)路定理 7． 帶電粒子在電場和磁場中的運動 8．載漉導(dǎo)線在磁場中所受的力 第八章 電磁感應(yīng) 電磁場 一、本章基本要求 1．掌握法拉第電磁感應(yīng)定律及其物理意義。能熟練地應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律計算感應(yīng)電動勢，并能應(yīng)用楞次定理準確判斷感應(yīng)電動勢的方向。 2．理解感生電動勢和感生電場的概念，了解感生電場的基本性質(zhì)以及它與靜電場的區(qū)別。能夠計算簡單的感生電場強度及感應(yīng)電動勢在必行，并會判斷感生電場的方向。 二、教學內(nèi)容 1．電磁感應(yīng)定律 2．動生電動勢和感生電動勢 3．自感和互感 4． RL 電路 5．磁場的能量磁場能量密度 6．位 移電流電磁場基本方程的積分形式 第九章 振動 一、本章基本要求 1. 理解簡諧振動過程特點和描述。能熟練掌握簡諧運動的表述方法。 18 2. 理解旋轉(zhuǎn)矢量法在振動分析中的應(yīng)用。 3. 理解振動的合成，能處理同方向同頻率簡諧振動的合成。 二、教學內(nèi)容 1．簡諧運動 振幅 周期和頻率 相位 2．旋轉(zhuǎn)矢量 3．單擺和復(fù)擺 4．簡諧運動的能量 5．簡諧運動的合成 第十章 波動 一、本章基本要求 1．熟練掌握平面簡諧波的波函數(shù)，并深刻理解描述波動的各物理量的物理意義，能根據(jù)給定的條件求出波函數(shù)。 2．理解惠更斯原理和波的疊加原理，熟練掌握波 的干涉原理和干涉加強，減弱條件。 3．了解駐波的形成條件和特點，建立半波損失的概念。 二、教學內(nèi)容 1．機械波的幾個概念 2．平面簡諧波的波函數(shù) 3．波的能量 能流密度 4．惠更斯原理 波的衍射和干涉 5．駐波 6．多普勒效應(yīng) 第十一章 光學 一、本章基本要求 1．理解光的相干條件及獲得相干光的基本原理和方法。掌握楊氏雙縫干涉實驗的基本裝置和實驗規(guī)律及干涉條紋位置的計算。 2．確切理解光程的概念，掌握光程和光程差的計算方法，熟悉光程差和相位差和相位差之間的關(guān)系，理解什么情況下有半波損失，什么情況下沒有半波損失。 3．掌握薄膜等厚干涉的規(guī)律及干涉位置的計算，理解等傾干涉條紋產(chǎn)生的 19 原理，掌握薄膜干涉原理在實際中的應(yīng)用。 二、教學內(nèi)容 1．相干光 2．楊氏雙縫干涉 勞埃德鏡 3．光程 薄膜干涉 4．劈尖 牛頓環(huán) 5．邁克耳孫干涉儀 時間相干性 6．光的衍射 7．單縫衍射 8．圓孔衍射 光學儀器的分辨本領(lǐng) 9．衍射光柵 10．光的偏振性 馬呂斯定律 11．反射光和折射光的偏振 12．雙折射 第十二章 氣體動理論 一、本章基本要求 1．了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，掌握理想氣體的微觀模型。 2．了解宏觀量的統(tǒng)計性質(zhì)，掌握統(tǒng)計平均 的概念和計算方法。 3．理解理想氣體壓強和溫度的統(tǒng)計意義，掌握從微觀的分子動理論推導(dǎo)宏觀壓強公式的方法。 4．理解氣體分子速率分布函數(shù)的意義，掌握麥克斯韋速率分布律，會計算氣體分子熱運動的三種速率。 5．了解玻耳茲曼能量分布律，掌握粒子在重力場中按高度分布的密度和壓強公式。 6．理解自由度概念，掌握能量均分定理，會計算理想氣體的內(nèi)能和摩樂熱容。 7．理解分子的平均碰撞頻率和平均自由程概念，并掌握其計算。 二、教學內(nèi)容 1．平衡態(tài) 理想氣體物態(tài)方程 熱力學第零定律 2．物質(zhì)的微觀模型 統(tǒng)計規(guī)律性 20 3．理想氣體 的壓強公式 4．理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關(guān)系 5．能量均分定理 理想氣體內(nèi)能 6．麥克斯韋氣體分子速率分布律 7．玻耳茲曼能量分布律 等溫氣壓公式 8．分子平均碰撞次數(shù)和平均自由程 第十三章 熱力學基礎(chǔ) 一、本章基本要求 1．理解準靜態(tài)過程、功、熱量、內(nèi)能等概念，并掌握其運算。 2．理解熱力學第一定律的意義，掌握它在理想氣體各準靜態(tài)過程中的應(yīng)用。 3．理解循環(huán)過程的意義，掌握熱機循環(huán)和臻冷循環(huán)中能量傳遞和轉(zhuǎn)化的特點，掌握熱機效率和致冷系數(shù)的計算。 4．理解可逆過程概念，理解熱力學第二定律及卡諾定理 的意義。 二、教學內(nèi)容 1．準靜態(tài)過程 功 熱量 2．熱力學第一定律 內(nèi)能 3．理想氣體的等體過程和等壓過程 摩爾熱容 4．理想氣體的等溫過程和絕熱過程 多方過程 5．循環(huán)過程 卡諾循環(huán) 6．熱力學第二定律的表述 卡諾定理 7．熵 熵增加原理 8．熱力學第二定律的統(tǒng)計意義 21 《大學物理實驗》教學大綱 一、課程的基本信息 課程名稱： 《大學物理實驗》 英文名稱： Electromagism experiment 課程性質(zhì)： 學科教育必修課 課程編號 ： F121002 周 學 時： 4 學時 總 學 時： 16 學 時 學 分： 學分 適用專業(yè)： 化學、應(yīng)用化學、化學工程與工藝、礦物加工 工程 專業(yè)本科學生 預(yù)備知識： 高等數(shù)學，大學物理 課程教材： 楊述武，《普通物理實驗》第四版，北京：高等教育出版社， 2020. 參考書目： [1] 袁廣宇等編著，《大學物理實驗》，北京：中國科學技術(shù)大學出版社， 2020. [2] 王云才主編，《大學物理實驗教程》第三版，北京：科學出版社， 2020. 考核方式： 考查 制定時間： 2020 年 6 月制定 二、課程的目的與任務(wù) 大學物理實驗是化工學院各專業(yè)本科生的基礎(chǔ)課之一 ，它即是一門獨立的課程 ，又是與大學物理理論課緊密配合的課程。通過實驗加深對大學物理課程基本物理原理的理解，并能靈活運用所學理論知識指導(dǎo)實驗操作；學習并掌握大學物理的基本知識，基本技術(shù)操作和典型的物理實驗方法；運用誤差理論和大學物理理論知識，找出嚴重影響實驗結(jié)果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在實驗中做到心中有數(shù)。學會正確合理的選擇實驗條件和實驗儀器，正確處理實驗數(shù)據(jù)，以保證實驗結(jié)果準確可靠。使學生初步具有解決物理學實際問題的能力，為后續(xù)課的學習和科學研究奠定基礎(chǔ)；培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和良好的實驗素養(yǎng)，嚴謹細致的工作作風和堅韌不拔的科學品質(zhì)。