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华侨大学本科课程教学大纲
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《大学物理A2》教学大纲

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课程编号:

0000076

课程性质:

必修

课程名称:

大学物理A2

学时/学分:

126/7

英文名称:

College Physics A2

考核方式:

闭卷笔试

选用教材:

物理学高等教育出版社

大纲执笔人:

翟云

先修课程:

高等数学

大纲审核人:

陈宏斌

适用专业:

电子科学与技术、材料化学及相近专业

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一、 教学目标

物理学是研究物质结构和性质、运动形态及其相互作用基本规律的科学。物理学包括力学、 热学、电磁学、光学及近代物理等五个部分,是近代科学技术的重要基础。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。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分,是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。

通过本课程的学习,实现学生知识、能力、素质的协调发展:

1. 基础知识——系统地掌握物理学的基本原理、基础知识以及各种运动形态的基本规律,为学习后继课程提供必要的物理基础。

2. 知识应用——了解物理学在自然科学和工程技术中的应用,以及相关科学互相渗透的关系。会用已有的物理知识和工具解决某些具体问题。

3. 逻辑思维——通过学习和思考,提高对事物进行观察、比较、分析、综合、抽象、概括、判断、推理的能力,提高用科学的逻辑方法准确而有条理地表达自己思维过程的能力。

4. 独立获取知识的能力——逐步掌握科学的学习方法,能阅读并理解相当于或高于大学物理水平的各类文章或书籍,不断地扩展知识面,增强独立思考的能力,更新知识结构。

5. 发现问题和提出问题的能力——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,并对所涉问题有一定深度的理解,判断研究结果的合理性。

6. 分析问题和解决问题的能力——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。

7. 科学态度和求实精神——科学是一种方法,它教导我们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,现在了解到了什么程度如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则;如何思考事物,做出判断,如何区别真伪和表面现象。培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。

8. 创新意识和创新精神——通过学习物理学发展史以及物理学家的成长经历等,引导学生树立科学的世界观,激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望,以及敢于质疑权威的精神。通过介绍科学研究的方法论和认识论,启迪学生的创造性思维和创新意识,培养学生的科学素质。

9. 科学美感——美是真理的一种形式。引导学生认识物理学所具有的简洁明快、均衡对称、和谐统一等美学特征,培养学生的科学审美观,使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律,提高学生学习自然和社会科学规律的主动性。

10. 社会责任感——树立科学的唯物主义的世界观、方法论和认识论,树立追求真理、求真务实的科学价值观,培养道德责任感和社会责任感。

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二、课程目标与毕业要求的对应关系

毕业要求

指标点

课程目标

1、工程知识

1、能够数学、自然科学、工程基础和专业知识专业知识用于复杂化工问题的恰当表达中;

教学目标

1

2、能针对一个化工系统或过程建立合适的数学模型,并利用恰当的限制条件求解。

2、问题分析

1、能识别和判断复杂化学工程问题的关键环节和参数;

教学目标

246

2、能认识到解决化工问题有多种方案可选择;

3、能对可能的多种方案进行分析,并能正确表达一个化学工程问题的解决方案。

4、能运用化学工程学的基本原理,分析过程的影响因素,证实解决方案的合理性。

3、设计/开发解决方案

1能够根据需求确定设计目标;

教学目标

2,36

2能够综合考虑安全、环境、法律等因素,通过技术经济评价对设计方案的可行性进行研究;

3、能够通过建模进行化工工艺计算和化工设备设计计算

4、能够集成化工单元过程进行化工工艺流程设计,对流程设计方案进行优选,体现创新意识。

4、研究

2、能够依据化工专业理论,根据对象特(点)性及研究目的,选择研究路线,设计可行的实验方案。

教学目标

2,3,59

3、能选用或建立化工实验装置,采用科学的实验方法,安全地进行实验。

4、能正确采集、整理实验数据,对实验结果进行关联、建模、分析和解释,获取合理的结论。

5、使用现代工具

1能选择恰当的与化工相关的制图、计算、过程模拟与分析等方面的技术和工具;

教学目标

2

2、应用现代工具对于复杂化工过程问题进行有效的处理;

6工程与社会

3能识别、分析化工新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响;

教学目标

10

4依据化工过程对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,理解应承担的责任。

12终身学习

1能认识不断探索和学习的必要性,具有自主学习和终身学习的意识。

教学目标

4,9

2掌握自主学习的方法,了解拓展知识和能力的途径。

3能针对个人或职业发展的需求,采用合适的方法,自主学习,适应发展。

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、教学基本内容

第一部分:绪论

本课程的目的和任务。物理学的研究对象和研究方法。物理学在高等院校各专业教学中的地位。物理学与近代科学技术的联系

第二部分经典物理

1、力学

(1) 质点运动学:参照系与坐标系。质点。位置矢量。位移、速度与加速度。运动方程。运动叠加原理。切向加速度与法向加速度,角位移、角速度、角加速度。角量与线量的关系

(2) 质点动力学:牛顿运动定律。惯性、质量、力的概念。力学的单位制和量纲。惯性系。伽利略相对性原理,功、功率。功能定理。保守力与非保守力。势能、势能曲线。功能原理。机械能守恒定律。能量转化与守恒定律,动量与冲量,动量定理。碰撞。动量守恒定律

(3) 刚体的转动:刚体的平动与转动,匀变速转动公式,角量与线量的关系。力矩、转动惯量、转动定律、平行轴定理。刚体定轴转动的角动量定理角动量守恒定律力矩的功与力矩的功率转动动能。动量矩与冲量矩。动量矩守恒定律

2、电磁学

(1) 静电场:电荷,电荷量子化,电荷守恒定律。库仑定律。静电场。电场强度,电场强度叠加原理,电场强度的计算。电力线,电通量,真空中的高斯定理,电场力的功。电场强度环流。电势能,电势,电势差及其计算。等势面,电场强度与电势梯度的关系,导体的静电平衡。导体上的电荷分布。静电屏蔽。电介质的极化,电极化强度。电位移矢量。DEP三矢量之间的关系。介质中的高斯定理,电容器的电容。简单电容器的电容计算。电场能量,电场能量密度

(2) 电流与电场:电流形成的条件。导体内稳恒电场的建立。电源的电动势。电流密度。欧姆定律的微分形式。焦耳一楞茨定律的微分形成一段含源电路的欧姆定律

(3) 电流与磁场:基本磁现象。磁场。磁感应强度,磁力线,磁通量。磁场中的高斯定理。毕奥伐尔定律。安培环路定律。运动电荷的磁场,磁场对载流导线的作用力——安培定律。电流强度单位安培的定义。磁场对载流线圈的作用力矩。载流线圈的磁矩。磁力的功。洛仑兹力。带电粒子在磁场中的运动霍耳效应磁介质,磁化强度,磁场强度,铁磁质。

3、分子物理学和热力学

(1) 气体分子运动论:平衡态,理想气体状态方程。理想气体的压强和温度的统计意义。能量按自由度均分原理。理想气体的内能,麦克斯韦速度分布律。分子平均碰撞次数和平均自由程。气体内迁移现象与规律

(2) 热力学的物理基础:系统的内能、功和热量。热力学第一定律及其对理想气体等值过程中的应用。气体的摩尔热容。绝热过程,多方过程,循环过程,卡诺循环。热机的效率。热力学第二定律的两种表述。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

4、振动与波动

(1) 振动学基础:谐振动。谐振动动力学及运动学方程。频率、周期、振幅和位相。谐振动旋转矢量表示法。谐振动的能量。阻尼振动、受迫振动、共振。同方向谐振动的合成,拍。互相垂直的谐振动的合成

(2) 波动学基础:介绍波动的基本概念,机械波的概念,平面简谐波的概念及计算,波的能量,能流密度,惠更斯原理,波的衍射,驻波的概念、计算,多普勒效应,平面电磁波

5、波动光学

(1) 波的干涉:光波。光矢量。光的单色性和相干性。相干光的获得。杨氏双缝干涉。光程。等厚干涉(劈尖、牛顿环)。等倾干涉。迈克耳逊干涉仪。时间相干性和空间的相干性

(2) 光的衍射:光的衍射现象。惠更斯菲涅耳原理。单缝衍射。光栅,光栅光谱。小圆孔衍射。光学仪器的分辨率

(3) 光的偏振:自然光和偏振光。反射光和折射光的偏振。布儒斯特定律。单轴晶体中光的双折射。偏振片。马吕斯定律

要求学生:能根据实际的物理问题,运用适当的物理方法,建立合适的物理模型,然后利用数学知识计算,解决实际的物理问题;运用物理相关的知识解释分析现实中一定的物理现象和物理问题

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、建议教学进度

1绪论学时数:1

2、力学时数:35

3电磁学学时数:36

4分子物理学和热力学学时数:18

5、振动与波动学时数:18

6、波动光学学时数:18

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、教学方法

1阐述基本原理,理论联系实际,培养学生物理分析能力

2采用多媒体课件、电子备课和传统教学相结合进行教学

3通过例题分析,培养和提高他们分析问题与解决问题的能力

4理论教学与演示实验相结合,强化他们科学的思维方法和研究方法的培养

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、考核方式

闭卷笔试

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、成绩评定方法

笔试成绩70%,平时成绩30%

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、教学参考

1. 程守洙,《普通物理学,第6版,北京:高等教育出版社2006

2. 张三慧,《大学物理学,第6版,北京:清华大学出版社2014

3. 马文蔚等,物理学原理在工程技术中的应用,第3版,北京:高等教育出版社2006

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