《大学物理B》课程教学大纲 课程基本信息 课程名称:大学物理B 英文名称: College Physics B 课程编码:WDZB0020 课程类别:专业基础课 总学时:72+24 总学分:4+1 适用专业:理工科专业 先修课程:高等数学 开课院系:物电学院、建筑学院、计算机学院、化工学院、生命科 学学院、石油学院 二、课程的性质和任务 物理学是研究物质的基本结构及其物质运动的普遍规律,它是一门严格的、精 密的基础科学。它的基本理论渗透在自然科学的许多领域,应用于生产技术的各个 部门,它是自然科学中许多领域和工程技术的基础。以物理学基础知识为内容的 《大学物理》课程,它包括的经典物理、近代物理和物理学在科研技术上应用的初 步知识等都是一个高级工程技术人员所必备的。因此,本课程是理工科各专业学生 的一门重要的必修基础课。 本课程一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础,另一方面使学生初步 学习科学的思想方法和研究问题的方法,达到培养探索和创新精神、增强适应能 力,提高素质的目的。要求学生对课程中的基本概念、基本理论、基本方法有比较 全面和系统的认识和正确的理解,并具有初步应用的能力;培养学生提出问题,分 析问题、解决问题的能力;培养学生树立辩证唯物主义世界观。 、课程教学基本要求
1 《大学物理 B》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：大学物理 B 英文名称：College Physics B 课程编码：WDZB0020 课程类别：专业基础课 总 学 时：72+24 总 学 分：4+1 适用专业：理工科专业 先修课程：高等数学 开课院系：物电学院、建筑学院、计算机学院、化工学院、生命科 学学院、石油学院 二、课程的性质和任务 物理学是研究物质的基本结构及其物质运动的普遍规律，它是一门严格的、精 密的基础科学。它的基本理论渗透在自然科学的许多领域，应用于生产技术的各个 部门，它是自然科学中许多领域和工程技术的基础。以物理学基础知识为内容的 《大学物理》课程，它包括的经典物理、近代物理和物理学在科研技术上应用的初 步知识等都是一个高级工程技术人员所必备的。因此，本课程是理工科各专业学生 的一门重要的必修基础课。 本课程一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础，另一方面使学生初步 学习科学的思想方法和研究问题的方法，达到培养探索和创新精神、增强适应能 力，提高素质的目的。要求学生对课程中的基本概念、基本理论、基本方法有比较 全面和系统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力；培养学生提出问题，分 析问题、解决问题的能力；培养学生树立辩证唯物主义世界观。 三、课程教学基本要求
()理论教学内容和基本要求 第一章质点力学 教学内容:描述质点运动的物理量;描述质点的坐标系;质点运动学的两类 基本问题;牛顿定律及其应用。 知识点:理解质点的概念;深刻理解速度和加速度的瞬时性、矢量性和相对 性;熟练掌握对圆周运动的描述方法以及切向和法向加速度的意义和表达式;深入 理解并掌握牛顿三大运动定律,明确只有在惯性系中牛顿定律才适用;能对物体进 行正确的受力分析并掌握物体受力和物体体运动之间的关系;理解并掌握牛二律的 两个积分形式;会应用牛顿运动定律进行一些基本的计算;会利用运动方程(或可 以从已知条件求出运动方程)求速度和加速度,相反也要会利用速度和加速度求运 动方程 重点:瞬时速度和瞬时加速度;质点运动学两类基本问题;牛顿定律及应用。 难点:质点运动学的两类基本问题。 第二章力学中的守恒定律 教学内容:功和能,机械能守恒定律;动量,动量守恒定律;角动量守恒定 律 知识点:掌握功和功率的概念,知道计算变力做功的基本方法;掌握动能定 理、功能原理和机械能守恒定律,并能运用它们解决动力学问题;理解并掌握动量 定理,动量守恒定律及其成立条件,并能运用其解决动力学问题:理解角动量的物 理意义,掌握角动量定理的应用和角动量守恒定律成立的条件;要求学生会应用上 述定理、定律进行一些基本的计算。 重点:动能定理,动量定理,角动量定理及其守恒定律。 难点:变力的功,处理好质点到质点组的过渡 第四章真空中的静电场 教学内容:物质的电结构;库仑定律;电场和电场强度;高斯定理;静电场 的功,电势;静电场中的导体;电容,电容器;稳恒电流;电介质及其极化;电 位移矢量,有介质时的高斯定理;电场的能量 知识点:牢固掌握电场强度的三种计算方法和电势的两种计算方法;深入理解 高斯定理的物理意义,并会利用其计算一些带电体在空间所激发的电场强度;深入 理解电场的环路定理的意义,会计算一些带电体在空间某点所激发的电势;理解导 体上的电荷在外场中重新分布和导体上重新分布的电荷对电场的作用:介质在电场 中极化,极化电介质反过来影响电场,二者互相依存;掌握介质内的高斯定理和安
2 （一）理论教学内容和基本要求 第一章 质点力学 教学内容：描述质点运动的物理量； 描述质点的坐标系；质点运动学的两类 基本问题；牛顿定律及其应用。 知识点：理解质点的概念；深刻理解速度和加速度的瞬时性、矢量性和相对 性；熟练掌握对圆周运动的描述方法以及切向和法向加速度的意义和表达式；深入 理解并掌握牛顿三大运动定律，明确只有在惯性系中牛顿定律才适用；能对物体进 行正确的受力分析并掌握物体受力和物体体运动之间的关系；理解并掌握牛二律的 两个积分形式；会应用牛顿运动定律进行一些基本的计算；会利用运动方程（或可 以从已知条件求出运动方程）求速度和加速度，相反也要会利用速度和加速度求运 动方程。 重点：瞬时速度和瞬时加速度；质点运动学两类基本问题；牛顿定律及应用。 难点：质点运动学的两类基本问题。 第二章 力学中的守恒定律 教学内容：功和能，机械能守恒定律； 动量，动量守恒定律；角动量守恒定 律。 知识点：掌握功和功率的概念，知道计算变力做功的基本方法；掌握动能定 理、功能原理和机械能守恒定律，并能运用它们解决动力学问题；理解并掌握动量 定理，动量守恒定律及其成立条件，并能运用其解决动力学问题；理解角动量的物 理意义，掌握角动量定理的应用和角动量守恒定律成立的条件；要求学生会应用上 述定理、定律进行一些基本的计算。 重点：动能定理，动量定理，角动量定理及其守恒定律。 难点：变力的功，处理好质点到质点组的过渡。 第四章 真空中的静电场 教学内容：物质的电结构；库仑定律；电场和电场强度； 高斯定理； 静电场 的功，电势； 静电场中的导体；电容，电容器； 稳恒电流；电介质及其极化；电 位移矢量，有介质时的高斯定理；电场的能量。 知识点：牢固掌握电场强度的三种计算方法和电势的两种计算方法；深入理解 高斯定理的物理意义，并会利用其计算一些带电体在空间所激发的电场强度；深入 理解电场的环路定理的意义，会计算一些带电体在空间某点所激发的电势；理解导 体上的电荷在外场中重新分布和导体上重新分布的电荷对电场的作用；介质在电场 中极化，极化电介质反过来影响电场，二者互相依存；掌握介质内的高斯定理和安
培环路定理;掌握电容器电容的计算方法;培养学生应用静电知识分析处理生活、 生产中有关问题的能力。 重点:电场强度及其计算;高斯定理;安培环路定理、电势;导体的静电平 衡;介质的极化。 难点:电势的引入;介质的极化机制;电极化强度以及极化电荷和自由电荷的 关系。 第五章稳恒磁场 教学内容:磁场,磁感应强度;毕奥一萨伐尔定律及其应用;运动电荷的磁 场;磁场的髙斯定理和安培环路定理;磁场对载流导线的作用;洛仑兹力;磁力 的功。 知识点:掌握电流可以激发磁场和磁场对电流及运动电荷的作用两部分内容 重点掌握磁感应强度矢量、毕-萨定律、安培力公式;掌握利用安培环路定理计算 一些特殊载流导体在空间所激发的磁场强度;掌握并会应用磁力功的计算方法 重点:磁感应强度;毕奥一萨伐尔定律及其应用;磁场的髙斯定理和安培环 路定理。 难点:磁场的概念,磁感应强度的定义。 第六章电磁感应和暂态过程 教学内容:电磁感应定律;动生电动势;感生电动势和感生电场;自感和互 感;磁场的能量。 知识点:理解电磁感应现象,掌握法拉第电磁感应定律:熟悉动生电动势及其 电子论解释,掌握动生电动势的计算公式;理解和掌握感生电动势和感生电场;了 解自感现象和互感现象,掌握磁场的能量。 重点:法拉第电磁感应定律;动生电动势和感生电动势。 难点:感生电动势和感生电场。 第七章热力学基础 教学内容:热力学系统,理想气体状态方程;热力学第一定律;理想气体的等 值过程摩尔热容;绝热过程,多方过程;循环过程,卡诺循环;热力学第二定 律;可逆过程与不可逆过程,卡诺定理;熵和熵增加原理。 知识点:掌握功和热量的概念,理解准静态过程;掌握热力学第一定律,能 分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量 及卡诺循环等简单循环的效率:理解可逆过程和不可逆过程;掌握热力学第二定 律,了解熵的概念。 重点:理想气体状态方程;准静态过程;做功、热量和内能:等值过程;卡诺 循环及其效率
3 培环路定理；掌握电容器电容的计算方法；培养学生应用静电知识分析处理生活、 生产中有关问题的能力。 重点：电场强度及其计算；高斯定理；安培环路定理、电势；导体的静电平 衡；介质的极化。 难点：电势的引入；介质的极化机制；电极化强度以及极化电荷和自由电荷的 关系。 第五章 稳恒磁场 教学内容： 磁场，磁感应强度；毕奥—萨伐尔定律及其应用； 运动电荷的磁 场； 磁场的高斯定理和安培环路定理； 磁场对载流导线的作用；洛仑兹力；磁力 的功。 知识点：掌握电流可以激发磁场和磁场对电流及运动电荷的作用两部分内容； 重点掌握磁感应强度矢量、毕-萨定律、安培力公式；掌握利用安培环路定理计算 一些特殊载流导体在空间所激发的磁场强度；掌握并会应用磁力功的计算方法。 重点： 磁感应强度；毕奥—萨伐尔定律及其应用；磁场的高斯定理和安培环 路定理。 难点：磁场的概念，磁感应强度的定义。 第六章 电磁感应和暂态过程 教学内容：电磁感应定律；动生电动势；感生电动势和感生电场；自感和互 感；磁场的能量。 知识点：理解电磁感应现象，掌握法拉第电磁感应定律；熟悉动生电动势及其 电子论解释，掌握动生电动势的计算公式；理解和掌握感生电动势和感生电场；了 解自感现象和互感现象，掌握磁场的能量。 重点：法拉第电磁感应定律；动生电动势和感生电动势。 难点：感生电动势和感生电场。 第七章 热力学基础 教学内容：热力学系统，理想气体状态方程；热力学第一定律；理想气体的等 值过程 摩尔热容；绝热过程，多方过程；循环过程，卡诺循环；热力学第二定 律；可逆过程与不可逆过程，卡诺定理；熵和熵增加原理。 知识点： 掌握功和热量的概念，理解准静态过程；掌握热力学第一定律，能 分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量 及卡诺循环等简单循环的效率；理解可逆过程和不可逆过程；掌握热力学第二定 律，了解熵的概念。 重点：理想气体状态方程；准静态过程；做功、热量和内能；等值过程；卡诺 循环及其效率
难点:准静态过程:理解可逆过程和不可逆过程 第九章振动学基础 教学内容:简谐振动;简谐振动的合成。 知识点:牢固掌握简谐振动的规律,深刻理解振幅、圆频率、相位和相位差等 概念,并能熟练地进行有关的计算;掌握判断一个振动是否为简谐振动的方法;掌 握简谐振动的矢量表示法,并能应用它来研究振动的合成问题;掌握各类简谐振动 合成的现象和意义。 重点:简谐振动的基本特征及其表示以及描述简谐振动的特征量:简谐振动的 矢量图解法和复数解法,简谐振动的能量。 难点:简谐振动的矢量表示法以及简谐振动的矢量合成。 第十章波动学基础 教学内容:机械波的产生和传播:平面简谐波;波的能量和能流:电磁波;惠 更斯原理,波的反射、折射和衍射;波的迭加原理、波的干涉和驻波;多普勒效 应 知识点:充分理解振动与波动的区别与联系:牢固掌握平面简谐波的规律,并 能较熟练地进行有关计算;掌握惠更斯原理的内涵,并会用其解释波的衍射、反射 和折射:理解并掌握波的叠加原理、波的干涉、驻波;明确驻波与行波的区别;掌 握多普勒效应。 重点:平面简谐波的波函数;波的能量及能量密度、能流及能流密度;平面电 磁波的性质;惠更斯原理;波的叠加原理。 难点:波的能量和能流;波的干涉现象和规律。 第十一章波动光学 教学内容:光干涉的一般理论;分波振面干涉;分振幅干涉;迈克尔逊干涉 仪;光的衍射现象和惠更斯一菲涅耳原理;单缝夫琅禾费衍射;光栅的衍射 光的偏振态;偏振片的起偏和检偏马吕斯定律;反射、折射和散射时的偏振现 象;旋光现象 知识点:掌握光的相干条件,正确理解波的相干叠加和非相干叠加;掌握等倾 干涉、等厚干涉、多光束干涉的概念;学会分析光程差的计算;掌握迈克尔逊干涉 仪的干涉原理;掌握衍射现象的概念及衍射较为显著的条件;掌握夫琅禾费单缝衍 射;掌握平面衍射光栅方程的导出及其意义;掌握自然光、线偏振光、部分偏振光 的概念:掌握偏振片的概念;会正确应用马吕斯定律;把握布儒斯特角出现的条件 并理解其物理意义;了解旋光现象。 重点:光的相干叠加,杨氏双缝干涉实验及其规律;等厚干涉,惠更斯一菲涅 耳原理;单缝夫琅禾费衍射,光栅方程及光栅光谱;马吕斯定律
4 难点：准静态过程；理解可逆过程和不可逆过程。 第九章 振动学基础 教学内容：简谐振动；简谐振动的合成。 知识点：牢固掌握简谐振动的规律，深刻理解振幅、圆频率、相位和相位差等 概念，并能熟练地进行有关的计算；掌握判断一个振动是否为简谐振动的方法；掌 握简谐振动的矢量表示法，并能应用它来研究振动的合成问题；掌握各类简谐振动 合成的现象和意义。 重点：简谐振动的基本特征及其表示以及描述简谐振动的特征量；简谐振动的 矢量图解法和复数解法，简谐振动的能量。 难点：简谐振动的矢量表示法以及简谐振动的矢量合成。 第十章 波动学基础 教学内容：机械波的产生和传播；平面简谐波；波的能量和能流；电磁波；惠 更斯原理，波的反射、折射和衍射；波的迭加原理、波的干涉和驻波；多普勒效 应。 知识点：充分理解振动与波动的区别与联系；牢固掌握平面简谐波的规律，并 能较熟练地进行有关计算；掌握惠更斯原理的内涵，并会用其解释波的衍射、反射 和折射；理解并掌握波的叠加原理、波的干涉、驻波；明确驻波与行波的区别；掌 握多普勒效应。 重点：平面简谐波的波函数；波的能量及能量密度、能流及能流密度；平面电 磁波的性质；惠更斯原理；波的叠加原理。 难点：波的能量和能流；波的干涉现象和规律。 第十一章 波动光学 教学内容：光干涉的一般理论；分波振面干涉；分振幅干涉；迈克尔逊干涉 仪；光的衍射现象和惠更斯 — 菲涅耳原理；单缝夫琅禾费衍射； 光栅的衍射； 光的偏振态； 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律； 反射、折射和散射时的偏振现 象； 旋光现象。 知识点：掌握光的相干条件，正确理解波的相干叠加和非相干叠加；掌握等倾 干涉、等厚干涉、多光束干涉的概念；学会分析光程差的计算；掌握迈克尔逊干涉 仪的干涉原理；掌握衍射现象的概念及衍射较为显著的条件；掌握夫琅禾费单缝衍 射；掌握平面衍射光栅方程的导出及其意义；掌握自然光、线偏振光、部分偏振光 的概念；掌握偏振片的概念；会正确应用马吕斯定律；把握布儒斯特角出现的条件 并理解其物理意义；了解旋光现象。 重点：光的相干叠加，杨氏双缝干涉实验及其规律；等厚干涉，惠更斯—菲涅 耳原理；单缝夫琅禾费衍射，光栅方程及光栅光谱；马吕斯定律
难点:惠更斯一菲涅耳原理。 (二)实验教学内容和基本要求 实验教学内容及要求见《大学物理B》实验教学大纲 四、课程教学要求及考核方式 1.教学方法:课程采取讲授、讨论等方法进行 2作业及实践环节:作业选取教材中具有代表性的习题,约占课后习题的1/3 1/2,并进行讨论 3考试形式:考核采用闭卷、笔试的方式。总评成绩的核算办法是:期末考试 占总成绩的50%,实验成绩占30%,平时成绩占总成绩的20%。平时成绩按学生上 课出勤情况、作业及课堂表现等进行评定。 五、学时分配 各教学学时分配 备注 章节 主要内容 讲授习题实验讨论合计 第1章质点力学 5 6 第2章力学中的守恒定律 5 6 第4章静电场 第5章稳恒磁场 7 第6章电磁感应电磁场 5 第7章热力学基础 第9章振动学基础 第10章波动学基础 1 7 第11章波动光学 8 2 合 计 10 72 六、建议教材及参考书 建议教材:白少民,任新成,李卫东等.《基础物理学教程》(第二版),西 安交通大学出版社,2014年 参考书目: [1]程守诛,江之水主编.户盘新,汤毓骏,钟季康修订.《普通物理学》(第 六版),高等教育出版社,2006年. [2]张三慧.《大学基础物理学》,清华大学出版社,2003年
5 难点：惠更斯—菲涅耳原理。 （二）实验教学内容和基本要求 实验教学内容及要求见《大学物理 B》实验教学大纲 四、课程教学要求及考核方式 1.教学方法：课程采取讲授、讨论等方法进行。 2.作业及实践环节：作业选取教材中具有代表性的习题，约占课后习题的 1/3- 1/2，并进行讨论。 3.考试形式：考核采用闭卷、笔试的方式。总评成绩的核算办法是：期末考试 占总成绩的 50%，实验成绩占 30%，平时成绩占总成绩的 20%。平时成绩按学生上 课出勤情况、作业及课堂表现等进行评定。 五、学时分配 章节 主要内容 各教学学时分配 备注 讲授 习题 实验 讨论 合计 第 1 章 质点力学 5 1 6 第 2 章 力学中的守恒定律 5 1 6 第 4 章 静电场 9 1 2 12 第 5 章 稳恒磁场 6 1 7 第 6 章 电磁感应 电磁场 5 1 1 7 第 7 章 热力学基础 8 1 1 10 第 9 章 振动学基础 4 1 5 第 10 章 波动学基础 6 1 7 第 11 章 波动光学 8 2 2 12 合 计 56 10 6 72 六、 建议教材及参考书 建议教材：白少民，任新成，李卫东等.《基础物理学教程》（第二版），西 安交通大学出版社，2014 年。 参考书目： [1] 程守诛，江之水主编.户盘新，汤毓骏，钟季康修订.《普通物理学》（第 六版），高等教育出版社，2006 年. [2] 张三慧.《大学基础物理学》，清华大学出版社，2003 年
[3]吴百诗.《大学物理学》,高等教育出版社,2012年 (编制:王伟国/审核:任新成)
6 [3] 吴百诗.《大学物理学》，高等教育出版社，2012 年. （ 编制：王伟国 / 审核：任新成）