《普通物理学》教学大纲 课程名称：普通物理 课程类别：专业基础课 适用专业：材料化学 考核方式：考试 总学时、学分：80学时3学分 其中实验学时：0学时 一、课程教学目的 普通物理学是理科专业本科生的专业必修课。通过本课程的教 学，使学生系统地掌握物理学的基本原理和基本知识以及基本规律， 使学生能建立起鲜明的物理图象。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，提高独立分析问题和解决问题 的能力。 二、课程教学要求 通过《普通物理学》课程的教学，应使学生对物理学所研究的各 种运动形式以及它们之间的联系，有比较全面和系统的认识，对课程 中的基本理论、基本知识能够正确地解释，并且有初步应用的能力。 要加强近代物理教学内容，为学生进一步学习新理论、新知识、以及 现代高新技术打下良好的物理基础。 教学内容、体系的改革要伴随着教学方法、教学手段的改革，要 在讲解物理知识的同时传授物理思想，培养创造性思维，提倡启发式、 讨论式、双向交流和自学等教学形式，为充分发挥学生的主动性和积 极性创造条件。要加强现代教育技术的应用，以提高教学效率和质量。 三、先修课程 学生学习完《高等数学》以后开设本课程。 四、课程教学重、难点
1 《普通物理学》教学大纲 课程名称：普通物理 课程类别：专业基础课 适用专业：材料化学 考核方式：考试 总学时、学分：80 学时 3 学分 其中实验学时： 0 学时 一、课程教学目的 普通物理学是理科专业本科生的专业必修课。通过本课程的教 学，使学生系统地掌握物理学的基本原理和基本知识以及基本规律， 使学生能建立起鲜明的物理图象。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，提高独立分析问题和解决问题 的能力。 二、课程教学要求 通过《普通物理学》课程的教学，应使学生对物理学所研究的各 种运动形式以及它们之间的联系，有比较全面和系统的认识，对课程 中的基本理论、基本知识能够正确地解释，并且有初步应用的能力。 要加强近代物理教学内容，为学生进一步学习新理论、新知识、以及 现代高新技术打下良好的物理基础。 教学内容、体系的改革要伴随着教学方法、教学手段的改革，要 在讲解物理知识的同时传授物理思想，培养创造性思维，提倡启发式、 讨论式、双向交流和自学等教学形式，为充分发挥学生的主动性和积 极性创造条件。要加强现代教育技术的应用，以提高教学效率和质量。 三、先修课程 学生学习完《高等数学》以后开设本课程。 四、课程教学重、难点
本课程重，点是运动学两类问题、圆周运动的角量描述、牛顿运动 定律动量守恒和能量守恒、电场、磁场、热力学第一定律。 本课程难，点是积分微分应用解题、自由度概念及其应用、微元法 求连续带电体的电场。 五、课程教学方法与教学手段 教学方法：课堂讲授和讨论相结合。培养学生思考问题、分析问 题和解决问题的能力，学会初步解决实际问题的能力，并掌握该学科 的发展动态。 教学手段：通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整埋和专题 讨论，加深对大学物理基本原理的了解。 六、课程教学内容 第1章质点运动学(8学时) 1.教学内容 (1)参考系坐标系物理模型：运动的绝对性和相对性：参考系：坐标系：物理模型 国际单位制和量纲： (2)位矢位移速度及加速度：位置矢量：位移：速度：加速度： (3)曲线运动的描述：一般的平面曲线运动：切向加速度：法向加速度：圆周运动： 角速度：角加速度： (4)运动学中的两类问题： (5)相对运动。 2.重、难点提示 (1)教学重点：运动学两类问题及圆周运动的角量描述： (2)教学难点：圆周运动的角量描述。 第2章质点动力学（10学时) 1.教学内容 2
2 本课程重点是运动学两类问题、圆周运动的角量描述、牛顿运动 定律动量守恒和能量守恒、电场、磁场、热力学第一定律。 本课程难点是积分微分应用解题、自由度概念及其应用、微元法 求连续带电体的电场。 五、课程教学方法与教学手段 教学方法：课堂讲授和讨论相结合。培养学生思考问题、分析问 题和解决问题的能力，学会初步解决实际问题的能力，并掌握该学科 的发展动态。 教学手段：通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整埋和专题 讨论，加深对大学物理基本原理的了解。 六、课程教学内容 第 1 章 质点运动学（8 学时） 1.教学内容 （1）参考系 坐标系 物理模型；运动的绝对性和相对性；参考系；坐标系；物理模型 国际单位制和量纲； （2）位矢 位移 速度及加速度；位置矢量；位移；速度；加速度； （3）曲线运动的描述；一般的平面曲线运动；切向加速度；法向加速度；圆周运动； 角速度；角加速度； （4）运动学中的两类问题； （5）相对运动。 2．重、难点提示 （1）教学重点：运动学两类问题及圆周运动的角量描述； （2）教学难点：圆周运动的角量描述。 第 2 章 质点动力学（10 学时） 1．教学内容
(1)牛顿运动定律：惯性定律：惯性参考系：牛顿第二定律：惯性质量：引力质量牛 顿第三定律：牛顿定律的应用： (2)动量：动量守恒定律：质点的动量定理：质点系的动量定理：动量守恒定律 (3)功动能势能机械能守恒定律：功功率；动能定理：势能：质点系的动能定理 和功能原理；机械能守恒定律：能量转换与守恒定律： (4)角动量角动量守恒定律：质点的角动量：质点的角动量定理：质点角动量守恒定 律。 2.重、难点提示 (1)教学重点：理解牛顿运动定律、动量守恒和能量守恒，并能掌握它们的应用。 (2)教学难点：积分微分应用解题 第3章刚体力学基础(8学时) 1.教学内容 (1)刚体刚体定轴转动的描述：刚体的引入：刚体的基本运动：刚体定轴转动的描述： (2)刚体定轴转动的转动定律：刚体定轴转动的转动定律：转动惯量：转动惯量的应 用： (3)刚体定轴转动的动能定理：转动动能：力矩的功； (4)刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律：刚体对轴的角动量：刚体定轴： 转动的角动量定理：刚体对轴的角动量守恒定律。 2.重、难点提示 (1)教学重点：转动动能的概念及惯量的物理意义和知道用转动定律求解定轴转动力 学问题 (2)教学难点：微元法求转动惯量。 第4章气体动理论(8学时) 1.教学内容 (1)平衡态温度理想气体状态方程：平衡态：温度；理想气体状态方程： (2)理想气体的压强和温度：理想气体分子模型和统计假设：理想气体的压强：理想 气体的温度： (3)能量均分定理：理想气体的内能：自由度：能量均分定理：理想气体的内能：
3 （1）牛顿运动定律；惯性定律；惯性参考系；牛顿第二定律；惯性质量；引力质量牛 顿第三定律；牛顿定律的应用； （2）动量；动量守恒定律；质点的动量定理；质点系的动量定理；动量守恒定律 （3）功 动能 势能 机械能守恒定律；功 功率；动能定理；势能；质点系的动能定理 和功能原理；机械能守恒定律；能量转换与守恒定律； （4）角动量 角动量守恒定律；质点的角动量；质点的角动量定理；质点角动量守恒定 律。 2．重、难点提示 （1）教学重点：理解牛顿运动定律、动量守恒和能量守恒，并能掌握它们的应用。 （2）教学难点：积分微分应用解题 第 3 章 刚体力学基础（8 学时） 1．教学内容 （1）刚体 刚体定轴转动的描述；刚体的引入；刚体的基本运动；刚体定轴转动的描述； （2）刚体定轴转动的转动定律；刚体定轴转动的转动定律；转动惯量；转动惯量的应 用； （3）刚体定轴转动的动能定理；转动动能；力矩的功； （4）刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律；刚体对轴的角动量；刚体定轴； 转动的角动量定理；刚体对轴的角动量守恒定律。 2．重、难点提示 （1）教学重点：转动动能的概念及惯量的物理意义和知道用转动定律求解定轴转动力 学问题； （2）教学难点：微元法求转动惯量。 第 4 章 气体动理论（8 学时） 1．教学内容 （1）平衡态 温度 理想气体状态方程；平衡态；温度；理想气体状态方程； （2）理想气体的压强和温度；理想气体分子模型和统计假设；理想气体的压强；理想 气体的温度； （3）能量均分定理；理想气体的内能；自由度；能量均分定理；理想气体的内能；
(4)麦克斯韦分子速率分布定律：气体分子的速率分布：分布函数：麦克斯韦速率分 布规律：分子速率的三个统计值：麦克斯韦速率分布曲线的性质： (5)分子平均碰撞频率和平均自由程。 2.重、难点提示 (1)教学重点：通过本章教学，使学生理解理想气体的压强公式、温度公式及其应用， 了解麦克斯韦速率分布定律及其应用： (2)教学难点：自由度概念及其应用。 第5章热力学基础(8学时) 1.教学内容 (1)热力学第一定律：内能：功和热量：准静态过程：准静态过程的功与热量：热力 学第一定律： (2)理想气体等值过程和绝热过程：等容过程：定容摩尔热容：等压过程：定压摩尔 热容：等温过程：绝热过程： (3)循环过程：循环效率：卡诺循环： (4)热力学第二定律：热力学第二定律：可逆过程与不可逆过程： (5)熵熵增加原理：卡诺定理；克劳修斯不等式：克劳修斯熵：熵增加原理： (6)热力学第二定律的统计意义玻尔兹曼熵：热力学第二定律的统计意义：玻尔兹曼 熵。 2.重、难点提示 (1)教学重点：通过本章教学，使学生掌握热力学第一定律及其应用： (2)教学难点：热力学第一定律在循环过程中的应用。 第6章静止电荷的电场(20学时) 1.教学内容 (1)电场电场强度：电荷：库仑定律：电场强度：电场强度叠加原理：电场强度的计 算：带电体在外电场中所受的作用： (2)电通量高斯定理：电场的图示法：电通量：高斯定理：高斯定理的应用： (3)电场力的功电势：电场力的功：静电场的环流定理：电势能：电势：电势差：电 势的计算：等势面：
4 （4）麦克斯韦分子速率分布定律；气体分子的速率分布；分布函数；麦克斯韦速率分 布规律；分子速率的三个统计值；麦克斯韦速率分布曲线的性质； （5）分子平均碰撞频率和平均自由程。 2．重、难点提示 （1）教学重点：通过本章教学，使学生理解理想气体的压强公式、温度公式及其应用， 了解麦克斯韦速率分布定律及其应用； （2）教学难点：自由度概念及其应用。 第 5 章 热力学基础（8 学时） 1．教学内容 （1）热力学第一定律；内能；功和热量；准静态过程；准静态过程的功与热量；热力 学第一定律； （2）理想气体等值过程和绝热过程；等容过程；定容摩尔热容；等压过程；定压摩尔 热容；等温过程；绝热过程； （3）循环过程；循环效率；卡诺循环； （4）热力学第二定律；热力学第二定律；可逆过程与不可逆过程； （5）熵 熵增加原理；卡诺定理；克劳修斯不等式；克劳修斯熵；熵增加原理； （6）热力学第二定律的统计意义 玻尔兹曼熵；热力学第二定律的统计意义；玻尔兹曼 熵。 2．重、难点提示 （1）教学重点：通过本章教学，使学生掌握热力学第一定律及其应用； （2）教学难点：热力学第一定律在循环过程中的应用。 第 6 章 静止电荷的电场（20 学时） 1．教学内容 （1）电场 电场强度；电荷；库仑定律；电场强度；电场强度叠加原理；电场强度的计 算；带电体在外电场中所受的作用； （2）电通量 高斯定理；电场的图示法；电通量；高斯定理；高斯定理的应用； （3）电场力的功 电势；电场力的功；静电场的环流定理；电势能；电势；电势差；电 势的计算；等势面；
(4)静电场中的导体和电介质：导体的静电平衡：导体壳和静电屏蔽：有导体存在的 静电场电场强度与电势的计算：电介质的极化：极化强度和极化电荷：有电介质时的高斯定 理： (5)电容电容器：孤立导体的电容：电容器及其电容：电容器的联结： (6)电场的能量：带电系统的能量：电场能量。 2.重、难点提示 (1)教学重点：通过本章教学，使学生掌握求电场的三种方法： (2)教学难点：微元法求连续带电体的电场。 第7章恒定电流的磁场（18学时) 1.教学内容 (1)恒定电流：电流密度：电源的电动势： (2)磁感应强度：磁感应线和磁通量： (3)毕奥-萨伐尔定律：应用毕奥-萨伐尔定律计算磁感应强度示例：运动电荷的磁场： (4)恒定磁场的高斯定理与安培环路定理：应用安培环路定理计算磁感应强度示例： (5)带电粒子在电场和磁场中的运动：洛伦兹力：霍尔效应： (6)磁场对载流导线的作用：安培定律：磁场对载流线圈的作用：磁场力的功： (7)磁场中的磁介质：磁介质：分子电流和分子磁矩：抗磁质的磁化：顺磁质的磁化： (8)有磁介质时的安培环路定理和高斯定理：铁磁质。 2.重、难点提示 (1)教学重点：通过本章教学，使学生理解磁感应强度的物理意义，掌握求解磁场分 布的方法： (2)教学难点：毕奥-萨伐尔定律的物理实质及应用。 七、学时分配
5 （4）静电场中的导体和电介质；导体的静电平衡；导体壳和静电屏蔽；有导体存在的 静电场电场强度与电势的计算；电介质的极化；极化强度和极化电荷；有电介质时的高斯定 理； （5）电容 电容器；孤立导体的电容；电容器及其电容；电容器的联结； （6）电场的能量；带电系统的能量；电场能量。 2．重、难点提示 （1）教学重点：通过本章教学，使学生掌握求电场的三种方法； （2）教学难点：微元法求连续带电体的电场。 第 7 章 恒定电流的磁场（18 学时） 1．教学内容 （1）恒定电流；电流密度；电源的电动势； （2）磁感应强度；磁感应线和磁通量； （3）毕奥-萨伐尔定律；应用毕奥-萨伐尔定律计算磁感应强度示例；运动电荷的磁场； （4）恒定磁场的高斯定理与安培环路定理；应用安培环路定理计算磁感应强度示例； （5）带电粒子在电场和磁场中的运动；洛伦兹力；霍尔效应； （6）磁场对载流导线的作用；安培定律；磁场对载流线圈的作用；磁场力的功； （7）磁场中的磁介质；磁介质；分子电流和分子磁矩；抗磁质的磁化；顺磁质的磁化； （8）有磁介质时的安培环路定理和高斯定理；铁磁质。 2．重、难点提示 （1）教学重点：通过本章教学，使学生理解磁感应强度的物理意义，掌握求解磁场分 布的方法； （2）教学难点：毕奥-萨伐尔定律的物理实质及应用。 七、学时分配
教学环节 章目 教学内容 理论教学学时 实验教学学时 一 质点运动学 8 0 二 质点动力学 10 0 三 刚体力学基础 8 0 四 气体动理论 8 0 五 热力学基础 8 0 六 静止电荷的电场 20 0 七 恒定电流的磁场 18 0 总计 80 0 八、课程考核方式 1.考核方式： 笔试：闭卷考试。 2.成绩构成 试卷成绩。 九、选用教材和参考书目 [1门《普通物理学（上、下册）》（第七版），程守洙，江之永主编，高等教育出版 社，2016年： [2]《物理学（上、下册）》（第五版），马文蔚改编，高等教育出版社，2006年： [3]《新编基础物理学（上、下册）》（第一版)，王少杰，顾牧编，科学出版社， 2009年。 [4]《普通物理学教与学参考》（第一版），张智立编，中国致公出版社，2003 年； [5]《大学物理通用教程》（第二版)，陈熙谋编，北京大学出版社，2011年。 6
6 八、课程考核方式 1.考核方式： 笔试；闭卷考试。 2.成绩构成 试卷成绩。 九、选用教材和参考书目 ［1］《普通物理学（上、下册）》(第七版），程守洙,江之永主编，高等教育出版 社，2016 年； ［2］《物理学（上、下册）》（第五版），马文蔚改编，高等教育出版社，2006 年； ［3］《新编基础物理学（上、下册）》（第一版），王少杰，顾牧编，科学出版社， 2009 年。 ［4］《普通物理学教与学参考》（第一版），张智立编，中国致公出版社，2003 年； ［5］《大学物理通用教程》（第二版），陈煕谋编，北京大学出版社，2011 年。 章目 教学内容 教学环节 理论教学学时 实验教学学时 一 质点运动学 8 0 二 质点动力学 10 0 三 刚体力学基础 8 0 四 气体动理论 8 0 五 热力学基础 8 0 六 静止电荷的电场 20 0 七 恒定电流的磁场 18 0 总计 80 0