大学物理是高等学校理工农医各专业学生开设的一门重要的必修基础课程,通过大学物理的学习,使学生熟悉自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律,逐步掌握物理学研究问题的思路和方法,拥有建立物理模型的能力,定性分析、估算与定量计算的能力,理论联系实际的能力,形成辩证唯物主义的世界观和方法论,为理工科学生后继基础课程和专业课程的学习奠定必要的物理基础。大学物理课程的内容包括力学、热学、电磁学、波动光学和量子论等。仔细想想,不论任何自然科学和技术,其研究对象,无一不是不同物体(......离子、电子、原子、分子、细胞、病毒、零部件、建筑构件、天体......)之间力的相互作用及其相应的运动规律。正因如此,描述低速宏观运动的牛顿力学的主要创立者牛顿、描述高速运动的相对论的主要创立者爱因斯坦以及描述微观世界的量子论的主要创立者之一薛定谔成为了全世界家喻户晓的伟大科学家。
本学期大学物理学习力学和热学,包括了八章内容:质点运动学(含绪论)、质点动力学、刚体定轴转动、狭义相对论、机械振动、机械波、气体动理论、热力学。大学物理课程内容众多,本课程力求讲解精简易懂、脉络清晰,同时又覆盖基本知识点,并融入课程思政。 每章包括基本内容之外,还包括知识点框架图与重点难点分析、单元测验和作业,以及相应的拓展阅读材料、优秀教学资源,从多种角度引导学生学习大学物理,培养学生的基本物理素养、科学思维能力、探索创新精神。
本课程是非物理专业的基础课程。本课程的目标是通过讲授和讨论质点和刚体动力学、狭义相对论、振动与波、气体动理论、热力学等知识,熟悉自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律、基本概念和原理,逐步掌握物理学研究问题的思路和方法,拥有建立物理模型的能力,定性分析、估算与定量计算的能力,理论联系实际的能力,为进一步学习其他专业基础课程打下坚实的基础。
绪论 预备知识
绪论 预备知识
第1章 质点运动学(一)
1.1 参考系 坐标系 物理模型
1.2 位矢 位移 速度 加速度
运动学拓展资源学习
第1章 质点运动学 知识点框架与重点难点分析
第1章 质点运动学(一)作业
第1章 质点运动学(一)单元测验
第1章 质点运动学(二)
1.3 曲线运动的描述
1.4 运动学中的两类问题
1.5 相对运动
第1章 质点运动学 知识点框架与重点难点分析
第1章 质点运动学(二)作业
第1章 质点运动学(二)单元测验
第2章 质点动力学(一)
第2章 质点运动学 知识点框架与重点难点分析
2.1.1 牛顿运动定律
2.1.2 牛顿定律的应用
2.2 动量定理和动量守恒定律
动力学拓展资源学习
第2章 质点动力学(一)单元测验
第2章 质点动力学(一)作业
第2章 质点动力学(二)
2.3 功 动能定理
2.4 势能
2.5 功能转换
第2章 质点动力学 知识点框架与重点难点分析
第2章 质点动力学(二)单元测验
第2章 质点动力学(二)作业
第3章 刚体定轴转动(一)
3.1 质点角动量定理 角动量守恒定律
3.2 质点系角动量定理
3.3 刚体定轴转动的转动定律
第3章 质点运动学 知识点框架与重点难点分析
第3章 刚体定轴转动(一)作业
第3章 刚体定轴转动(一)单元测验
第3章 刚体定轴转动(二)
3.4 刚体定轴转动的动能定理
3-5 刚体的机械能守恒定律
第3章 刚体定轴转动 知识点框架与重点难点分析
第3章 刚体定轴转动(二)单元测验
第3章 刚体定轴转动(二)作业
第4章 狭义相对论(一)
4.1 伽利略变换 力学相对性原理
4.2 狭义相对论基本原理 洛仑兹变换
4.3 狭义相对论时空观
第4章 狭义相对论 知识点框架与重点难点分析
狭义相对论的背景介绍
第4章 狭义相对论(一)作业
第4章 狭义相对论(一)单元测验
第4章 狭义相对论(二)
4.4 狭义相对论动力学
第4章 狭义相对论 知识点框架与重点难点分析
* 狭义相对论和广义相对论
第4章 狭义相对论(二)作业
第4章 狭义相对论(二)单元测验
第5章 机械振动(一)
5.1 简谐振动的动力学特征与运动学特征
5.2 简谐振动的旋转矢量表示
第5章 机械振动 知识点框架与重点难点分析
第5章 机械振动(一)单元测验
第5章 机械振动(一)作业
第5章 机械振动(二)
5.3 简谐振动的能量
5.4 简谐振动的合成
第5章 机械振动 知识点框架与重点难点分析
第5章 机械振动(二)单元测验
第5章 机械振动(二)作业
第6章 机械波(一)
6.1 机械波的产生和传播
6.2 平面简谐波
6.3 波的能量
补充资料:波动图像和振动图像的比较
第6章 机械波 知识点框架与重点难点分析
第6章 机械波(一)单元测验
第6章 机械波(一)作业
第6章 机械波(二)
6.4 惠更斯原理 波的叠加和干涉
6.5 驻波
6.6 多普勒效应
第6章 机械波 知识点框架与重点难点分析
第6章 机械波(二)作业
第6章 机械波(二)单元测验
第7章 气体动理论(一)
7.1 平衡态 温度 状态方程
7.2 理想气体的压强和温度
7.3 能均分定理 内能
第7章 气体动理论 知识点框架与重点难点分析
第7章 气体动理论(一)单元测验
第7章 气体动理论(一)作业
第7章 气体动理论(二)
7.4 麦克斯韦速率分布律
7.5 气体分子的碰撞频率 平均自由程
第7章 气体动理论 知识点框架与重点难点分析
第7章 气体动理论(二)单元测验
第7章 气体动理论(二)作业
第8章 热力学(一)
第8章 热力学 知识点框架与重点难点分析
8.1 准静态过程 内能 功和热量
8.2 热力学第一定律 等值过程
8.3 绝热过程
8.4 循环过程 卡诺循环
第8章 热力学(一)作业
第8章 热力学(一)单元测验
第8章 热力学(二)
8.5 热力学第二定律
8.6 卡诺定理 克劳修斯熵
8.7 熵增加原理
8.8 热力学第二定律的统计意义 玻尔兹曼熵
第8章 热力学 知识点框架与重点难点分析
第8章 热力学(二)单元测验
第8章 热力学(二)作业
微积分、矢量代数、线性代数、概率与统计等高等数学知识
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
1.赵近芳、王登龙主编,《大学物理学》(第5版),北京邮电大学出版社,2017年;
2.张三慧主编,《大学基础物理学》,清华大学出版社,2003年;
3.程守洙、江之永主编,《普通物理学》(第5版),高等教育出版社,2001年;
4、卢德馨主编,《大学物理学》,高等教育出版社,1998年;
5.R.P.费曼,《费曼物理学讲义》,上海科学技术出版社,1983年;
6.郭奕玲、沈慧君编著,《物理学史》,清华大学出版社,2005年。
7. Fundamentals of Physics (10th Edition), David Halliday & Robert Resnick & Jearl Walker, Wiley, 2013
1、学习大学物理之前需要掌握哪些数学知识?
大学物理很考验高等数学的能力,没学好相关高等数学知识的同学势必在学大学物理上遇到困难。
大学物理里的问题更接近于实际,而大多实际物理量的大小或方向随时间而变化或随空间位置而变化,这时就需要用微积分和矢量代数去处理。通过无限分割将变量转化为容易计算的不变量(即微分) ,再累计求和(即积分)。
热现象的本质是大量粒子的集体运动(粒子数目多达10的23次方),而宏观的物理量来自于微观粒子的运动状况的统计平均,研究系统里的每一个粒子的状态是不现实的,也没有什么价值,所以在热学部分需要用概率与统计的手段来描述系统。
2、作业如何提交?成绩如何评定?
每章作业用(一)和(二)分开,作业可以截图上传,请在作业截至时间之前提交。有些章节还发布了相应的讨论题,请课堂交流区积极回帖。
课程成绩满分100分,由四个部分组成:
单元测试占10%;
单元作业占15%;
课程讨论占5%,这部分获得满分的要求:讨论题回帖数量达到10个以上;
考试成绩占70%。