“判天地之美,析万物之理”。物理学是研究物质、能量和它们相互作用的学科,是关于“万物之理”的学科,是众多自然科学和工程技术的基础,是人类文明的基石。现代物理学是一门实验、理论和计算高度结合的精确科学。
《大学物理》是面向高等学校理工科类各专业本科生开设的一门重要的通识性基础课程,旨在为学生系统地打好必要的物理基础,使学生全面系统地认识物质最普遍、最基本的运动形式和规律,领悟和掌握处理物理问题的思想和方法,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生敢于质疑的科学态度和敢于批判的科学精神,从而增强学生的探索精神和创新意识,努力实现知识、能力和素质的协调发展。
中国矿业大学《大学物理(力学、相对论、热学、电学)》MOOC课程主要讲述包括质点力学、质点组力学、刚体力学等在内的经典力学的基本原理,讲述狭义相对论、气体动理论和热力学基础理论,以及静电学基本理论等。通过该课程的学习,使学生掌握力学、狭义相对论、热学和静电学的基本概念、基本规律和原理,了解经典时空观和相对论时空观的区别,能运用宏观热力学方法和从微观出发的统计方法来处理热现象问题,能运用静电学的基本原理分析和处理一些简单的有关静电场问题,提高其分析思维能力与综合计算能力,为后续课程的学习打下的基础。
本课程为学习者提供了教学大纲、课程视频、电子教案、学习指导、在线测试等教学内容。用思维导图呈现清晰的知识脉络,采用交互的教学方式、多样的教学媒体、趣味的探究实验,使得课程生动且富有活力,力争形成“教师善教、学生乐学”的良好教学氛围。
本课程的主讲教师均为国家级或省级教学竞赛一等奖获得者,坚持问题导向,启发式教学,理论联系实际,物理贴近生活,渗透专业思想,反映学科前沿,注重激发学习兴趣,倡导讲“有血有肉”的物理学,坚持教师的“导”+学生的“悟”,力求教学理念“新”、教学内容“实”、教学设计“巧”、教学过程“美”、教学效果“好”,让学生体会到物理“有趣、有谱、有用”!
(注: 本课程中有些视频片段、动画、图片等素材来源于网络,在此表示感谢!)
1. 知识目标:通过对本课程的学习,使学生熟悉和掌握力学、狭义相对论、热学和静电学的基本概念、基本理论、基本方法,了解与此相关的这些物理学科的发展现状,并具有初步应用的能力,为学生进一步学习打下必要的基础。
2. 能力目标:通过本课程的学习,使学生逐步掌握物理学研究问题的思路和方法, 培养学生科学思维能力、解决问题的能力、独立获取知识的能力。
3. 素质目标:通过本课程的学习,使学生在获取知识的同时,培养学生现代科学的自然观、辩证唯物主义世界观,培养学生严谨求实的科学态度和品格,提高学生的科学素质。
对校内大学物理B1--重修班:
总评成绩中包括期末卷面成绩和平时成绩两部分,其中期末卷面成绩(线下考试)占60%,平时成绩共占40%(其中线下作业情况占20%,线上观看视频 + 线上单元测验(总共7章的单元测验题)+ 线上讨论情况占20%。
线上单元测验列表(需要在指定时间段内测试完成):
章节名称 | 发布时间 | 截止时间 |
第1章 运动和力 | 2019.9.15 | 2019.12.20 |
第2章 运动的守恒量和守恒定律 | 2019.9.29 | 2019.12.20 |
第3章 刚体和流体的运动 | 2019.10.6 | 2019.12.20 |
第4 章 相对论基础 | 2019.10.20 | 2019.12.20 |
第5章 气体动理论 | 2019.11.3 | 2019.12.20 |
第6章 热力学基础 | 2019.11.17 | 2019.12.20 |
第7章 静止电荷的电场 | 2019.12.9 | 2019.12.20 |
每一次单元测验最多可尝试测试3次,按最高分计入平时测验成绩
每位同学参与课堂讨论回复次数10次以上,课堂讨论成绩满分。
第一周 第一章 运动和力(1)
1.1 绪论
1.2 质点运动的描述
1.3 抛体运动 运动叠加原理
1.4 圆周运动与一般曲线运动
第二周 第一章 运动和力(2)
1.5 相对运动
1.6 牛顿运动定律
1.7 常见力 基本力
1.8 非惯性系 惯性力
第一章 运动和力--单元测验题
第三周 第二章 运动的守恒量和守恒定律(1)
2.1 质心 质心运动定理
2.2 冲量 质点的动量定理
2.3 质点系的动量定理和动量守恒定律
2.4 功 动能 动能定理
第四周 第二章 运动的守恒量和守恒定律(2)
2.5 保守力 成对力的功 势能
2.6 质点系的功能原理 机械能守恒定律
2.7 碰撞
2.8 质点(系)的角动量定理和角动量守恒定律
第二章 运动的守恒量和守恒定律 单元测验
第五周 第三章 刚体和流体的运动
3.1 刚体模型及其运动
3.2 力矩 转动惯量 定轴转动定律
3.3 定轴转动中的功能关系
3.4 定轴转动刚体的角动量定理和角动量守恒定律
3.5 理想流体模型 定常流动 伯努利方程*
第三章 刚体和流体的运动 单元测验
第六周 第四章 相对论基础(1)
4.1 伽利略相对性原理 伽利略变换 经典力学的时空观
4.2 狭义相对论诞生的历史背景
4.3 狭义相对论的两个基本原理
4.4 洛伦兹变换
4.5 相对论速度变换
第七周 第四章 相对论基础(2)
4.6 “同时”的相对性
4.7 时间膨胀(动钟变慢)效应
4.8 长度收缩(动尺变短)效应
4.9 质速关系式 相对论动力学的基本方程
4.10 爱因斯坦质能方程、相对论动量和能量关系式
第四章 相对论基础 单元测验
第八周 第五章 气体动理论(1)
5.1 平衡态、状态参量和理想气体物态方程
5.2 温度
5.3 理想气体的微观模型
5.4 理想气体的压强
5.5温度的本质、方均根速率
5.6 能量均分定理、理想气体的内能
第九周 第五章 气体动理论(2)
5.7 气体分子的速率统计率
5.8 麦克斯韦速率分布律、分子速率统计值
5.9 玻耳兹曼分布
5.10 分子碰撞、平均自由程
5.11 气体的黏滞和扩散*
5.12 热的传递*
5.13 真实气体与液化
5.14 范德瓦尔斯方程 *
第五章 气体动理论 单元测验
第十周 热力学基础(1)
6.1 热力学第零定律 准静态过程
6.2 功与热量 热力学第一定律
6.3 热力学第一定律的应用1—等值过程
6.4 理想气体的摩尔热容
6.5 热力学第一定律的应用2—绝热过程
6.6 循环过程
第十一周 第六章 热力学基础(2)
6.7 卡诺循环
6.8 热力学第二定律
6.9 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理
6.10 热力学第二定律的微观意义与统计意义
6.11 玻尔兹曼关系与熵增加原理
6.12 克劳修斯熵
第六章 热力学基础单元测验
第十二周 第七章 静止电荷的电场(1)
7.1 电荷 库仑定律
7.2 电场强度 场强叠加原理
7.3 电场线 电场强度通量
7.4 静电场的高斯定理及其应用
7.5 静电场的环路定理
第十三周 第七章 静止电荷的电场(2)
7.6 电势能 电势 电势差
7.7 电势的计算
7.8 电场中的等势面
7.9 电场强度和电势梯度的关系
7.10 导体的静电平衡条件
7.11 静电平衡时导体上的电荷分布 尖端放电
7.12 静电屏蔽
第十四周 第七章 静止电荷的电场(3)
7.13 电容器和电容
7.14 电介质的极化
7.15 电极化强度矢量 介质中的静电场
7.16 有电介质时的高斯定理和环路定理 电位移
7.17 静电场的能量
第七章 静止电荷的电场 单元测验
期末考试
高中物理,高等数学基本微积分运算
1. 《普通物理学》 (上、下),第七版,程守洙、江之永主编,高等教育出版社
2. 《物理学》(上、下),第六版,马文蔚主编,高等教育出版社
3. 《新编基础物理学》 (上、下),第二版,王少杰、顾牡、吴天刚主编,科学出版社
4. 《大学物理学》(上、下),第三版,张三慧编著,清华大学出版社
5. 《大学物理》(上、下),李元成、张静、钟寿仙主编,机械工业出版社
6. 《大学物理学》(上、下),吴百诗主编,高等教育出版社
7. 《大学物理学》(上、下),赵近芳、王登龙主编,北京邮电大学出版社
8. 《大学物理能力训练与知识拓展》,刘爱红主编,科学出版社