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大学物理(上)
第4次开课
开课时间: 2025年02月05日 ~ 2025年06月20日
学时安排: 4
进行至第13周,共20周 已有 1454 人参加
立即参加
课程详情
课程评价(151)
spContent=本课程是面向全校理工科专业的公共基础课,是涉及学生人数最多、受益面最广的课程之一。录制课程内容涵盖了教育部理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求所有A类知识点。课程讲解过程中注重问题的引入,问题的分析方法和解决问题的方法。希望通过本课程的学习,使大家能够在学好物理知识的基础上,掌握发现问题、处理问题的科学方法。
本课程是面向全校理工科专业的公共基础课,是涉及学生人数最多、受益面最广的课程之一。录制课程内容涵盖了教育部理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求所有A类知识点。课程讲解过程中注重问题的引入,问题的分析方法和解决问题的方法。希望通过本课程的学习,使大家能够在学好物理知识的基础上,掌握发现问题、处理问题的科学方法。
—— 课程团队
课程概述

  通过本课程的学习,不仅可以了解我们周围的各种物理现象背后的物理知识,更重要的是可以培养学生科学世界观和科学的思维方式。对于日后立志于科学研究的学生,学习本课程的必要性是不言而喻的。对于日后不会把科学研究作为工作的学生,通过本课程的学习,可以学习处理复杂问题的科学思维习惯,学会处理复杂问题的能力。如果掌握了这一科学方法,在走上工作岗位后很快就可以独当一面,对大家走上工作岗位后的工作能力是一个巨大的促进。本课程主要倾向于从常见的物理问题或现象出发,通过提出问题,分析问题,简化问题最后解决问题的主体思路讲解大学物理知识,同时注重培养大家处理问题的科学思维方式。

授课目标

在大学物理课的各个教学环节中,不仅要重视知识的传授,同时着重培养科学研究的基本能力和素质,使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法,通过本课程的教学,应使学生初步具备以下能力:

1.能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材,参考书和文献资料,并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。

2.了解各种理想物理模型并能够根据物理概念、问题的性质和需要,抓住主要的因素,略去次要要素,对所研究的对象进行合理的简化。

3.掌握物理学中各种理论体系的基本内容和知识;并学会运用物理学的理论、观点和方法分析、研究、计算或估算一般难度的物理应用问题;并能根据单位、数量级与已知典型结果的比较,判断结果的合理性。

课程大纲
绪论
课时目标:了解大学物理的学习范围;了解大学物理的地位和作用;掌握学习大学物理必须具备的数学基础。
0.1 大学物理学
0.2 矢量及其基本运算
0.3 微积分思想在物理问题中的应用
质点运动学
课时目标:1.掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点机械运动和特征的物理量。能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度。能借助于极坐标计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。2.理解质点运动的瞬时性、矢量性和相对性。3.掌握运动学两类问题的求解方法。
1.1 位移和位矢
1.2 速度和加速度(上)
1.2 速度和加速度(下)
1.3 抛体运动
1.4 自然坐标及自然坐标系中的加速度
1.5 圆周运动中线量和矢量的关系
1.6 相对运动
质点动力学
课时目标:1.掌握牛顿运动三定律及其适用范围。能求解一维变力情况下质点的动力学问题。2.理解力学单位制和量纲。3.掌握功的概念及变力做功的表达式,能计算一维变力的功。掌握质点的动能定理,理解保守力做功的特点及势能概念。会计算重力、弹性力和万有引力势能,掌握机械能守恒定律。4.掌握质点的动量定理及质点系的动量守恒定律,理解质点的角动量和角动量守恒定律。掌握运用守恒定律分析力学问题的思路和方法,能求解简单系统在平面内运动的力学问题。
2.1 牛顿运动定律(上)
2.1 牛顿运动定律(下)
2.2 功
2.3 保守力做功与势能(上)
2.3 保守力做功与势能(下)
2.4 保守力与势能的关系
2.5 质点的动能定
2.6 功能原理机械能守恒定律
2.7 动量定理
2.8 动量守恒定律
2.9 质心
2.10 质心运动定理
2.11 质点的角动量定理和角动量守恒定律
刚体力学
课时目标:1.理解描述转动的角量(角位移、角速度和角加速度)与线量的关系。2.理解力矩、力矩的功、转动惯量、刚体的角动量和转动动能等物理量。3.理解转动定律和角动量守恒定律,会分析处理包括质点和刚体、平动和转动的简单系统的力学问题。
3.1 刚体定轴转动的描述
3.2 刚体绕定轴转动定律
3.3 转动惯量
3.4 刚体的角动量定理和角动量守恒定律
简谐振动
课时目标:1.掌握简谐振动的基本特征,根据受力分析能建立简谐振动的微分方程。2.掌握简谐振动的运动学方程。根据振动系统特征及初始条件,能确定振动方程中的三个特征量:振幅、初位相和圆频率。3.理解旋转矢量法。4.了解阻尼振动、受迫振动和共振。5.理解同方向、同频率的两个简谐振动的合成规律。6.了解拍现象和拍频率,了解两个同频率相互垂直简谐振动的合成。
4.1 简谐振动的描述和特征
4.2 旋转矢量法
4.3 如何证明某运动为简谐振动
4.4 谐振动的合成
机械波
课时目标:1.理解机械波产生的条件,了解波动与振动的联系与区别,了解波动过程的几何表达。2.掌握平面简谐波的波动方程,能根据波线上某一点的振动方程,写出波动方程。3.理解波动的能量传播特征及波的能量密度能流和能流密度等概念。4.了解波的惠更斯原理,理解波的叠加原理,波的干涉现象和相干波条件,掌握波的干涉条件。5.理解驻波的形成条件,驻波的特征及驻波与行波的区别,了解半波损失。6.了解机械波的多普勒效应,能用多普勒频移公式计算观察者所接受到的波的频率。
5.1 波动的基本概念
5.2 惠更斯原理
5.3 平面简谐波的特征量
5.4 平面简谐波的闭函数
5.5 波的能量
5.6 波动干涉
5.7 驻波
5.8 多普勒效应
光的干涉
课时目标:1.理解光的相干性、相干无条件及获得相干光的方法,掌握光程、光程差、半波损失及光的干涉条件。2.理解杨氏双缝干涉,能确定干涉条纹在屏上的位置,理解薄膜的等厚干涉和等倾干涉以及增透膜和增反膜。3.掌握劈尖干涉,能确定条纹间距及膜的厚度差,了解牛顿环和迈克耳逊干涉仪的工作原理。
7.1 光波的想干叠加
7.2 光程差
7.3 相干光的获得
7.4 杨氏双缝干涉
7.5 薄膜的等厚干涉
7.6 牛顿环的等厚干涉
7.7 薄膜的等倾干涉
7.8 迈克尔逊干涉仪
光的衍射
课时目标:1.了解惠更斯—菲涅耳原理及处理单缝的夫琅和费衍射的半波带法。理解单缝衍射公式,会分析、确定单缝衍射条纹的位置及缝宽和波长对衍射条纹分布的影响,了解圆孔衍射和光学仪器的分辩本领。2.理解光栅衍射公式,会确定光衍射各级明纹的位置,会分析斜入射的情况及光栅衍射的缺级现象。
8.1 光的衍射现象与惠更 斯-菲涅耳原理
8.2 单缝的夫琅禾费衍射
8.3 光栅的夫琅禾费衍射(上)
8.3 光栅的夫琅禾费衍射(下)
8.4 光栅光谱
8.5 圆孔衍射与光学仪器的分辨率
光的偏振
课时目标:1. 理解自然光、偏振光和部分偏振光。理解线偏振光的获得方法和检验方法。2. 理解布儒斯特定律和马吕斯定律,了解光的双折射现象。
9.1 自然光和偏振光
9.2 偏振片的起偏和检偏
9.3 反射和折射时光的偏振
9.4 双折射
相对论基础
课时目标:章 狭义相对论1.理解伽俐略变换,伽俐略相对性原理和经典时空观。2.理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设,理解洛仑兹坐标变换,了解洛仑兹速度变换。3.理解狭义相对论中同时性的相对性以及长度收缩和时间膨胀概念。理解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中时空观以及二者的差异。4.理解相对论动力学的几个重要结论:动力学基本方程、质量和速度的关系、能量和质量的关系以及能量和动量的关系。
17.1 相对论的两个基本假设-洛伦兹坐标变换
17.2 相对论的时空观(上)
17.2 相对论的时空观(下)
17.3 相对论动力学
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预备知识

矢量运算法则;微积分的基本概念和基本计算。

证书要求

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。


参考资料

1《普通物理学》(第六版),程守洙,高等教育出版社,2006.12。

2. 《大学物理》(新版),吴百诗,科学出版社,2001.1。

3.《大学物理学》,吴百诗,高等教育出版社,2004.12.

4.《大学物理学》(第三版),张三慧,清华大学出版社,2009.2

常见问题

无。

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