安徽师范大学数学《普通物理》本科教学大纲

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《普通物理》教学大纲
学时：102 学时 学分：6 个学分
适用专业：数学与应用数学
大纲执笔人：刘广菊 大纲审定人：姚关心
一、 说明：
本大纲是按照安徽师范大学数学与计算机科学学院数学教育
专业四年制本科教学计划制订的。
《普通物理》是本专业的一门重要的专业基础理论课，在内
容的选取上既要体现物理学本身的系统性、科学性和严密性，同
时也要体现专业的针对性；既要向学生传授物理学丰富的研究成
果，也要向学生展示物理学科学的研究方法。在内容的安排上力
求循序渐进和相互衔接。既要考虑物理知识之间的衔接，也要注
意与其专业后继课程的衔接。
本课程安排在第二、三学期。授课学时为 102 学时，共 6 个
学分。学时分配如下：补充必要的矢量知识 2 学时，第一篇力学、
共 36 学时，第二篇热学 20 学时，第三篇电场和磁场 44 学时。 第
四篇、第五篇供学生自己阅读。
二、 本文：
第一篇：力学
第一章：质点的运动
本章确切的要求学生理解位置矢量、位移、速度和加速度等
概念。搞清位移与路程、速度与速率的区别；熟练掌握和运用变
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速直线运动、抛体运动和圆周运动的规律。
§1-1：质点 参照系 运动方程
§1-2：位移 速度 加速度
§1-3：圆周运动及其描述
§1-4： 曲线运动方程的矢量形式
§1-5：运动描述的相对性 伽利略坐标变换
第二章：牛顿运动定律
本章要求掌握力的概念和力学中常见的三种力的特点及力
的分析方法，并能熟练的运用牛顿三定律求质点动力学问题。能
够了解惯性力的意义，并能用它来解决简单的力学问题。理解动
量和冲量，功、动能及势能的概念，搞清动能定理和功能原理的
区别与联系并能熟练的应用它们，掌握动量定理、动量守恒定律
及机械能守恒，并能用该三定理解决动力学问题。
§2-1：牛顿第一定律和第二定律
§2-2：常见力和基本力
§2-3：牛顿第二定律及其微分形式
§2-4： 牛顿运动定律应用举例
§2-5：牛顿第二定律积分形式之一：动量定理
§2-6：牛顿第二定律积分形式之二：动能定理
§2-7：非惯性系 惯性力
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第三章：运动的守恒定律
本章要求理解势能的概念，搞清动能定理和功能原理的区别与联
系并能熟练的应用它们，掌握动量守恒定律，能量守恒定律及机
械能守恒，并能用该三定理解决动力学问题。
§3-1：保守力 成对力作功 势能
§3-2：功能原理
§3-3：机械能守恒定律 能量守恒定律
§3-4：动量守恒定律
§3-5：碰撞
第四章：刚体的转动
掌握力矩和转动惯量的物理意义，并能运用转动定律解决刚
体定轴转动的动力学问题；掌握力矩的功和刚体的转动动能的概
念，并能熟练运用刚体的定轴转动的动能定理和机械能守恒定
律；理解角动量概念掌握刚体的定轴转动的角动量定理和角动量
守恒定律。
§4-1：刚体的平动，转动和定轴转动
§4-2：刚体的角动量 转动动能 转动惯量
§4-3：力矩 刚体定轴转动定律
§4-4：定轴转动的动能定理
§4-6：定轴转动刚体的角动量和角动量守恒定律
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第二篇：热 学
第六章：气体动理论
掌握理想气体的状态方程，搞清压强和温度这两个宏观量的
微观本质掌握推导压强公式的思路；搞清能量按自由度均分定理
和内能的概念，掌握理想气体内能的特点并能熟练的进行计算；
理解麦克斯韦速率分布函数和分布律的意义，并能运用分布函数
求与速度有关的物理量的平均值；搞清平均碰撞频率和平均自由
程的概念。
§6-1：状态 过程 理想气体
§6-3：气体动理论的压强公式
§6-4：理想气体的温度公式
§6-5：能量均分定理 理想气体的内能
§6-6：麦克斯韦速率分布律
§6-8：分子的平均碰撞次数及平均自由程
第七章：热力学基础
掌握热力学第一定律，并搞清其中各物理量的意义和符号法
则，并能用它计算简单的热力学问题；要求通过循环过程的学习，
掌握热机和致冷机原理，并能熟练的计算热机的效率，能初步的
了解热力学第二定律。
§7-1：热力学第一定律
§7-2：热力学第一定律对于理想气体的等值过程的应用
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§7-3：绝热过程 多方过程
§7-5：循环过程 卡诺循环
§7-6：热力学第二定律
§7-7：可逆过程和不可逆过程 卡诺定理
第三篇：电场和磁场
第八章：真空中的静电场
搞清电场强度和电势的概念和它们之间的联系；掌握反映静
电场性质的两个基本定理的重要意义及其应用，学会从已知的电
荷分布求场强和电势的分布。
§8-1：电荷 库仑定律
§8-2：电场 电场强度
§8-3：高斯定理
§8-4：静电场的环路定理 电势
§8-5：等势面 电场强度与电势梯度的关系
§8-6： 带电粒子在静电场中的运动
第九章：导体和电介质的静电场
掌握导体静电平衡的条件，并能应用这些条件确定导体表面
电荷的分布，了解电介质极化的原理和电介质对电场的影响，掌
握有导体存在的电场中的电场和电势的计算方法；掌握运用介质
中的高斯定理求电场及计算电容和电场的能量的方法。
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§9-1：静电场中的导体
§9-2：空腔导体内外的静电场
§9-3：电容器的电容
§9-4：电介质及其极化
§9-5：电介质中的静电场
§9-6：有电介质时的高斯定理 电位移
§9-8：电荷间的相互作用能 静电场的能量
第十章：恒定电流和恒定电场
理解电流强度和电流密度的概念，掌握一段电路的欧姆定律
及其微分形式并能用其解决实际的电路问题；理解电动势的物理
意义；并能利用基尔霍夫定律解决一些较为复杂的电路问题。
§10-1： 电流密度 电流连续性方程
§10-2：恒定电流和恒定电场 电动势
§10-3：欧姆定律 焦耳-楞次定律
§10-4：一段含源电路的欧姆定律 基尔霍夫定律
§10-5：金属导电的经典电子理论
第十一章：真空中的恒定磁场
理解磁感应强度、磁通量、磁距等概念；掌握反映稳恒电流
磁场特性的两个基本的定理；能够应用毕-萨定律和安培环路定
律求载流导体周围的磁场分布。掌握磁矩的概念和洛仑兹公式、
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安培定律，并能运用它们计算运动电荷和载流导线在磁场中所受
的力以及载流线圈在磁场中受的磁力矩；掌握载流导线和线圈在
磁场中运动是磁力做的功的计算。
§11-1：磁感应强度 磁场的高斯定理
§11-2：毕-萨定律
§11-3：毕-萨定律的应用
§11-4：安培环路定律
§11-5：安培环路定律的应用
§11-6：带电粒子在磁场中所受的作用及其运动
§11-7：带电粒子在电场和磁场中运动的应用
§11-8：磁场对载流导线的作用
§11-9：平行载流导线间的相互作用 电流单位“安培”的定义
§11-10：磁力的功
第十二章：磁介质中的磁场
了解顺磁质、抗磁质及铁磁质的特性和磁化机理，掌握介
质中安培环路定理及其应用。
§12-1 顺磁质和抗磁质的磁化
§12-2 磁化强度 磁化电流
§12-3 磁介质中的磁场 磁场强度
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第十三章：电磁感应和暂态过程
掌握楞次定律和法拉第定律，并能熟练地应用这些定律；掌
握动生电动势和感生电动势产生的原因和计算方法；了解涡旋电
场的性质与涡电流；掌握自感、互感现象及其规律，并能计算自
感、互感系数；掌握磁场能量的概念和计算磁场能量的方法。掌
握含电感和电容电路的暂态过程的分析方法。
§13-1：电磁感应定律
§13-2：动生电动势
§13-3：感生电动势 有旋电场
§13-4：涡电流
§13-5：自感和互感
§13-6：电感和电容电路的暂态过程
§13-7：磁场的能量
第十四章：麦克斯韦方程组 电磁场
理解麦克斯韦提出的两个基本假设和位移电流的概念；掌握
麦克斯韦方程组的积分形式和电磁波的基本性质。
§16-1：位移电流
§16-2：麦克斯韦方程组
三、 本课程采用笔试的考核方式。
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四、 教学参考书目：
[1]：《普通物理学》 陈守洙 江之永 编 高等教育出版社
1982 年 12 月第四版
[2]：《普通物理学》 陈守洙 江之永 编 高等教育出版社
1998 年 7 月第五版
[3]：《大学物理学》 张三慧 主编 清华大学出版社
2000 年 8 月第二版
[4]：《基础物理学》 梁绍荣 管 靖 主编 高等教育出版社
2002 年 8 月第一版
[5]：《大学物理学习指导及自测》 许丽敏 主编 华东理工
大学出版社 2001 年 2 月第一版