大学物理A(1)
石礼伟 教授 |中国矿业大学
本课程的教学目标:
(一)力学模块
1、掌握位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。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、掌握牛顿三定律及其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。
3、掌握功的概念,能计算直线运动情况下变力的功。理解保守力作功的特点及势能的概念,会计算重力、弹性力和万有引力势能。
4、掌握质点的动能定理和动量定理,通过质点在平面内的运动情况理解角动量(动量矩)和角动量守恒定律,并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。掌握机械能守恒定律、动量守恒定律,掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法,能分析简单系统在平面内运动的力学问题。
5、了解转动惯量概念。理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。了解力矩的功和转动动能,理解定轴转动的功能原理。了解进动现象。
6、理解伽利略相对性原理,理解伽利略坐标、速度变换。
7、了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。
8、了解洛仑兹坐标变换。了解狭义相对论中同时的相对性以及长度收缩和时间膨胀概念。了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及两者的差异。
9、了解狭义相对论中质量和速度的关系,理解质量与能量和能量与动量关系。
(二) 热学模块
1、了解热力学平衡态、态参量、热力学第零定律
2、了解气体分子热运动的图像。理解理想气体的压强公式和温度公式。通过推导气体压强公式,了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。
3、了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程,以及气体内的输运现象。
4、了解麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。了解玻尔兹曼分布,了解气体内的输运现象。
5、通过理想气体的刚性分子模型,理解气体分子平均能量按自由度均分定理,并会应用该定理计算理想气体的定压热容、定容热容和内能。
6、掌握功和热量的概念。理解准静态过程。掌握热力学第一定律。能分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率和致冷系数。
7、了解可逆过程和不可逆过程。了解热力学第二定律及其统计意义。了解熵的玻耳兹曼关系式。理解克劳修斯熵定义与熵增原理。
(三) 电学模块
1、掌握静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。
2、理解静电场的规律:高斯定理和环路定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。掌握高斯定理求电场强度的方法。
3、了解电偶极矩的概念。能计算电偶极子在均匀电场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电场中的受力和运动。
4、了解导体的静电平衡条件,理解电容概念,掌握静电场中导体相关计算。了解电介质的极化现象及其微观解释。了解各向同性电介质中电位移矢量D和电场强度矢量E之间的关系和区别。了解电介质中的高斯定理。
5、了解电荷间的相互作用能、静电场的能量、电能密度的概念,能计算简单的有关电场能量问题。