1. 課程編碼: 02072101
2. 課程性質(zhì):專業(yè)必修課
力學(xué)是高等師范學(xué)校物理學(xué)專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程。通過(guò)教學(xué),,應(yīng)使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)并能比較靈活地加以運(yùn)用,;使學(xué)生了解物理學(xué)的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,;使學(xué)生比較深刻地理解中學(xué)力學(xué)教材,,并能獨(dú)立解決今后教學(xué)中所遇到的一般力學(xué)問(wèn)題。力學(xué)適用對(duì)象是物理學(xué)本科專業(yè),,為考試課程,。
預(yù)修內(nèi)容:微積分初步,矢量代數(shù)
3教學(xué)目標(biāo)及主要內(nèi)容
本課程要求學(xué)生能較深刻地理解和掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本概念,,基本定律和定理,,能比較靈活地運(yùn)用微積分和矢量代數(shù)研究和解決力學(xué)問(wèn)題,具有分析和講授高中物理力學(xué)的能力,,為后繼課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ),。主要內(nèi)容有質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)
力學(xué)是高等師范學(xué)校物理學(xué)專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程。通過(guò)教學(xué),,應(yīng)使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)并能比較靈活地加以運(yùn)用,;使學(xué)生了解物理學(xué)的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,;使學(xué)生比較深刻地理解中學(xué)力學(xué)教材,,并能獨(dú)立解決今后教學(xué)中所遇到的一般力學(xué)問(wèn)題,。力學(xué)適用對(duì)象是物理學(xué)本科專業(yè),為考試課程,。
預(yù)修內(nèi)容:微積分初步,,矢量代數(shù)
教學(xué)目標(biāo)及主要內(nèi)容
本課程要求學(xué)生能較深刻地理解和掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本概念,基本定律和定理,,能比較靈活地運(yùn)用微積分和矢量代數(shù)研究和解決力學(xué)問(wèn)題,,具有分析和講授高中物理力學(xué)的能力,為后繼課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ),。主要內(nèi)容有質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)
4.教學(xué)要求
掌握:要求學(xué)生能夠深入理解和熟練掌握所學(xué)內(nèi)容(包括定理,、定律、原理等的內(nèi)容,,物理意義及適用條件),,并能熟練地分析和計(jì)算課程水平的有關(guān)問(wèn)題,對(duì)于那些能由基本定律導(dǎo)出的定理要求會(huì)推導(dǎo),。
理解:要求學(xué)生能在記憶的基礎(chǔ)上,,較深入地理解所學(xué)內(nèi)容(包括定理、定律,、原理等的內(nèi)容,,物理意義及適用條件),并能分析和計(jì)算課程水平的有關(guān)問(wèn)題,。
了解:要求學(xué)生能夠正確理解基本概念,、基本定律的物理涵義,知道所涉及問(wèn)題的現(xiàn)象和有關(guān)實(shí)驗(yàn),,并能對(duì)它們進(jìn)行定性解釋,,還應(yīng)知道與問(wèn)題直接有關(guān)的物理量和公式等的物理意義。各章具體要求在教學(xué)大綱中列出,。
二,、學(xué)時(shí)分配
本課程學(xué)分為4學(xué)分,總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí),,其中理論課64學(xué)時(shí).《力學(xué)》學(xué)時(shí)分配表如下,。
內(nèi)容 | 學(xué)時(shí)分配 | ||
講授 | 實(shí)驗(yàn) | 總學(xué)時(shí) | |
第一章 物理學(xué)與力學(xué) | 2 |
64
| |
第二章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) | 8 | ||
第三章 動(dòng)量定理及守恒定律 | 10 | ||
第四章 動(dòng)能和勢(shì)能 | 8 | ||
第五章 角動(dòng)量 | 4 | ||
第七章 剛體力學(xué) | 10 | ||
第九章 振動(dòng) | 8 | ||
第十章 波動(dòng) | 8 | ||
第十一章 流體力學(xué) | 4 | ||
第十二章相對(duì)論簡(jiǎn)介 | 2 |
三、教學(xué)方式: 以講授為主,,結(jié)合習(xí)題分析進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的理解和解決問(wèn)題的能力,加強(qiáng)平時(shí)的考查,,除了交習(xí)題本外經(jīng)常有課堂提問(wèn),,測(cè)驗(yàn),以改變學(xué)生平時(shí)不專心聽(tīng)課,,不復(fù)習(xí),,而期末突擊的壞風(fēng)氣,。期中和期末之前再集中對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和復(fù)習(xí)。
四 教材及主要參考書(shū)
《力學(xué)》漆安慎,,杜嬋英.高教出版社,1997.(教材)
《力學(xué)》趙凱華,,羅蔚茵.高教出版社,1997,第三版.
《物理學(xué)教程》馬文蔚.高教出版社,2002,第一版.
《力學(xué)教程》顧建中,人民教育出版社.
《力學(xué)》蔡伯濂,湖南教育出版社.
五、考核方式及要求:平時(shí)占30%(包括平時(shí)作業(yè)和上課回答問(wèn)題,、測(cè)驗(yàn)),,期末考試占70%。
六,、教學(xué)大綱內(nèi)容
一,、物理學(xué)和力學(xué) (2學(xué)時(shí))
1.發(fā)展著的物理學(xué)
2.物理學(xué)科的特點(diǎn)
3.時(shí)間和長(zhǎng)度的計(jì)量
4.單位制和量綱
本章目標(biāo)要求
(1)講授物理學(xué)的研究對(duì)象及其內(nèi)容分類。明確力學(xué)在物理學(xué)中的地位,。
(2)講授物理學(xué)科的特點(diǎn)及與其它學(xué)科的關(guān)系,,從而鼓舞學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,鞏固他們的專業(yè)思想,。
(3)認(rèn)識(shí)測(cè)量在物理學(xué)研究中的重要作用,。介紹時(shí)間、長(zhǎng)度及其量綱,。
二,、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) (8學(xué)時(shí))
1.質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
2.瞬時(shí)速度矢量和瞬時(shí)加速度矢量
3.質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)
4.平面直角坐標(biāo)系
5.自然坐標(biāo)系
6.極坐標(biāo)系
7.伽利略變換
本章目標(biāo)要求
(1) 使學(xué)生理解質(zhì)點(diǎn)的概念。認(rèn)識(shí)到恰當(dāng)選擇參照系和坐標(biāo)系的必要性,。
(2) 深刻理解速度和加速度的瞬時(shí)性,,矢量性和相對(duì)性。認(rèn)識(shí)質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)的速度,、加速度是速度,、加速度一般概念的特例。
(3) 理解掌握質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述方法以及在各種坐標(biāo)系中速度和加速度的表示式,。
(4) 理解伽利略變換的重要意義,。
三、動(dòng)量定理及其守恒定律(10學(xué)時(shí))
1.牛頓第一定律和慣性參考系
2.慣性質(zhì)量,、動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律
3.牛頓運(yùn)動(dòng)定律 伽利略相對(duì)性原理
4.主動(dòng)力和被動(dòng)力
5.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用
6.非慣性系中的力學(xué)
7.用沖量表述的動(dòng)量定理
8.質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理
9.經(jīng)典力學(xué)中動(dòng)量守恒定律的常見(jiàn)形式
本章目標(biāo)要求
(1)牛頓運(yùn)動(dòng)定律是本課程的基礎(chǔ)和核心,,要求深刻理解,牢固掌握,,在講授中對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的建立過(guò)程應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠懻?,使學(xué)生對(duì)物理定律的實(shí)質(zhì)有所認(rèn)識(shí)。
(2)理解慣性參考系的意義,,明確只有在慣性參考系中牛頓定律才能適用,。
(3)掌握主動(dòng)力和被動(dòng)力的特點(diǎn),能正確對(duì)物體進(jìn)行受力分析,。
(4)能正確地運(yùn)用牛頓定律分析動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,,熟練掌握用隔離物體法解題的方法,。
(5)對(duì)非慣性系僅限于介紹直線加速及勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。要求初步掌握慣性力的概念,。
(6)要突出動(dòng)量的矢量性,,注意動(dòng)量守恒定律的適用條件。明確動(dòng)量守恒定律是一條基本規(guī)律,。
四,、動(dòng)能與勢(shì)能(8學(xué)時(shí))
1.能量
2.力的元功
3.動(dòng)能定理
4.保守力與非保守力 勢(shì)能
5.功能原理和機(jī)械能守恒定律
本章目標(biāo)要求
(1) 使學(xué)生了解到能量是物理學(xué)中最為重要的概念之一,它是另一個(gè)守恒量,。
(2) 深入理解動(dòng)能的概念,,熟練掌握質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理及其應(yīng)用。
(3) 能區(qū)分保守力與非保守力,,掌握勢(shì)能的概念,,重點(diǎn)講授重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。
(4) 掌握功能原理和機(jī)械能守恒定律,,并能運(yùn)用它們解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,。
五、角動(dòng)量(4學(xué)時(shí))
1.質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量
2.質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量定理及角動(dòng)量守恒定律
3.質(zhì)點(diǎn)系對(duì)質(zhì)心的角動(dòng)量定理及角動(dòng)量守恒定律
4.對(duì)稱性 對(duì)稱性與守恒律
本章目標(biāo)要求
(1)深入理解角動(dòng)量的概念,,掌握質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量定理及角動(dòng)量守恒定律,,并能運(yùn)用它們解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。
(2)掌握質(zhì)點(diǎn)系對(duì)質(zhì)心的角動(dòng)量定理及角動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用,。
(3)了解對(duì)稱性的概念及對(duì)稱性與守恒律的關(guān)系,。
六、萬(wàn)有引力定律(自學(xué))
1.開(kāi)普勒定律
2.萬(wàn)有引力定律
3.引力勢(shì)能
本章目標(biāo)要求
(1) 結(jié)合歷史發(fā)展說(shuō)明萬(wàn)有引力定律建立的過(guò)程,。
(2) 掌握萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用,。
(3) 掌握萬(wàn)有引力勢(shì)能的計(jì)算,能推導(dǎo)第二宇宙速度,,了解第三種宇宙速度的意義,。
七、剛體力學(xué)(10學(xué)時(shí))
1. 剛體運(yùn)動(dòng)的描述
2. 剛體的動(dòng)量和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理
3. 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
4. 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理
5. 剛體平面運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)
6. 剛體的平衡
本章目標(biāo)要求
(1) 要掌握角速度,、角加速度的概念及定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體角量和線量的關(guān)系,。
(2) 要熟練掌握剛體的動(dòng)量和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理及剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理。要掌握轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念及有關(guān)的基本計(jì)算,,掌握平行軸定理,。
(3) 使學(xué)生明確剛體所受力是滑移矢量。介紹力偶概念,,闡明力偶與力矩的區(qū)別與聯(lián)系,。
(4) 重點(diǎn)掌握剛體平面運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程及其應(yīng)用。
(5) 掌握作用在剛體上的平面力系的簡(jiǎn)化方法及剛體在平面力系作用下的平衡條件,。
八,、彈性體的應(yīng)力和應(yīng)變(自學(xué))
1.彈性體的拉伸和壓縮
2.彈性體的剪切變形
3.彎曲和扭轉(zhuǎn)
本章目標(biāo)要求
(1)通過(guò)對(duì)彈性體的拉伸和壓縮形變的討論,介紹材料力學(xué)的基本知識(shí),,闡明胡克 定律的適用范圍,。掌握應(yīng)力和應(yīng)變的基本概念及相互關(guān)系。
(2)介紹彈性體的剪切變形,、彎曲和扭轉(zhuǎn)的基本知識(shí)和重要結(jié)論,。
九、振動(dòng)(8學(xué)時(shí))
1.簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征
2.簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換
3.簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成
4.阻尼振動(dòng)
5.受迫振動(dòng)
本章目標(biāo)要求
(1)要牢固掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)的規(guī)律,,深刻理解振幅,、圓頻率、相位及相位差的概念,,并能熟練地進(jìn)行有關(guān)計(jì)算,。
(2)要求掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)的矢量表示法,并能應(yīng)用它來(lái)研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成,。
(3)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成應(yīng)講授同方向的及互相垂直的兩個(gè)振動(dòng)的合成,,注意對(duì)拍現(xiàn)象及李薩如圖形的討論。
(4)阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)以定性為主,,對(duì)共振現(xiàn)象應(yīng)加以重視,。
十、波動(dòng)和聲(8學(xué)時(shí))
1.波的基本概念
2.平面簡(jiǎn)諧波方程
3.波動(dòng)方程與波速
4.平均能流密度 聲強(qiáng)與聲壓
5.波的疊加和干涉
6.多普勒效應(yīng)
本章目標(biāo)要求
(1) 要求學(xué)生充分理解振動(dòng)與波動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系,。
(2) 要牢固掌握平面簡(jiǎn)諧波的規(guī)律,,并能熟練地進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
(3) 講授波的干涉與駐波的形成,,并指明駐波與行波的區(qū)別,。
十一、流體力學(xué)(4學(xué)時(shí))
1.理想流體
2.靜止流體內(nèi)的壓強(qiáng)
3.流體運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念
4.伯努利方程
5.流體的動(dòng)量和角動(dòng)量
本章目標(biāo)要求
(1) 掌握流體靜壓強(qiáng)的概念及在重力場(chǎng)中靜止液體內(nèi)部壓強(qiáng)的分布規(guī)律,。
(2) 要求掌握連續(xù)性方程和伯努利方程,,并能用以解決穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的一般問(wèn)題,如小孔流速,、管道流量等,。
(3) 對(duì)流體的動(dòng)量和角動(dòng)量做一般介紹。
十二,、相對(duì)論簡(jiǎn)介(2學(xué)時(shí))
1.狹義相對(duì)論的歷史背景
2.洛倫茲變換
3.相對(duì)論的速度變換
4.相對(duì)論的動(dòng)量和能量
本章目標(biāo)要求
(1) 主要介紹狹義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),。
(2) 對(duì)洛倫茲變換和相對(duì)論的速度變換做必要的說(shuō)明和推導(dǎo)。
(3) 介紹狹義相對(duì)論的主要結(jié)論,,并與經(jīng)典力學(xué)加以比較,。