《大學物理》（A）上課程教學大綱
課程代碼：303001
課程名稱：大學物理（A）上
University Physics(A)
學分/總學時：4學分/64學時
講課學時：64
課程類别：公共基礎課
開課學期：一（2）
适用專業：工科電類專業
先修課程：高等數學、高中物理
後續課程：大學物理（A）下
課程負責人：周雨青
課程目标
大學物理是高等院校理工科各專業的一門必修基礎課，大學物理（A）上适合工科電類專業且後續發展對物理要求較高的學生。通過本課程的教學，可以使學生對物理學的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統的認識和正确的理解，為後繼課程的學習提供必要的知識準備。由于物理學在自然科學中的基礎地位和與社會科學的聯系，以及物理科學對人的思維訓練和能力形成有很大的影響，它對于大學生科學基本素養的建立和創新意識的熏陶起着科學引導和奠定基石的作用。所以，大學物理課程的教學，不僅要傳授必需的、通用的物理學基礎知識，還應在傳授基礎知識的同時，讓學生逐步掌握學習科學知識的思想方法、提高分析和解決問題的能力，并激發探索和創新精神。學好物理學不僅是在校大學生學習知識、提高能力和培養素質的要求，而且對學生畢業後的工作和進一步學習、更新知識和技能都有深遠的意義。
1. 質點運動和質點力學
掌握描述質點運動的物理量的概念及相互間的運算關系，了解相對運動；理解質點動力學基本定律及其适用條件；能熟練地掌握用微積分方法求解質點在一維變力作用下的動力學問題；掌握功的概念，能計算變力的功；理解保守力作功的特點及勢能的概念；掌握質點的動能定理和動量定理，并能用它們分析、解決質點在平面内運動時的簡單力學問題；掌握機械能守恒定律，動量守恒定律及質點的角動量守恒定律；掌握運用守恒定律分析問題的思想和方法。
2.剛體的定軸轉動
了解轉動慣量概念；理解剛體繞定軸轉動的轉動定律和剛體繞定軸轉動情況下的角動量守恒定律；會計算力矩的功、轉動動能，掌握剛體定軸轉動中動能定理和功能原理，掌握相應的簡單問題的求解。
靜電場
理解靜電場的庫侖定律、電場強度和電勢的概念，電場強度和電勢的疊加原理；了解電勢與場強的關系；理解表示靜電場性質的高斯定理、環路定理，能初步掌握用高斯定理求解電場強度的條件和方法；理解導體的靜電平衡條件；理解電容器的電容這一概念，掌握幾種典型電容器的電容量和串、并聯的等效電容計算；了解電介質極化現象，了解電介質中的高斯定理，了解點電荷間的相互作用能，靜電場的能量和靜電能體密度的概念，并掌握相應問題的計算方法。
4. 恒定磁場
了解電動勢的概念；掌握磁感應強度的概念及畢奧—薩伐爾定律,能計算一些簡單問題中的磁感應強度；理解穩恒磁場的規律:磁場高斯定理和安培環路定理,掌握用安培環路定理計算磁感應強度的條件和方法；理解安培定律和洛侖茲力公式,理解磁矩的概念,能計算簡單幾何形狀載流導體和載流平面線圈在磁場中所受力和力矩,理解霍爾效應；了解介質的磁化現象及其微觀解釋,了解鐵磁質的特性,了解各向同性介質中H和B之間的關系和區别,理解介質中的安培環路定理。
5. 電磁感應
理解電動勢的概念,掌握法拉弟電磁感應定律,理解動生電動勢和感生電動勢的概念和規律，掌握問題的求解方法；理解自感系數和互感系數的定義及其物理意義；了解電磁場的物質性,理解磁能密度的概念,能計算簡單對稱的電磁場中貯存的場能；了解位移電流的概念,了解麥克斯韋方程組（積分形式）。
二、課程目标與教學内容和教學環節的關系
序号 | 課程目标 | 教學内容 | 教學環節 | |||
課堂教學 | 作業 | 實驗 | 上機 | |||
1 | 掌握描述質點運動的物理量的概念及相互間的運算關系；理解質點動力學基本定律及其适用條件；能熟練地掌握用微積分方法求解質點在一維變力作用下的動力學問題；掌握功的概念，能計算變力的功；理解保守力作功的特點及勢能的概念；掌握質點的動能定理和動量定理，并能用它們分析、解決質點簡單力學問題；掌握機械能守恒定律，動量守恒定律；掌握運用守恒定律分析問題的思想和方法。 |
| ＋ | ＋ | ||
2 | 了解轉動慣量概念；理解剛體繞定軸轉動的轉動定律和角動量守恒定律；會計算力矩的功、轉動動能，掌握剛體定軸轉動中動能定理和功能原理，掌握相應的簡單問題的求解。 |
| ＋ | ＋ | ||
3 | 理解靜電場的庫侖定律、電場強度和電勢的概念，電場強度和電勢的疊加原理；了解電勢與場強的關系；理解表示靜電場性質的高斯定理、環路定理，能初步掌握用高斯定理求解電場強度的條件和方法；理解導體的靜電平衡條件；理解電容概念，掌握幾種典型電容器的電容量和串、并聯的等效電容計算；了解電介質極化現象，了解電介質中的高斯定理，了解靜電場的能量和靜電能體密度的概念。 |
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4 | 了解電動勢的概念；掌握磁感應強度的概念及畢—薩定律,能計算一些簡單問題中的磁感應強度；理解穩恒磁場的規律:磁場高斯定理和安培環路定理,掌握用安培環路定理計算磁感應強度的條件和方法；理解安培定律和洛侖茲力公式,理解磁矩的概念,能計算簡單幾何形狀載流導體和載流平面線圈在磁場中所受力和力矩,理解霍爾效應；了解介質的磁化現象及其微觀解釋,了解各向同性介質中H和B之間的關系和區别,理解介質中的安培環路定理。 |
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5 | 理解電動勢的概念,掌握法拉第電磁感應定律,理解動生電動勢和感生電動勢的概念和規律，掌握問題的求解方法；理解自感系數和互感系數的定義及其物理意義；理解磁能密度的概念,能計算簡單對稱的電磁場中貯存的場能；了解位移電流的概念,了解麥克斯韋方程組（積分形式）。 |
| ＋ | ＋ | ||
課程内容與學時分配
教學内容 | 講課學時 | 習題課學時 | 小計 |
質點運動和質點力學 | 16 | 4 | 20 |
剛體的定軸轉動 | 7 | 1 | 8 |
靜電場 | 14 | 2 | 16 |
恒定磁場 | 9 | 1 | 10 |
電磁感應 | 9 | 1 | 10 |
合計 | 55 | 9 | 64 |
教學方法
課堂授課時，采用多媒體教學和現場闆書相結合的方式，便于學生理解和接受。習題課時，采用學生練為主教師講解為輔的方式，達到學生通過練習真正掌握知識點的目的。
充分利用網絡交流實時性強的優點，開展網上答疑和輔導，提高教學效率。
注重教與學的互動，采用課後作業、作業反饋，不定期課堂練習和測試等多種方式了解學生學習效果。
線上、線下教學相結合，利用線上教學資源作為課堂教學的補充和輔助。
考核方式與成績評定
課程的考核以考核學生對課程目标的達成為主要目的，以檢查學生對教學内容的掌握程度為重要内容。課程成績包括3個部分，分别為平時成績、測試成績和期末考試成績。
1．考核環節及要求、成績比例
考核環節 | 分值 | 考核/評價細則 |
平時成績 | 20 | 根據全部作業的得分再按20%計入總成績 |
測試成績 | 10 | 測試成績按10%計入總成績 |
期末成績 | 70 | 考察本冊全部内容，以卷面成績的70%計入總成績 |
2.課程目标與課程考核環節的關系 （考核環節可根據課程過程化考核方案調整）
序号 | 課程目标 | 考核環節 | ||
作業（ 20%） | 階段測試（ 10%） | 期末考試（ 70%） | ||
1 | 掌握描述質點運動的物理量的概念及相互間的運算關系；理解質點動力學基本定律及其适用條件；能熟練地掌握用微積分方法求解質點在一維變力作用下的動力學問題；掌握功的概念，能計算變力的功；理解保守力作功的特點及勢能的概念；掌握質點的動能定理和動量定理，并能用它們分析、解決質點簡單力學問題；掌握機械能守恒定律，動量守恒定律；掌握運用守恒定律分析問題的思想和方法。 | 25% | 60% | 20% |
2 | 了解轉動慣量概念；理解剛體繞定軸轉動的轉動定律和角動量守恒定律；會計算力矩的功、轉動動能，掌握剛體定軸轉動中動能定理和功能原理，掌握相應的簡單問題的求解。 | 15% | 40% | 15% |
3 | 理解靜電場的庫侖定律、電場強度和電勢的概念，電場強度和電勢的疊加原理；了解電勢與場強的關系；理解表示靜電場性質的高斯定理、環路定理，能初步掌握用高斯定理求解電場強度的條件和方法；理解導體的靜電平衡條件；理解電容概念，掌握幾種典型電容器的電容量和串、并聯的等效電容計算；了解電介質極化現象，了解電介質中的高斯定理，了解靜電場的能量和靜電能體密度的概念。 | 25% | 25% | |
4 | 了解電動勢的概念；掌握磁感應強度的概念及畢—薩定律,能計算一些簡單問題中的磁感應強度；理解穩恒磁場的規律:磁場高斯定理和安培環路定理,掌握用安培環路定理計算磁感應強度的條件和方法；理解安培定律和洛侖茲力公式,理解磁矩的概念,能計算簡單幾何形狀載流導體和載流平面線圈在磁場中所受力和力矩,理解霍爾效應；了解介質的磁化現象及其微觀解釋,了解各向同性介質中H和B之間的關系和區别,理解介質中的安培環路定理。 | 20% | 25% | |
5 | 理解電動勢的概念,掌握法拉第電磁感應定律,理解動生電動勢和感生電動勢的概念和規律，掌握問題的求解方法；理解自感系數和互感系數的定義及其物理意義；理解磁能密度的概念,能計算簡單對稱的電磁場中貯存的場能；了解位移電流的概念,了解麥克斯韋方程組（積分形式）。 | 15% | 15% | |
合計 | 100% | 100% | 100% | |
建議教材與教學參考書
馬文蔚、周雨青 編。物理學教程（第三版）。高等教育出版社，2016年。
馬文蔚、周雨青 編。物理學（第七版）。高等教育出版社，2020年。
毛駿健等。大學物理學。高等教育出版社，2006年。
陶桂琴等。大學物理學習與習題輔導。菠菜担保论坛大全出版社，2009年。
吳澤華、陳小鳳編著。大學物理學。高等教育出版社，2011年。
吳澤華、陳小鳳編著。大學物理學習題分析與解答。高等教育出版社，2012年。
線上教學資源：
中國大學MOOC（https://www.icourse163.org/）
菠菜担保论坛大全 大學物理習題課（上）（下）
菠菜担保论坛大全 大學物理核心知識（上）（下）
菠菜担保论坛大全 大學物理專題：質點力學、剛體與流體、電磁學、相對論
菠菜担保论坛大全 大學物理專題：振動與波、光學、熱學、量子物理
附件
作業評分标準表
考核内容
A（90-100）
B（80-89）
C（70-79）
D（60-69）
E（<60）
知識及概念 掌握程度(權重30%)
知識及概念掌握全面，運用得當
知識及概念掌握較全面，能正确運用
知識及概念掌握較全面，能夠運用，但沒有考慮約束條件
知識及概念掌握程度一般，并不能正确運用
沒有掌握知識及概念，不會運用公式
解題過程的 正确性、完 整性(權重70%)
解題過程正确、完整，邏輯性強，答案正确率超過90%，書寫清晰
解題過程較正确、完整，邏輯性較強，答案正确率低于90%，書寫清晰
解題過程基本正确、完整，答案正确率低于80%
解題過程中存在錯誤，答案正确率低于70%
解題過程錯誤且不完整，答案正确率低于60%
二、 課程試卷設計方案
序号 | 課程目标 | 考察點及占比 | 備注 | |
測試 | 期末 | |||
1 | 掌握描述質點運動的物理量的概念及相互間的運算關系；理解質點動力學基本定律及其适用條件；能熟練地掌握用微積分方法求解質點在一維變力作用下的動力學問題；掌握功的概念，能計算變力的功；理解保守力作功的特點及勢能的概念；掌握質點的動能定理和動量定理，并能用它們分析、解決質點簡單力學問題；掌握機械能守恒定律，動量守恒定律；掌握運用守恒定律分析問題的思想和方法。 | 考察點：質點運動學的第一、第二類問題，牛頓定律應用，動能定理，動量定理，動量守恒定律，機械能守恒定律。 占比：60% | 考察點：質點運動學的第一、第二類問題，牛頓定律應用，動能定理，動量定理，動量守恒定律，機械能守恒定律。 占比：20% | 題型：填空題、選擇題、計算題 難度分為：容易、中等偏易、中等偏難 三個等次，其比例構成近似為30：40：30 |
2 | 了解轉動慣量概念；理解剛體繞定軸轉動的轉動定律和角動量守恒定律；會計算力矩的功、轉動動能，掌握剛體定軸轉動中動能定理和功能原理，掌握相應的簡單問題的求解。 | 考察點：剛體轉動的描述，轉動定律應用，剛體角動量守恒定律，轉動動能定理。 占比40% | 考察點：剛體轉動的描述，轉動定律應用，剛體角動量守恒定律，轉動動能定理。 占比15% | 題型：填空題、選擇題、計算題 難度分為：容易、中等偏易、中等偏難 三個等次，其比例構成近似為 30：40：30 |
3 | 理解靜電場的庫侖定律、電場強度和電勢的概念，電場強度和電勢的疊加原理；了解電勢與場強的關系；理解表示靜電場性質的高斯定理、環路定理，能初步掌握用高斯定理求解電場強度的條件和方法；理解導體的靜電平衡條件；理解電容概念，掌握幾種典型電容器的電容量和串、并聯的等效電容計算；了解電介質極化現象，了解電介質中的高斯定理，了解靜電場的能量和靜電能體密度的概念。 | 考察點：場強、電勢的疊加計算，電勢的線積分法，高斯定理應用，靜電平衡條件，電容的計算，靜電場能量的計算。 占比：25% | 題型：填空題、選擇題、計算題 難度分為：容易、中等偏易、中等偏難 三個等次，其比例構成近似為 30：40：30 | |
4 | 了解電動勢的概念；掌握磁感應強度的概念及畢-薩定律,能計算一些簡單問題中的磁感應強度；理解穩恒磁場的規律:磁場高斯定理和安培環路定理,掌握用安培環路定理計算磁感應強度的條件和方法；理解安培定律和洛侖茲力公式,理解磁矩的概念,能計算簡單幾何形狀載流導體和載流平面線圈在磁場中所受力和力矩,理解霍爾效應；了解介質的磁化現象及其微觀解釋,了解各向同性介質中H和B之間的關系和區别,理解介質中的安培環路定理。 | 考察點：應用畢-薩定律計算磁場，磁通量的計算，安培環路定理的應用，安培力的計算，磁矩、磁力矩的計算。 占比：25% | 題型：填空題、選擇題、計算題 難度分為：容易、中等偏易、中等偏難 三個等次，其比例構成近似為 30：40：30 | |
5 | 理解電動勢的概念,掌握法拉第電磁感應定律,理解動生電動勢和感生電動勢的概念和規律，掌握問題的求解方法；理解自感系數和互感系數的定義及其物理意義；理解磁能密度的概念,能計算簡單對稱的電磁場中貯存的場能；了解位移電流的概念,了解麥克斯韋方程組（積分形式）。 | 考察點：應用電磁感應定律求感應電動勢，動生電動勢的求解，自感、互感系數的求解，磁場能量。 占比：15% | 題型：填空題、選擇題、計算題 難度分為：容易、中等偏易、中等偏難 三個等次，其比例構成近似為 30：40：30 | |
執筆：白磊 審核：周雨青
2021.3.6