大学物理课程教案(1) 授课类型理论课 授课时间2塑 一、授课题目（数学章节或主题）： 第1章质点运动学 1,1参考系和坐标系质点 1,2质点运动的描述(1) 二、本投课单元教学目标或要求： 通过本次课的教学，要求学生 (1)掌捉位失，位移，速度，加速度的概念 (2)能借助直角坐标系计算质点在平面内运动封的速度和加速度。 三、本授课单元数学内容（包括革本内容、重点、希点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 蒸本内容 511参丽系坐标系质点 1.质点 质点是指具有质量、无大小和形状的几何点。质点是一种理想模型。在研究中，物体的大小和形 状对运动的影响可以忽略时，该物体就可以看成质点。， 2。参考系和坐标系 参考系：被选作参考的物体，物体的运动相对于不网的参考系有不同的措述，称为运动的相对性。 为了定量地指述物体的运动，需在该参考系上建立一个四定的坐标系。 常用的坐标系有：《1)直角坐标系，2)平面极坐标系：(3)柱坐标系：(4)球坐标系。 雪1.2质点运动的推述 1位置矢量（位失成矢径）和运动方程 位置矢量：确定质点P某一时刻在坐标系里的位置的物理量。通常用F来表示。 质点运动时，它的位置矢量是随时间变化的，即 F=(t) 这就是质点的运动学方程。在直角坐标系中可写为 F=N+0)/+)k 表明质点的运动可看作沿着各坐标轴的分运动的矢量合成
2 大学物理 课程教案（1） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第 1 章 质点运动学 1．1 参考系和坐标系 质点 1．2 质点运动的描述（1） 二、本授课单元教学目标或要求： 通过本次课的教学，要求学生 （1）掌握位矢，位移，速度，加速度的概念； （2）能借助直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度和加速度。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容 §1.1 参照系 坐标系 质点 1．质点 质点是指具有质量、无大小和形状的几何点。质点是一种理想模型。在研究中，物体的大小和形 状对运动的影响可以忽略时，该物体就可以看成质点。. 2．参考系和坐标系 参考系：被选作参考的物体。物体的运动相对于不同的参考系有不同的描述，称为运动的相对性。 为了定量地描述物体的运动，需在该参考系上建立一个固定的坐标系。 常用的坐标系有：（1）直角坐标系; (2) 平面极坐标系；（3）柱坐标系；（4）球坐标系。 §1.2 质点运动的描述 1. 位置矢量（位矢或矢径）和运动方程 位置矢量：确定质点 P 某一时刻在坐标系里的位置的物理量。通常用 r 来表示。 质点运动时，它的位置矢量是随时间变化的，即 r r(t) 这就是质点的运动学方程。在直角坐标系中可写为 r x t i y t j z t k ( ) ( ) ( ) 表明质点的运动可看作沿着各坐标轴的分运动的矢量合成。 P x y z ( , , ) y x O i y z x k j z
1,位移与路程 位移：指述质点位置变化的大小和方向的物理量。通常用△F表示质点在！到！+△山时间内的位移。 路程：是质点在一段时间内经过的运动轨连的长度。用△5表示。 位移、位矢和路程是有区测的。 3.速度：描述质点位置变化快慢的物理量， 平均速度：质点在山内位置变化的快慢和方 = m 解时建度：质点在时刻的速度，。是位置矢量对时间的一阶导数， _在=i+,j+ =lim de 速度的大小v=问=√++ 称为质点的速率，方向是沿着轨迹上质点所在处的切线方向。 4.加速度：描述质点速度随时间变化快慢的物果量。 平均加速度：质点在△时间内建度的变化 a=4 M 瞬时加速度：质点在r时刘的加速度 △__d7 a-lim 如速度的直角坐标系中可表示为 a=ai+a,j+ak 加速度的大小同-)口，+a,2+a,,方向是速度的极限方向。 数学重点：质点的概念，位置矢量、位移，速度和加速度的定文。 戴学难点：位矢、位移、速度（含平均速度）和加速度的矢量形式及其运算。 引导学生解决重点难点的方法：通过列举含盖上述颗之或定义的例子米分析和讲解， 四、本授课单元教学手段与方法 本次课讲授的基本概念学生在中学物理已有所了解，在此基础上从深度和广度并运用高等数学 加以阐述，适当补充矢量代数的有关知识
3 2. 位移与路程 位移：描述质点位置变化的大小和方向的物理量。通常用 r 表示质点在 t 到 t t 时间内的位移。 路程：是质点在一段时间内经过的运动轨迹的长度。用 s 表示。 位移、位矢和路程是有区别的。 3. 速度：描述质点位置变化快慢的物理量。 平均速度：质点在 t 内位置变化的快慢和方向 t r v 瞬时速度：质点在 t 时刻的速度，是位置矢量对时间的一阶导数。 v i v j v k dt dr t r v x y z t lim 0 速度的大小 222 x y z v v v v v 称为质点的速率，方向是沿着轨迹上质点所在处的切线方向。 4. 加速度：描述质点速度随时间变化快慢的物理量。 平均加速度：质点在 t 时间内速度的变化。 t v a 瞬时加速度：质点在 t 时刻的加速度 d t d r dt dv t v a t 2 2 0 lim 加速度的直角坐标系中可表示为 a a i a j a k x y z 加速度的大小 2 2 2 a ax ay az ，方向是速度的极限方向。 教学重点：质点的概念，位置矢量、位移、速度和加速度的定义。 教学难点：位矢、位移、速度（含平均速度）和加速度的矢量形式及其运算。 引导学生解决重点难点的方法：通过列举含盖上述概念或定义的例子来分析和讲解。 四、本授课单元教学手段与方法： 本次课讲授的基本概念学生在中学物理已有所了解，在此基础上从深度和广度并运用高等数学 加以阐述。适当补充矢量代数的有关知识。 A vA r O y z x A r B s r B r
讲述有关概念成定义时，采用幻灯片的形式讲解，但分析和茶例时结合板书讲解， 五、本投课单元思考题、讨论题、作业： 思考题和时论题：24页11,13题 作业：25-27页选择题1-1,1-2，计算题1-1， 六、本授裸单元参考资料（含参考节、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003 3,程守沫江之水编，售通物理学，高等教育出版社，995： 4,(College Physses》 大学物理课程教案(2) 授课类型理论课 授课时间2节 一、授课题目（数学章节或主趣）： 第1章质点运动学 1.2质点运动的播述《2) 1,3质点运动学的基本月四 二、本授课单元教学目标或要求： 通过本次课的教学，要求学生 (1)草摆一粮平面曲战运动中的速度，如速度的概念： (2)掌挥运动学中两类何题（已知运动函数求速度和加速度，已知加速度求速度和运动函数 的求解方法（仅限一维情况）。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例愿等）： 基本内容 季12质点运动的播述(2) 1,由线运动中的速度和加速度 自然坐标系：坐标触沿质点运动轨迹的法向方向和切向方向的坐标系
4 讲述有关概念或定义时，采用幻灯片的形式讲解，但分析和举例时结合板书讲解。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考题和讨论题：P24 页 1-1，1-3 题 作业：P25-27 页 选择题 1-1，1-2，计算题 1-1， 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 大学物理 课程教案（2） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第 1 章 质点运动学 1．2 质点运动的描述（2） 1．3 质点运动学的基本问题 二、本授课单元教学目标或要求： 通过本次课的教学，要求学生 （1）掌握一般平面曲线运动中的速度，加速度的概念； （2）掌握运动学中两类问题（已知运动函数求速度和加速度，已知加速度求速度和运动函数 的求解方法（仅限一维情况）。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容 §1.2 质点运动的描述（2） 1．曲线运动中的速度和加速度 自然坐标系：坐标轴沿质点运动轨迹的法向方向和切向方向的坐标系。 O st() n e e e n e P Q
2。圆周运动的角量洲述、法向和阅向如速皮 角位置：任意时刻：质点在圆周上的位置可用角O表示，日就称为质点的角位置， 角位移：在山时何内质点角位置的变化可用A0表示，△0称为角位移。 角速度：质点在时刻在某点的瞬时角速度称为角速度。=☐由 Ae de 角加速度：是质点在！时刻的瞬时加速度。 mdm a=lim- -=dn+d f dt 其中，a,为切向加速度：a,= dp。ds -f= 山dr 2 a,为法白如速度：元=一万 线量和角量的关系为 As=R△0 =Re 2 4-9 v 0。三 d 雪13运动学中的两类问题 1.已知运动语数（矢量式成直角坐标分量式）求速度和加速度 求解这类问题的基本方法是：运动函数对时间求导，如果运动函数未知，则需先根据题设条件建 立运动函数。 例1.6河中有一小船，在高为的岸上用饺车以恒定的速率0收线绳使船章岸，如图118所示， 求当船与岸的水平距离为x时，船的建度与如速度。 解选船为研究对象，并看作质点，以岸为参考系，以较车为原点建立直角坐标系O7如图1-18 所示，则船的位失为 P=+(-h) ==i+-j=女i=
5 2．圆周运动的角量描述、法向和切向加速度 角位置：任意时刻 t 质点在圆周上的位置可用角 表示， 就称为质点的角位置。 角位移：在 t 时间内质点角位置的变化可用 表示， 称为角位移。 角速度：质点在 t 时刻在某点的瞬时角速度称为角速度。 dt d t t lim 0 角加速度：是质点在 t 时刻的瞬时加速度。 ˆ ˆ lim 0 a n a dt d t a n t 其中， a 为切向加速度： 2 2 d d d d s a t t v n a 为法向加速度： 2 n a n v 线量和角量的关系为 dt dv a R v a v R s R n , 2 §1.3 运动学中的两类问题 1. 已知运动函数（矢量式或直角坐标分量式）求速度和加速度 求解这类问题的基本方法是：运动函数对时间求导。如果运动函数未知，则需先根据题设条件建 立运动函数。 例 1.6 河中有一小船，在高为 h 的岸上用绞车以恒定的速率 v0 收缆绳使船靠岸，如图 1-18 所示， 求当船与岸的水平距离为 x 时，船的速度与加速度。 解 选船为研究对象，并看作质点。以岸为参考系，以绞车为原点建立直角坐标系 OXY,如图 1-18 所示，则船的位矢为 r xi h j ( ) i v i dt dx j dt d h i dt dx dt dr v x ( ) r O P r r () a P y x r () b
由图可知x-P-尔，即得“应”P-容西 dr -i 由题意三一 ,得到船速 =,=-0 P- F2-F在2h 0,= dv'so 按如速度的定义有 ah? d=- 负号表示加速度的方向与x轴的方向相反， 2已知加速度求速度和运动函数 第二类问思是第一类问思的逆运算，需要积分求解。在一推情况下加速度通常遇到三种类型，即 a-常或a-a)、a"e以及a-aBx.三种类型至少各举一例. 数学重点：切向和法向加速度的定义，角速度和角加速度的定义，线量和角量的关系，运动学中 两类问题的求解方法， 数学难点：自然坐标系中加速度的推导过程，运动函数的建立以及第二类运动学问题的求解方法。 引导学生解决重点难点的方法：本次课讲授的内容是质点运动学的难点。学生在中学物理基础 上扩充到用高数全面描述一般曲线运动以及变如速度的运动。讲述有关概念或定义时，采用幻灯片 流示讲解有助学生理解：对第二类运动学问题的求解，大多数学生也容号犯企图用初等数学即可解 决同题的矛届，通过例圈分析耐心、细致的引导。 四、本授课单元数学手段与方法： 讲述有关概念减定义时，采用幻灯片的形式讲解。分析和举例时位结合板书讲解， 五、本投课单元思考愿、讨论题、作业： 思考题和时论题：24页1-4,15,16,1-7题 作业：P25-27页选择题1-3,14,1-5,1-7计算题1-2,1-3.14,1-7 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2,张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003： 3、程守沫江之水编，普通物理学，高等教育出版社，1995： 4.《College Physies》 6
6 由图可知 2 2 x r h ，即得 dt dr r h r dt dx vx 2 2 ， 由题意 dt dr v0 ，得到船速 i x r h v v i v i x r h v r h r v v x x 2 2 0 2 2 0 2 2 0 按加速度的定义有 i x v h a x v h dt dx x r h v dt dv a x x 3 2 0 2 3 2 0 2 2 2 0 负号表示加速度的方向与 x 轴的方向相反。 2. 已知加速度求速度和运动函数 第二类问题是第一类问题的逆运算，需要积分求解。在一维情况下加速度通常遇到三种类型，即 a =常或 a = a(t)、a = a(v)以及 a = a( x)。三种类型至少各举一例。 教学重点：切向和法向加速度的定义、角速度和角加速度的定义、线量和角量的关系、运动学中 两类问题的求解方法。 教学难点：自然坐标系中加速度的推导过程、运动函数的建立以及第二类运动学问题的求解方法。 引导学生解决重点难点的方法：本次课讲授的内容是质点运动学的难点。学生在中学物理基础 上扩充到用高数全面描述一般曲线运动以及变加速度的运动，讲述有关概念或定义时，采用幻灯片 演示讲解有助学生理解；对第二类运动学问题的求解，大多数学生也容易犯企图用初等数学即可解 决问题的矛盾，通过例题分析耐心、细致的引导。 四、本授课单元教学手段与方法： 讲述有关概念或定义时，采用幻灯片的形式讲解，分析和举例时应结合板书讲解。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考题和讨论题：P24 页 1-4，1-5，1-6，1-7 题 作业：P25-27 页 选择题 1-3，1-4，1-5，1-7 计算题 1-2，1-3，1-4，1-7 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》