《大学物理Ⅱ》教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名： 大学物理Ⅱ（金山英才班） 课程英文名： College Physics II (Jinshan International Talent Programme) 课程代码： 44510014 课程学分： 4 总学时数 60 课程类别： 通识基础课 课程性质： 必修 开课学院： 物理与电子工程学院 适用专业： 工科类专业 先修课程： 高等数学 后续课程： 工程力学、电路原理、电子技术… 选用教材： 《大学物理学》，张三慧编著，清华大学出版社，2009年2月第三版 课程网址： https://mooc1-3.chaoxing.com/course/80925584.html 二、课程性质与课程目标 (一)课程性质 物理学作为一门最基础的自然科学，它提供了自然科学与工程技术研究中最基本的 思想、方法与手段，是我们认识世界的基础，也是其他科学和绝大部分技术发展的直接 的或不可缺少的基础。物理学曾经是、现在是、将来也必然是全球技术和经济发展的主 要驱动力。 以物理学基础知识为内容的大学物理课是理工科大学生一门重要的必修基础课。本 课程不仅是为了让学生系统打好必要的物理基础，更重要的是在引导学生树立科学的世 界观和正确的人生观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创 新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。同时，本课程对于提高学生的多元 表达能力、沟通交流能力、终身学习能力等都发挥着积极的促进作用。 江苏大学金山英才班立足学术型、精英型人才培养要求，致力于培养基础知识厚实、 创新能力突出、国际视野宽阔的工程类专业拔尖人才和未来工程界领军人才。《大学物 理》课程在打造学生面向未来的思辨、探究和创新能力方面发挥着重要的支撑作用。 (二)课程目标 1115
1 / 15 《大学物理 II》教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名： 大学物理 II（金山英才班） 课程英文名： College Physics II（Jinshan International Talent Programme） 课程代码： 44510014 课程学分： 4 总学时数： 60 课程类别： 通识基础课 课程性质： 必修 开课学院： 物理与电子工程学院 适用专业： 工科类专业 先修课程： 高等数学 后续课程： 工程力学、电路原理、电子技术...... 选用教材： 《大学物理学》，张三慧编著，清华大学出版社，2009 年 2 月第三版 课程网址： https://mooc1-3.chaoxing.com/course/80925584.html 二、课程性质与课程目标 （一）课程性质 物理学作为一门最基础的自然科学，它提供了自然科学与工程技术研究中最基本的 思想、方法与手段，是我们认识世界的基础，也是其他科学和绝大部分技术发展的直接 的或不可缺少的基础。物理学曾经是、现在是、将来也必然是全球技术和经济发展的主 要驱动力。 以物理学基础知识为内容的大学物理课是理工科大学生一门重要的必修基础课。本 课程不仅是为了让学生系统打好必要的物理基础，更重要的是在引导学生树立科学的世 界观和正确的人生观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创 新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。同时，本课程对于提高学生的多元 表达能力、沟通交流能力、终身学习能力等都发挥着积极的促进作用。 江苏大学金山英才班立足学术型、精英型人才培养要求，致力于培养基础知识厚实、 创新能力突出、国际视野宽阔的工程类专业拔尖人才和未来工程界领军人才。《大学物 理》课程在打造学生面向未来的思辨、探究和创新能力方面发挥着重要的支撑作用。 （二）课程目标
课程目标1：知识目标。通过本课程的学习，使学生对热学、振动与波动、波动光 学、狭义相对论和量子物理学的基本概念、基础知识有较好的认识和理解，为进一步学 习相关的专业课程，特别是运用物理学的知识和原理解决相关的科学技术或工程实践问 题打下坚实的基础。 课程目标2：能力目标。通过本课程的学习，使学生学会运用基本概念和基本规律 来分析、处理热学、振动与波动、波动光学、狭义相对论和量子物理学中一些基本的物 理问题。能够形成对实际问题进行科学抽象与合理简化，建立各种理想物理模型的意识， 会利用各种分析方法及典型结果判断结论的合理性，有效提升面向相关科技与工程问题 的逻辑思维能力、综合分析能力和持续探究能力。 课程目标3：素养目标。通过本课程的学习，使学生能够运用相应的物理元素，基 于基本的物理原理，借鉴恰当的物理方法，分析相关的工程技术和社会发展问题，进一 步夯实辩证唯物主义世界观和方法论，能够借鉴物理的规律，用发展的思维，提升对事 物发展趋势的把握，在课程教学实践中潜移默化提升其科学素养、人文精神和思想品德。 培养学生终身学习、不断进取的意识与素质，更好地担当中华民族伟大复兴所赋予的历 史使命。 三、课程内容与教学要求 第十章气体动理论 1.教学内容 (1)平衡态，理想气体状态参量与状态方程 (2)理想气体分子模型和统计假设，理想气体的压强公式和温度公式。 (3)能量按自由度均分定理，理想气体内能。 (4)麦克斯韦速率分布律。 (5)重力场中粒子按高度的分布，玻尔兹曼分布律。 (6)分子碰撞频率和平均自由程。 2/15
2 / 15 课程目标 1：知识目标。通过本课程的学习，使学生对热学、振动与波动、波动光 学、狭义相对论和量子物理学的基本概念、基础知识有较好的认识和理解，为进一步学 习相关的专业课程，特别是运用物理学的知识和原理解决相关的科学技术或工程实践问 题打下坚实的基础。 课程目标 2：能力目标。通过本课程的学习，使学生学会运用基本概念和基本规律 来分析、处理热学、振动与波动、波动光学、狭义相对论和量子物理学中一些基本的物 理问题。能够形成对实际问题进行科学抽象与合理简化，建立各种理想物理模型的意识， 会利用各种分析方法及典型结果判断结论的合理性，有效提升面向相关科技与工程问题 的逻辑思维能力、综合分析能力和持续探究能力。 课程目标 3：素养目标。通过本课程的学习，使学生能够运用相应的物理元素，基 于基本的物理原理，借鉴恰当的物理方法，分析相关的工程技术和社会发展问题，进一 步夯实辩证唯物主义世界观和方法论，能够借鉴物理的规律，用发展的思维，提升对事 物发展趋势的把握，在课程教学实践中潜移默化提升其科学素养、人文精神和思想品德。 培养学生终身学习、不断进取的意识与素质，更好地担当中华民族伟大复兴所赋予的历 史使命。 三、课程内容与教学要求 第十章 气体动理论 1. 教学内容 （1）平衡态，理想气体状态参量与状态方程 （2）理想气体分子模型和统计假设，理想气体的压强公式和温度公式。 （3）能量按自由度均分定理，理想气体内能。 （4）麦克斯韦速率分布律。 （5）重力场中粒子按高度的分布，玻尔兹曼分布律。 （6）分子碰撞频率和平均自由程
2.知识、能力与素质要求 (1)理解气体分子热运动的基本特征，对分子热运动的微观物理图像有较为准确 和清晰的认识。 (2)理解平衡态的概念，理解“宏观静”与“微观动”的辩证统一，掌握理想气 体的状态方程。能从宏观和统计意义上理解压强、温度等概念，同时明确相应物理量的 微观内涵，了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。 (3)掌握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微观本质的思想和方法。 (4)理解分子运动自由度的概念，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，理 解理想气体内能特征。 (5)理解速率分布函数，理解麦克斯韦速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。 理解平衡态下气体分子的最概然速率、平均速率和均方根速率。 (6)理解重力场中粒子按高度的分布，理解玻尔兹曼分布律。 (7)理解气体分子平均碰撞频率及平均自由程，并能进行简单分析。 3.重点、难点 重点：描理想气体状态方程，理想气体压强公式、温度公式、内能公式，麦克斯韦 速率分布律。 难点：压强公式的推导，麦克斯韦速率分布函数的应用。 第十一章热力学基础 1.教学内容 (1)准静态过程，功、热量，热力学第一定律。 (2)热力学第一定律在四种典型过程及一般准静态过程中的应用。 (3)循环过程、热机、热泵、致冷机、卡诺循环。 (4)热力学过程的方向性，可逆过程和不可逆过程，热力学第二定律及其微观本 3/15
3 / 15 2. 知识、能力与素质要求 （1）理解气体分子热运动的基本特征，对分子热运动的微观物理图像有较为准确 和清晰的认识。 （2）理解平衡态的概念，理解“宏观静”与“微观动”的辩证统一，掌握理想气 体的状态方程。能从宏观和统计意义上理解压强、温度等概念，同时明确相应物理量的 微观内涵，了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。 （3）掌握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微观本质的思想和方法。 （4）理解分子运动自由度的概念，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，理 解理想气体内能特征。 （5）理解速率分布函数，理解麦克斯韦速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。 理解平衡态下气体分子的最概然速率、平均速率和均方根速率。 （6）理解重力场中粒子按高度的分布，理解玻尔兹曼分布律。 （7）理解气体分子平均碰撞频率及平均自由程，并能进行简单分析。 3. 重点、难点 重点：描理想气体状态方程，理想气体压强公式、温度公式、内能公式，麦克斯韦 速率分布律。 难点：压强公式的推导，麦克斯韦速率分布函数的应用。 第十一章 热力学基础 1. 教学内容 （1）准静态过程，功、热量，热力学第一定律。 （2）热力学第一定律在四种典型过程及一般准静态过程中的应用。 （3）循环过程、热机、热泵、致冷机、卡诺循环。 （4）热力学过程的方向性，可逆过程和不可逆过程，热力学第二定律及其微观本
质。 (5)熵和熵增原理，热力学第二定律的统计意义 2.知识、能力与素质要求 (1)理解准静态过程的概念，掌握功和热量的宏观性质和微观本质，理解功的几 何图示，理解热容的概念，掌握热力学第一定律。 (2)理解理想气体等体、等压、等温和绝热四种典型过程的特征、性质、过程方 程，理解定容摩尔热容和定压摩尔热容，能够运用热力学第一定律分析和计算理想气体 在四种典型过程及其它相关热力学过程中的功、热量、内能改变量。 (3)理解循环过程的性质，理解热机、循环过程、正循环、逆循环、热泵、致冷 机、热机效率、致冷系数，会计算一些理想热机的效率。 (4)掌握卡诺循环的性质，理解卡诺正循环和逆循环中的热功转换关系，会计算 卡诺热机效率和卡诺致冷系数。 (5)理解热力学过程的方向性，理解可逆过程和不可逆过程，理解热力学第二定 律的开尔表述和克劳修斯表述，理解两种表述的等价性，理解热力学第二定律的微观意 义。 (6)理解熵的概念，理解玻耳兹曼熵公式，理解熵增加原理和热力学第二定律的 统计意义，理解克劳修斯熵公式，了解温熵图，了解在能源、环境、信息、生命、社会、 宇宙学等领域广义熵的概念，并能从中感悟不同社会制度在保持社会有序、健康发展方 面的“差异”，增强“四个自信”。 3.重点、难点 重点：热力学第一定律及其应用；循环过程与卡诺循环；热力学第二定律物理内涵。 难点：准静态绝热过程及非典型热力学过程的分析，熵及其熵增原理。。 第十二章机械振动 1.教学内容 4/15
4 / 15 质。 （5）熵和熵增原理，热力学第二定律的统计意义 2. 知识、能力与素质要求 （1）理解准静态过程的概念，掌握功和热量的宏观性质和微观本质，理解功的几 何图示，理解热容的概念，掌握热力学第一定律。 （2）理解理想气体等体、等压、等温和绝热四种典型过程的特征、性质、过程方 程，理解定容摩尔热容和定压摩尔热容，能够运用热力学第一定律分析和计算理想气体 在四种典型过程及其它相关热力学过程中的功、热量、内能改变量。 （3）理解循环过程的性质，理解热机、循环过程、正循环、逆循环、热泵、致冷 机、热机效率、致冷系数，会计算一些理想热机的效率。 （4）掌握卡诺循环的性质，理解卡诺正循环和逆循环中的热功转换关系，会计算 卡诺热机效率和卡诺致冷系数。 （5）理解热力学过程的方向性，理解可逆过程和不可逆过程，理解热力学第二定 律的开尔表述和克劳修斯表述，理解两种表述的等价性，理解热力学第二定律的微观意 义。 （6）理解熵的概念，理解玻耳兹曼熵公式，理解熵增加原理和热力学第二定律的 统计意义，理解克劳修斯熵公式，了解温熵图，了解在能源、环境、信息、生命、社会、 宇宙学等领域广义熵的概念，并能从中感悟不同社会制度在保持社会有序、健康发展方 面的“差异”，增强“四个自信”。 3. 重点、难点 重点：热力学第一定律及其应用；循环过程与卡诺循环；热力学第二定律物理内涵。 难点：准静态绝热过程及非典型热力学过程的分析，熵及其熵增原理。。 第十二章 机械振动 1.教学内容
(1)振动的一般概念，简谐振动的运动学描述。 (2)简谐振动的动力学描述，谐振动的能量特征。 (3)简谐振动的合成。 2.知识、能力与素质要求 (1)掌握谐振动三个特征量的物理内涵，会运用解析法、振动图线法、旋转矢量 法三种描述方法在运动学层面上描述和分析简谐振动。 (2)掌握谐振动动力学特征，能根据振动系统受力（矩）情况建立一维简谐振动 的动力学方程，能根据给定的初始条件求解振动函数。 (3)理解谐振动的能量特征，掌握振动系统能量与振幅的平方正比关系。 (4)掌握同一直线上同频率谐振动的合成规律，理解同一直线上不同频率谐振动 的合成结果，了解垂直方向上谐振动的合成状态。 3.重点、难点 重点：简谐振动的解析法与旋转矢量描述法，谐振动动力学描述法，同一直线上同 频率谐振动的合成规律。 难点：由旋转矢量法分析单个谐振动状态和多个谐振动合成结果，由振动系统动力 学方程引出简谐振动函数。 第十三章机械波 1.教学内容 (1)机械波的产生和传播，波的频率（周期）、波长、波速。 (2)平面简谐波的波函数。 (3)波的能量和波的强度。 (4)惠更斯原理及其应用。 (5)波的叠加，波的干涉，驻波。 (6)多普勒效应。 5/15
5 / 15 （1）振动的一般概念，简谐振动的运动学描述。 （2）简谐振动的动力学描述，谐振动的能量特征。 （3）简谐振动的合成。 2. 知识、能力与素质要求 （1）掌握谐振动三个特征量的物理内涵，会运用解析法、振动图线法、旋转矢量 法三种描述方法在运动学层面上描述和分析简谐振动。 （2）掌握谐振动动力学特征，能根据振动系统受力（矩）情况建立一维简谐振动 的动力学方程，能根据给定的初始条件求解振动函数。 （3）理解谐振动的能量特征，掌握振动系统能量与振幅的平方正比关系。 （4）掌握同一直线上同频率谐振动的合成规律，理解同一直线上不同频率谐振动 的合成结果，了解垂直方向上谐振动的合成状态。 3. 重点、难点 重点：简谐振动的解析法与旋转矢量描述法，谐振动动力学描述法，同一直线上同 频率谐振动的合成规律。 难点：由旋转矢量法分析单个谐振动状态和多个谐振动合成结果，由振动系统动力 学方程引出简谐振动函数。 第十三章 机械波 1.教学内容 （1）机械波的产生和传播，波的频率（周期）、波长、波速。 （2）平面简谐波的波函数。 （3）波的能量和波的强度。 （4）惠更斯原理及其应用。 （5）波的叠加，波的干涉，驻波。 （6）多普勒效应