《力学2》课程教学大纲.docx

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1、力学2教学大纲一、课程基本信息课程名称力学Mechanics课程编码SCC522111035开课院部理学院课程团队力学教学团队学分3.5课内学时56讲授56实验0上机0实践0课外学时56适用专业应用物理学授课语言中文先修课程课程简介 （必倒力学是应用物理学专业必修学科基础课程，也是一门重要的学位课程。课程主要学习质点运动学及动力学基本定律、刚体的平动及定 轴转动的基本规律、理想流体的稳定流动的基本规律、简谐振动和简谐波的基本规律、掌握洛伦兹变换、相对论动量和能量、相对论时空 观、广义相对论简介等内容。通过本课程的学习，使学生系统掌握基础物理学中有关力学的基本理论知识和解决力学问题的一般方法，

2、培养学生以唯像描述方法为主线的物理学科学思维和研究方法，培养学生发现、辨析和解释物理学领域基本现象的能力；培养创新精神， 训练创新思维；培养学生自主学习能力。Mechanics is an elementary course in the applied physic major. In the course, the student will study the basic laws of kinematics and dynamics for particle, the basic laws of translation and fixed axis rotation for rigid

3、body, The basic laws of the stable flow of ideal fluid, the basic laws of simple harmonic vibration and simple harmonic, the contents of Lorentz transformation, space-time view of relativity, etc. In this course, the students can systematically master the basic theoretical knowledge of mechanics and

4、 the general methods of solving mechanical problems in basic physics, train the students scientific thinking and research methods with the method of phenomenological description. The ability of discovering, discriminating and explaining the basic physics phenomena will be trained systematically trai

5、n the innovative spirit, train the innovative thinking, The ability of the innovative spirit, the innovative thinking and autonomous learning will be cultivated.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选评分等级说明：A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1普通物理学教程力学（第三版），漆安慎，高等教育出版社，2012

6、, ISBN:9787040366136. （*主教材）1Ml掌握基础物理学中有关力学的基本理论知识和解决力学问题的一般方法，培养学生物理学科学思维 和研究方法，培养学生发现、辨析和解释物理学领域基本现象的能力是3. 12M2培养创新精神，训练创新思维和自主学习能力是9.39.3三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第一章物理学和力学重点和难点：矢量和微积分等数学基础知识/f/21. 11.1发展着的物理 学经典物理学与现代物理学、宇宙的演化、非线性系统的复杂行 为Ml0.5讲授0.5自学资料31.21.2物理学科的特 点物理学以实验为基

7、础、理想模型、物理学的思考、物理学理 论，物理、技术和经济Ml0. 25讲授0. 25自学资料41.31.3时间和长度的 计量时间和长度的计量Ml0. 25讲授0. 25课后作业51.41.4单位制和量纲基本单位、导出单位、单位制和量纲Ml0. 25讲授0. 25课后作业61.51. 5数量级估计数量级的意义和估算方法Ml0. 25讲授0. 25课后作业71.61.6参考系、坐标 系与时间坐标轴力学常用参考系、坐标系和时间坐标轴Ml0. 25讲授0. 25自学资料81.71.7力学一学习物 理学的开始力学发展史Ml0. 25讲授0. 25自学资料91.81.8数学知识补充 与复习极限、微分、矢

8、量运算法则Ml4讲授4课后作业10第二章质点运动学重点和难点：不同坐标系下位移、速度、加速度的表示及其矢 量性；运动方程与速度、加速度之间的关系；经典力学的时空 观。/112. 12.1质点的运动学 方程质点的位置矢量与运动学方程、位移Ml0.5讲授0.5课后作业122.22.2瞬时速度矢量平均速度与瞬时速度、平均加速度与瞬时加速度Ml0.5讲授0.5课后作业与瞬时加速度矢量132.32. 3质点直线运动 一从坐标到速度和 加速度运动学方程、速度和加速度、匀速与匀变速直线运动Ml0. 25讲授0. 25课后作业142.42. 4质点直线运动 一从加速度到速度 和坐标从速度到运动学方程和位移、已

9、知加速度求速度和运动学方程Ml0. 25讲授0. 25课后作业152.52.5平面直角坐标 系抛体运动平面直角坐标系、抛体运动、用矢量讨论抛体运动Ml0. 25讲授0. 25课后作业162.62.6自然坐标、切 向和法向加速度自然坐标、速度、法向和切向加速度Ml1讲授1课后作业172.72.7极坐标系、径 向速度与横向速度极坐标系、径向速度与横向速度、径向加速度和角向加速度Ml0. 25讲授0. 25课后作业182.82. 8伽利略变换伽利略变换、伽利略变换蕴含的时空观、伽利略速度变换关 系、加速度对伽利略变换为不变量。Ml1讲授1课后作业19第三章动量牛顿运动定 律动量守恒定律重点和难点：惯

10、性力、力、质量、动量、冲量的概念及其矢量 性；动量定理及动量守恒定律；质心运动定理；非惯性系中的 动力学。/203. 13.1牛顿第一定律 和惯性参考系牛顿第一定律和惯性参考系Ml0.5讲授0.5课后作业213.23. 2惯性质量和动 量惯性质量、动量、牛顿运动定律、伽利略相对性原理Ml0.5讲授0.5课后作业223.33. 3主动力和被动 力主动力、被动力或约束反作用力Ml0.5讲授0. 5课后作业233.43. 4牛顿运动定律 的应用质点的直线运动、变力作用下的直线运动、质点的曲线运动、 质点的平衡Ml0.5讲授0. 5课后作业243.53. 5非惯性系中的直线加速参考系中的惯性力、离心惯

11、性力、科里奥利力Ml1讲授1课后作业动力学253.63. 6用冲量表述的 动量定理力的冲量、用冲量表述的动量定理Ml0.5讲授0. 5课后作业263.73. 7质点系动量定 理和质心运动定理质点系动量定理、质心运动定理、质点系相对于质心系的动量Ml1讲授1课后作业273.83. 8动量守恒定律质点系动量守恒定律，动量沿某一坐标轴的投影守恒Ml1讲授1课后作业28第四章动能和势能重点和难点：变力作功的计算；质点和质点组的动量定理；动 能定理和机械能守恒定律；运用动量和能量研究碰撞问题。/294. 14. 1能量能量的概念Ml0. 25讲授0. 25课后作业304.24.2力的元功力的兀功和功率、

12、利用不1司坐标系表示兀功、力在有限路径上 的功Ml0. 25讲授0. 25课后作业314.34. 3质点和质点系 动能定理质点的动能定理、质点系内力的功、质点系的动能定理Ml0.5讲授0. 5课后作业324.44.4保守力与非保 守力势能力场、保守力与非保守力、势能、势能是物体相对位置的函数Ml1讲授1课后作业334.54. 5功能原理和机 械能守恒定律质点系的功能原理、质点系的机械能守恒定律Ml0.5讲授0. 5课后作业344.64. 6对心碰撞关于对心碰撞的基本公式、完全弹性碰撞-查德威克发现中 子、完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞Ml1讲授1课后作业354.74.7非对心碰撞非对心碰撞Ml

13、0.5讲授0.5课后作业364.84. 8质心参考系 粒子的对撞质心参考系粒子的对撞Ml0.5讲授0. 5课后作业37第五章角动量关于对称 性重点和难点：质点对点、对轴的角动量；质点系的角动量定理 及角动量守恒定律；对质心的角动量定理和守恒定律。/385. 15.1质点的角动量质点的角动量、力对一参考点的力矩、质点对参考点的角动量 定理和守恒定律、质点对轴的角动量定理和守恒定律Ml1讲授1课后作业395.25.2质点系的角动质点系对参考点的角动量定理及守恒律、质点系对轴的角动量Ml1.5讲授1.5课后作业量定理及角动量守 恒定律定理及守恒律405.35.3质点系对质心 的角动量定理和守 恒定律

14、质点系对质心的角动量定理和守恒定律Ml1讲授1课后作业415.45. 4对称性与守恒 律关于对称性、守恒律与对称性Ml1讲授1课后作业425.55.5经典动力学的 适用范围经典动力学在空间和速度的适用范围Ml0.5讲授0.5课后作业43A-A- 第八早刚体力学重点和难点：转动惯量的概念；刚体定轴转动定律及应用；质 心运动定理及运用；刚体对轴的角动量守恒；刚体的平面运动 问题。/446. 16.1刚体运动的描 述刚体的平动、刚体绕固定轴的转动、角速度矢量、刚体的平面 运动。Ml0.5讲授0.5课后作业456.26.2刚体的动量和 质心运动定理刚体的质心、刚体的动量与质心运动定理。Ml0.5讲授0

15、.5课后作业466.36. 3刚体定轴转动 的角动量、转动惯 量刚体定轴转动对轴上一点的角动量、刚体对一定转轴的转动惯 量、刚体定轴转动的角动量定理和转动定理、刚体的重心。Ml2讲授2课后作业476.46. 4刚体定轴转动 的动能定理力矩的功、刚体定轴转动的动能定理、刚体的重力势能。Ml1讲授1课后作业486.56. 5刚体平面运动 的动力学刚体平面运动的基本动力学方程、作用于刚体上的力、刚体平 面运动的动能Ml1讲授1课后作业496. 66. 6刚体的平衡刚体的平衡Ml0.5讲授0.5课后作业506.76.7自转与旋进常平架回转仪、回转仪的旋进、地球的旋进与章动Ml0.5讲授0. 5课后作业

16、51第七章简谐振动重点和难点：简谐振动规律及有关计算；正相位、相位差的概 念；简谐振动的矢量表示法，并能运用来研究振动合成问题；/简谐振动的合成527. 17.1简谐振动的动 力学特征线性回复力，简谐振动动力学方程，简谐振动的定义Ml1讲授1课后作业537.27.2简谐振动的运 动学简谐振动的运动学方程，简谐振动的x-t图线和相轨迹，简谐 振动的矢量表示Ml1讲授1课后作业547.37.3简谐振动的能 量转换简谐振动的动能和势能及其相互转换Ml1讲授1课后作业557.47.4简谐振动的合 成同方向同频率简谐振动的合成，同方向不同频率简谐振动的合 成，互相垂直相同频率简谐振动的合成，互相垂直不同

17、频率简 谐振动的合成，利萨如图形。Ml1讲授1课后作业567.57.5振动的分解傅里叶级数，谐振分析Ml0.5讲授0.5课后作业577.67. 6阻尼振动动力学方程，欠阻尼、过阻尼和临界阻尼状态Ml0.5讲授0.5课后作业588.48.4平均能流密度 声强与声压媒质中波的能量分布，平均能流密度，声强与声强级，声压声 强和声压的关系，声波的衰减超声波的优势，波的反射和透 射，半波损失Ml1讲授1课后作业598.68. 6多普勒效应波源静止而观察者运动，观察者静止而波源运动，观察者和波 源在同一条直线上运动。Ml1讲授1课后作业60第八章波动和声重点和难点：平面简谐波波函数及其物理意义；波的能量；

18、波 的叠加与干涉；多普勒效应。/618.28. 2平面简谐波方 程平面简谐波方程、平面简谐波方程的多种形式Ml1.5讲授1. 5课后作业628.58.5波的叠加和干 涉驻波波的叠加群速，波的干涉，驻波。Ml1讲授1课后作业63第九章流体力学重点和难点：理想流体稳定流动遵循的连续性方程与伯努利方 程、伯努利方程的应用。/647.77. 7受迫振动受迫振动的动力学方程，受迫振动的运动特征，位移共振，受 迫振动能量转换。Ml0.5讲授0.5课后作业658. 18. 1波的基本概念波是振动状态的传播、多种多样的波、平面波与球面波Ml0.5讲授0.5课后作业668.38.3波动方程与波 速波动方程、波速

19、及色散现象Ml0.5讲授0. 5课后作业679. 19.1理想流体流体可压缩性和粘滞性，理想流体定义Ml0.5讲授0.5课后作业689.29.2静止流体内的 压强静止流体内一点的压强、静止流体内不同空间点压强的分布Ml0.5讲授0. 5课后作业699.39.3流体运动学的 基本概念流迹、流线、流管、定常流动、不可压缩流体的连续性方程Ml0.5讲授0.5课后作业709.49.4伯努利方程伯努利方程的推导，伯努利方程的实际应用Ml1讲授1课后作业719.59. 5流体的动量和 角动量流体的动量、流体的角动量Ml1讲授1课后作业729.69. 6粘性流体的运 动粘性定律、雷诺数、层流和湍流、泊肃叶公

20、式、不可压缩粘性 流体定常流动的功能关系Ml0.5讲授0.5课后作业73第十章相对论简介重点和难点：洛伦兹变换；相对论时空观；相对论的动量和能 量/7410. 110.1狭义相对论 的历史背景麦克斯韦方程建立引起的问题，迈克耳孙-莫雷实验，关于相对 性原理的思考Ml0.5讲授0.5课后作业7510.210.2洛伦兹变换狭义相对论的基本假设，洛伦兹变换，洛伦兹变换蕴含的时空 观，尺缩钟慢的实验检验。Ml1.5讲授1. 5课后作业7610.310. 3相对论的速 度变换相对论速度变换关系Ml0.5讲授0. 5课后作业7710.410.4相对论的动 量和能量相对论的动量，相对论的质能公式，动量-能量

21、公式。Ml0.5讲授0.5课后作业7810.510. 5广义相对性 原理关于惯性系和引力的思考、等效原理和广义相对性原理Ml0.5讲授0.5课后作业7910.610.6引力场与弯曲时空引力场与弯曲时空Ml0.5讲授0.5课后作业80第二部 分翻转课堂专题研讨根据课程核心内容及其先后顺序，计划设置2次专题研讨考核 环节。第一次安排在学习完第四章“动能和势能”后进行，专 题围绕质点和质点系运动学与动力学展开；第二次安排在学习 完第十二章“相对论简介”后进行，专题围绕刚体运动、振动 和波动和相对论展开。/8111. 1质点和质点系运动 学与动力学专题绳索绕木桩栓牲口的原理；解释乘坐电梯上升和下降开始

22、阶段 不同感受；摩擦力产生的原因；不考虑外力条件下的火箭速度 的决定因素；解释落体偏东现象；设计测量子弹速度的装置并 说明原理；荡秋千过程中的能量转化及合理姿势；解释建筑工 地打桩机的工作原理。M23翻转课堂3自学8211.2刚体运动、振动和 波动和相对论专题足球中的香蕉球原理；多普勒雷达测速原理；飞机抬升力的物 理原理；直升飞机上尾翼的作用；花样滑冰运动员在旋转的过 程中如何控制自身转动的快慢；汽车刹车点头现象的原理；美 国塔柯姆大桥被大风吹毁的原理和位移共振条件；解释双生子 佯谬。M23翻转课堂3自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .每周布置68道题目，平均每次课3道

23、题以上；2 .成绩采用白分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分；3 .考核学生对力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作图、分析和计 算题。10%2期中考试1 .闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分；2 .主要考核学生对质点和质点系运动学与动力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能 力，题型主要有简答题、分析题、计算题等。15%3专题研讨1.根据课程核心内容及其先后顺序，计划设置2次专题研讨考核环节，主要考核学生创新精神，训练创新思维和自主学 习能力；15%.第一次安排在学习完第四章“动能和势能”后进

24、行，专题围绕质点和质点系运动学与动力学展开；2 .第二次安排在学习完第十二章“相对论简介”后进行，专题围绕刚体运动、振动和波动和相对论展开。4课堂表现随机点名、刷卡点名、学生上课精神状态、回答问题情况。10%5期末考试1 .闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分10。分；2 .主要考核学生对力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、 分析题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业10%A-按时提交作业，对力学知识点理解无误。B-按时提交作业，对力学知识点理解存在少量错误。c-按时提交作业，对力学知识点理解存在

25、一定量错误。D-不按时提交作业，或对力学知识点理解存在大量错误。2Ml课堂表现10%A-精神状态饱满，回答问题准确。 B-精神状态良好，问题回答较好。 c-精神状态一般，问题回答一般。 D-精神状态较差，回答问题有误。3Ml期中考试30%（见试卷评分标准）4Ml期末考试50%（见试卷评分标准）5M2专题研讨100%A-按时提交文字报告，格式准确无误；研究内容深入，对主要问题分析透彻，汇报多媒体制作清晰，格式 规范，回答问题清晰准确；参与讨论发言10次及以上。B-按时提交文字报告，格式较为准确；完成了研究内容，对主要问题进行了基本分析，回答问题基本准 确；参与讨论发言7次9次。C-按时提交文字报告，格式缺乏规范；对专业内容理解不深入，未能阐述问题背后的物理问题；参与讨论 发言4次6次。D-未能按时完成专题研讨。