大学物理1:力学、相对论

物理学是众多自然科学和工程技术的基础, 是人类文明的基石。大学物理是以物理学基础为内容的一门课程。由国家级教学团队精心打造的大学物理课程, 用生动的语言、有趣的实验、交互的方式及数字化技术, 为学习物理、探索科学提供优质的学习平台。来吧, 让我们一起感受物理世界的无穷魅力!

同济大学

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大学物理1:力学、相对论
  • 分类: 物理
  • 平台: 中国大学MOOC
  • 语言: 中文

课程概述

《大学物理》是一门重要的通识性基础课程,在为学生系统地打好必要的物理基础,培养学生分析问题和解决问题的能力,增强学生的探索精神和创新意识等方面,具有不可替代的作用。

由教学名师领衔、国家级教学团队打造的《大学物理》MOOC课程分为《大学物理1》(力学、流体力学和相对论)、《大学物理2》(振动与波动、热学)、《大学物理3》(电磁学)和《大学物理4》(光学、量子力学基础、原子核物理与粒子物理简介、天体物理与宇宙学概论)四个部分。

课程为学习者提供了教学大纲、课程视频、电子教案、学习指导、在线测试等教学内容,以及数字模型、物理短片、图形图像等富媒体资源。清晰的知识脉络、交互的教学方式、多样的教学媒体、趣味的探究实验,使得课程生动且富有活力。

从课堂走向网络,让更多的人享受优质资源,随时随地随心地学习,促进学习者的发展,这是我们《大学物理》课程的良好愿望。

欢迎大家进入《大学物理1》这部分的学习!

证书要求

课程分合格证书和优秀证书两种,总评成绩60分以上为合格;85分上为优秀。

预备知识

高等数学

授课大纲

质点运动学
1.理解质点模型及参照系的概念。
2.掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点作空间运动时的速度、加速度。
3.理解自然坐标系,能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。
4.了解质点的相对运动问题。

动力学的基本定理和守恒定律
1.掌握牛顿二定律及其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下质点的动力学问题。了解惯性系和非惯性系的基本概念。
2.掌握功的概念,能计算质点作直线运动时的变力做功问题。掌握保守力做功的特点及势能的概念,会计算重力、弹性力和万有引力势能。理解势能曲线,能从势函数求得保守力。
3.掌握质点和质点系的动能定理、动量定理以及动量守恒定律;理解质点和质点系的角动量(动量矩)和角动量守恒定律,并能用它们分析、解决运动质点的力学问题;掌握机械能守恒定律。掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。
4.理解质心和质心运动定律。
5.了解三大守恒定律与时间、空间对称性的关系。

刚体和流体
1.了解刚体和理想流体的模型
2.理解转动惯量的概念,会计算一些简单规则的均质刚体对定轴的转动惯量。
3.掌握刚体绕定轴转动的转动定律,能熟练地运用转动定律来分析、计算一些刚体的定轴转动问题。
4.理解刚体绕定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律。并能运用它们来分析、计算有关问题。会计算力矩的功、转动动能;掌握刚体定轴转动中的动能定理。
5.了解静止流体内的压强公式。
6.了解理想流体的连续性方程和伯努利方程。

狭义相对论
1.了解牛顿绝对时空观。
2.掌握狭义相对论的两条基本原理。
3.理解时空的相对性。
4.掌握洛仑兹变换。
5.掌握光与电磁波的多普勒效应。
6.了解电与磁的统一性。
7.掌握相对论质量与动量,相对论能量,以及能量与动量关系。

广义相对论
1.掌握等效原理与局域惯性系概念。
2.了解广义相对性原理。
3.了解引力场时空特性。
4.了解广义相对论的实验验证。
5.了解黑洞的一些特征。
6.了解宇宙学研究的一些成果。
7.了解恒星演化过程。

参考资料

【1】毛俊健,顾牡主编,“十二五”国家规划教材“大学物理学”(上、下),高等教育出版社,2013.12
【2】王少杰,顾牡主编,“十一五”国家规划教材“大学物理学” (上、下),同济大学出版社,2013.02

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