《力学》教学大纲
课程名称: 力学
英文名称:Mechanics
课程编号:09120005
学时数及学分:81 学时 5学分
教材名称及作者:《力学》 漆安慎, 杜婵英
出版社,出版时间:高等教育出版社,1997年出版
本大纲主笔人:徐平川

一,课程的目的,要求和任务
力学是物理系教育专业学生开设的第一门专业课,是学习其它专业课的基础.通过本课程的教学,应达到以下的目的和要求:
l. 使学生能够理解力与运动之间的关系,掌握力学的基本概念,基本定律和基本原理,并能较为灵活地加以运用.了解物理学思想和研究问题的方法,培养独立思考问题的能力和严谨的治学态度,以胜任中学物理的教学任务.
2.为学生进一步学习《理论力学》,《材料力学》和其它普通物理,理论物理课程打下良好的基础.
3.通过课程内容和研究方法的讲述有意识地培养学生的辩证唯物主义世界观.
为达到以上目的和要求,在教材内容和课程设置中应注意以下问题:
①鉴于本课程是物理学本科专业的基础课,在教材内容的选取上既要考虑中学物理教学的基础,又要注意与后继课和平行课之间的分工和衔接.例如在讲质点运动时,应着重具体应用,要多介绍一些解题方法,多出一些能训练学生物理思维的题目.在讲刚体运动时,应注意与质点运动的联系,有关刚体特殊运动规律可根据具体情况决定取舍.在介绍弹性体力学问题时,只讲清楚一些基本概念和在振动与波的学习要用到的一些知识就可以了,具体内容可以在《材料力学》课程中去学习.又如狭义相对论要在学完《电磁学》以后才能深刻理解,本课程只介绍物理思想就可以了.
②在教学中使学生看到力学是物理学的有机组成部分.改变由于某些历史上的原因形成的力学与其它学科相互割裂的状态,形成完整的基础物理课程,使学生对全部物理学形成整体概念.课程学习中要提醒学生建立理论模型的重要性,注意知识的联系.
③物理学是建立在实验基础上的一门科学,要充分重视理论的实验基础,除在普通物理实验中安排力学实验外,在课堂讲授中要注意发挥演示实验的作用,防止忽视实验的纯推理的倾向.
④为了培养学生分析问题和解决问题的能力,本课程应讲解适当的例题和安排一定的习题课,使学生学会正确地运用所学知识解决实际问题,同时要布置适量的习题和思考题,引导学生深入钻研物理概念,牢固掌握基础知识.
⑤根据理论联系实际的精神,本课程应在不影响理论体系的完整性的条件下适当联系生产实际,注意反映现代科学知识.
二,大纲的基本内容及学时分配
第一章 物理学和力学(3学时)
1,关于物理学的介绍.力学既为物理之有机组成部分,故先介绍物理学的概貌.它包合经典物理学和现代物理学,可选择粒子物理和宇宙早期演化等某些前沿作简单介绍.介绍物理学的科学的特点:物理学以实验为基础,通过描述理想模型及其行为反映自然规律.汤川秀树说"从本质上讲,自然界是简单的."物理学认为物质存在两种形式:粒子和场;有四种相互作用;守恒律与对称性相对应;对称破缺使自然界不断演化,变得更丰富多采.不妨谈一谈物理学的方法论:以实验和实际现象为基础,假设,对比,数学推理的作用.世纪之交的三大发现对20世纪物理学有深远影响.狄拉克既崇尚逻辑推理的完美又是一位"直觉主义大师",他预言反粒子的存在.概述物理,技术和经济关系,这些内容需要学生在学习中逐步认识.
2,时间和长度的计算,单位制和量纲,数量级估计,参考系和坐标系.这部分涉及全部物理学,学习它为学力学作准备.
第二章 质点运动学(12学时)
1,运用矢量分析建立位置矢量,位移,速度和加速度概念.
2,就直线运动谈已知运动学方程即可通过求导出速度,加速度;初步学习已知加速度和初速度可经积分运算得到速度和坐,将匀速和匀变速直线运动作为特殊情况讲授.例如从单变量的运动学方程看—— 坐标为时间的线性函数表示匀速运动,二次函数同表示匀变速直线运动等.从更高观点看待中学教材内容,避免与中学内容重复.
3,从一般角度谈平面曲线运动,重点在圆周运动和抛物运动,强调矢量方法针对问题性质选择适当的坐标系.
4,伽利略变换和经典力学的速度变换关系.理解伽利略变换蕴含的时空观.揭示加速度具有伽利略不变性,开始接触物理量在时空坐标变换下具有协变性或对称性的问题.
第三章 动量定理及动量守恒定律(12学时)
1,惯性定律及其涉及的时空观问题.
2,定义质量,引入力的概念并从牛顿第二,第三定律要求学生从动量定理和动量守恒观点重新认识这两条定律.非惯性系的动力学中平动惯性力,离心惯性力和科里奥利力的概念.

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