力学(物理学专业)
新概念力学问题集第1页
新概念力学问题集
第1章
第
第
1-1页已知粒子沿x轴周期性运动，当某个单位被选中时，其坐标x 和t之间的数值关系是
？x？3积分，当t=0，3，6，9，12秒时，求粒子的位移，速度和加速度
6
1-2粒子矢量随时间变化的已知函数形式是
r =R( cos？ti+sin？Tj)
找到(1)粒子轨迹，(2)速度和加速度，并证明加速度总是指向一个点。1-3在一定的单位体系下，粒子势矢量随时间变化的函数的数值形式为
r = 4t 2i+(2t+3)TJ
，以求得(1)粒子轨迹，(2)t = 0到t=1的位移，以及(3)t = 0和t=1的两次速度和加速度当火车行驶时，
1-4站台上的一个观察者站在第一节车厢的前端，第一节车厢在？T1 = 4.0s，从他身边经过让列车匀速直线行驶，并询问第n节车厢经
过他的时间间隔？什么是tn？让n=7，好吗？总氮。
1-5一个球从静止的高度H落下同时，另一个球以一定的初始速度v0从地面抛出。当两个球以H/2碰撞时，v0有多老？
1-6一个球以初始速度v0垂直投掷，另一个小球在T0秒后以相同的速度向上投掷这两个球相遇的高度是多少？
1-7物体以匀速直线运动，行走一段距离？需要什么时间？T1，接下来是
2？s？t1？？t2？需要什么时间？T2，试着证明物体的加速度是一？？t1？t2？t1？？t2
1-8路灯离地高度为h1，一个h1高的人在路灯下匀速直线行走。试着证明图的顶部以恒定的速度移动，并找出它的速度v2
1-9？为了从炮位位置观察目标的仰角？对于炮弹的发射角试验证明，如果射弹的击中目标是弹道的最高点，那么就有谭？=2tan？
1-10在同一垂直面上同一水平线a、b两点用30？60？为了使两个小球在各自轨道的最高点相遇，在发射角的同时投掷两个小球，找出a点和b点之间的距离。众所周知，a球的初始速度为va0 = 9.8m米/秒。
1-11飞机以v0 = 100米/秒的速度水平直线飞行，当ymh = 98m米离地时，驾驶员会将物体抛向前方的地面目标。问:当
x/2(1)投掷物体时，驾驶员应该从什么角度看到目标的视线和垂直线？X/2
目标离下面的飞机有多远？(2)投掷1秒后，
练习1-10
的法向加速度和切向加速度是多少？
1-12已知炮弹的发射角是多少？，初始速度为v0，求出抛物线轨道曲率半径随高度的变化。
1.13弹性球从静止点垂直下落到斜面上的点A，下落高度H = 0.XXXX。中子质量值由快中子与氢核和氮核的弹性碰撞获得他在新概念力学学习主题集第6页发现氢原子核(原来静止)的最大反冲速度为3.3
，而氮14原子核的最大反冲速度为4.7×106米/秒，误差为10%。你能知道分别使用的中子质量和初始速度吗？(考虑到氮气的测量误差氢原子核的质量是1个原子质量单位，氮原子核的质量是14个原子质量单位)
3-21牛顿在他的《原理》一书中提到，在一组碰撞实验中，他发现某种物质的两个物体分离时的相对速度是它们接近时的5/9。假设一个先前静止的物体的质量是m0，另一个物体的质量是2m0，它以初始速度v0与前者碰撞找出两个物体的最终速度
3-22质量为m0并以v0速度运动的粒子遇到质量为2m0的静止粒子结果，质量为m0的粒子偏转了45？并且具有最终速度v0/2偏转后，找出质量为2m0的粒子的速度和方向动能守恒吗？
3-23在一次交通事故中(这是根据一个真实的案例)，一辆质量为2000公斤的汽车向南行驶时，在一个十字路口的中心与一辆质量为6000公斤的卡车相撞。两辆车连接在一起，滑下公路，方向几乎正好是西南方向。一名目击者称卡车进入十字路口的速度为80公里/小时。(1)你相信目击者的判断吗？(2)不管你是否相信他，总的初始动能的哪一部分由于这次碰撞被转化为其他形式的能量？
3-24两艘船在静止的水中以6.0m/s的速度按照惯性以恒定的速度向对方移动。当它们相遇时，甲船上的货物被转移到乙船上。之后，a 船的速度不会改变，b船将继续向原来的方向移动，但速度将变为4.0m/s，假设a船空载时质量为500千克，货物质量为60千克，然后计算b船的质量。在货物运输前后，两艘船和货物的总动能有变化吗？
3-25质量为m的物体最初停留在无摩擦的水平面上，并受到一系列粒子的轰击每个粒子的质量是多少？m(
目录 第一讲：力学中的三种力 第二讲：共点力作用下物体的平衡 第三讲：力矩、定轴转动物体的平衡条件、重心 第四讲：一般物体的平衡、稳度 第五讲：运动的基本概念、运动的合成与分解 第六讲：相对运动与相关速度 第七讲：匀变速直线运动 第八讲：抛物的运动 第一讲： 力学中的三种力 【知识要点】 （一）重力 重力大小G=mg ，方向竖直向下。一般来说，重力是万有引力的一个分力，静止在地球表面的物体，其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力，但向心力极小。 （二）当物体在外力作用下发生形变时，其内部产生的反抗外力作用而企图恢复形变的力叫弹力。胡克弹力的大小由F=k △x 确定。 （三）摩擦力 1、摩擦力 一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时，产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。方向沿接触面的切线且阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。 2、滑动摩擦力的大小由公式f=μN 计算。 3、静摩擦力的大小是可变化的，无特定计算式，一般根据物体运动性质和受力情况分析求解。其大小范围在0＜f≤f m 之间，式中f m 为最大静摩擦力，其值为f m =μs N ，这里μs 为最大静摩擦因数，一般情况下μs 略大于μ，在没有特别指明的情况下可以认为μs =μ。 4、摩擦角 将摩擦力f 和接触面对物体的正压力N 合成一个力F ，合力F 称为全反力。在滑动摩擦情况下定义tgφ=μ=f/N ，则角φ为滑动摩擦角；在静摩擦力达到临界状态时，定义tgφ0=μs =f m /N ，则称φ0为静摩擦角。由于静摩擦力f 0属于范围0＜ f≤f m ，故接触面作用于物体的全反力F '同接触面法线的夹角?? ? ??=-N f tg 01α≤φ0， 这就是判断物体不发生滑动的条件。换句话说，只要全反力F '的作用线落在（0，φ0）范围时，无穷大的力也不能推动木块，这种现象称为自锁。 本节主要内容是力学中常见三种力的性质。在竞赛中以弹力和摩擦力尤为重要，且易出错。弹力和摩擦力都是被动力，其大小和方向是不确定的，总是随物体运动性质变化而变化。弹力中特别注意轻绳、轻杆及胡克弹力特点；摩擦力方向总是与物体发生相对运动或相对运动趋势方向相反。另外很重要的一点是关于摩擦角的概念，及由摩擦角表述的物体平衡条件在竞赛中应用很多，充分利用摩擦角及几何知识的关系是处理有摩擦力存在平衡问题的 f
物理力学论文 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
物理力学论文 古代人无法理解地球下面的人为什么不会掉下去，此困惑是由于以自己为参考系而产生的。今天的人们无法理解自由落体运动及天体的公转运动也是惯性运动，此困惑是由于以牛顿惯性为"参考系"而产生的。惯性的实质就是：物体通过某种运动状态来保持或主动改变某种运动状态来达到其内部的熵状态的一种属性。整体科学体系是研究自然整体的整体性质与功能、有序内部结构及其起源与演化过程的科学理论系统。 惯性力学 严格说来：牛顿第三定律(互为作用力定律)应该是力学"体系"定律，是在各种作用方式力以及各种属性力之间建立关系的定律；去掉牛顿第三定律后的广义力学核心四定律（见[2]文），应该称为"惯性力学"核心三定律（以下简称"惯三律"）。"广义"是相对牛顿力学及牛顿惯性而言的。之所以还保留"广义惯性"一词，也是因为只有惯三律被大多数人接受后，才会完成它的历史使命，再改变为"惯性"一词。牛顿第一第二定律（以下简称牛二律）是惯三律的物体外部空间在ρ均匀空间情况下的定律，是其推论，不再是惯性力学的核心公设性质的命题。 （一）广义惯性使牛顿力学进化 爱因斯坦独具慧眼，从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实，总结出了等效原理，且明确与准确地说：物体的同一性质按照不同的处境或表现为"惯性"，或表现为"重性"（[3]第55页）。这个同一性就是广义惯性，这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以，广义惯性的发现，其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性，所以，又是其进化。同时，也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一
关于四大力学 无为老人 记得杨振宁说：“国内物理系搞了四大力学，压得学生喘不过气来。四大力学当然重要，但是它们仅是物理的骨架，没有血肉也是不能理解物理的。”这是大师说的话，一针见血地指出国内“四大力学”教学中的毛病，是只教原理和方法，极少接接触实际应用。空谈理论学生是无法理解那些高度抽象原理的。 50年代末期，作为年轻的本科学生怎么会理解这些。作为20世纪理论物理最辉煌时代的末期(杨振宁，李振道获得诺贝尔奖的时代)，作为物理系的学生的我们，就对理论物理学家倍加崇敬，流传着许多关于他们近乎于神话的故事，例如：海森堡搞出了一个方程式，从那个方程出发，宇宙万物的一切规律，都可从这个方程演绎出来。就这样的天方夜谭我们都信以为真，并以此作为学习物理的信条，“一切物理规律都是从一个方程式中演绎出来的，只要找到它就行了”。 就是对系上那些教理论物理的老师也是倍加尊崇，把他们当作了自己学习的榜样。所谓理论物理在大学时代就是指的“四大力学”。要学好理论物理必须先打好数学基础，几乎所有老师都这样说的。所以，大学毕业后的头三年时间，除了工作而外(高校的自由支配时间是很多的，只要你肯努力)，就全力专攻数学。除群论，泛函分析和积分方程，遇到众多困难外，其余均较为顺利。可惜！当我重新拿起“四大力学”时，我感到十分茫然。物理上用到的数学都不难，可惜我无法理解，为什么要这样用？不理解这一点，我就永远不可能自己用数学去解决物理问题！ 多少年后，我问一个四年级的学生，“你觉得物理难学还是数学难学？”，回答是“老师，当然是物理难学了，数学只要多看例题，顺着它走，总能得到一个答案。可你那物理这么多的公式，我不知道该用那一个去解题？”。看来这是物理系学生的通病了，病根就在四大力学教学方法上。不首先让学生明白，我们要解决一个什么问题，怎样去解决，目前用的是一个什么样的方法，为什么目前要用它。但这种方法也不是唯一的。简言之，就是先得弄清我们的目标是什么？再谈有几条路可走，选择那条路走，为什么？这些说起来是常识，可我们物理系的理论教科书，不少都缺少这个常识，常常弄得学生坠入云里雾里！出了感叹数学推导之严密，在众多的数学公式中，也不知该用哪个了？汽车这么多我不知该上哪一张车？其实是自己的方向不明确！有一本名校名师编的教材，处理激光问题时，全量子的，半经典的，唯象的一齐上，可就是不讲清楚我们现在要解决的是什么问题？学生头不大才怪! 我怀疑许多老师们自己也只是跟着书本在念经，多少年来物理系就这样教学的，“小和尚跟着老和尚念经”。不但不知其义，还认为自己念了世界上最难懂的经，而沾沾自喜呢！要不，多少年来许多高校物理系录取了那么多高分的学生，却做不出什么像样的成就来。君不见，物理系科研最难申请，项目最难搞，职称最难提！就是国家级的专家们在世界上也最默默无闻，更不要说问鼎诺贝尔奖了！多少物理教授曾劝中国的优秀学生们不要再搞理论物理了，会毁掉中国的人才！ 毕业了翻开物理杂志几乎一点看不懂，为什么基本粒子要搞色散关系？格林函数和积分核有什么关系？两个函数的卷积有什么用，微分方程的解怎么会不稳定，稳定不稳定又有什么实际意义？量子力学为什么要和群论扯在一起？能带论对所有晶体都适用吗？总之无数多的数学和物理问题纠缠在一起，不知道它们怎
生活中的物理力学 姓名张东东指导教师辛平秀 （吕梁高级实验中学理科1415班山西离石033000） 摘要：力学的发展与人类生产、生活密切相关。在古代虽然没有力学理论的指导，但古人在生产、生活实践中却广泛地运用了力学原理。从原始钻木取火，石器的尖劈到“炉体常平”的被中香炉；从汲水的尖底陶罐到大型天文仪器（水运仪象台）。精致小巧的器皿，更有大型复杂的机械。随着社会的发展，伟大的物理学家们建立力学理论知识，于是力学知识在我们生活中的应用就越来越广泛。例如千年不倒的桥梁、古塔，宏伟建筑群的建成。我们人类运用惯性定理来区分生鸡蛋和熟鸡蛋， 利用悬浮条件来将米中混有的糠谷，石子分开，利用大气压的作用将墨水打入我的笔胆里等等， 无不体现力学在我们生活中应用。 关键词：力学; 应用; 生活 1.绪论 1.1 力学国内研究历史与现状 很久以前喻皓建筑师建筑大量的宝塔和楼阁。中国在1880年成功修建第一条标准轨距铁路唐胥铁路。胥各庄修车厂已经开始制造机车。中国在1962年3月成功发射第一颗导弹。，武汉在1955年9月1日长江大桥建设成功。中国在1978年发明并且正式生产家用洗衣机。中国在2006年研制的大型民用客机将进行首飞。中国在2007年可以乘坐“中国造”的舒适客机飞翔在蓝天白云间。从1999年到2012 年9 月25 日神舟一、二、三……九号发射等等都或多或少都应用一些力学知识。近几年一个农民发明空气压缩动力汽车。台湾发明还发明加水就能跑的车。 1.2 力学国外研究与现状 14世纪，西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机。19世纪初世界上出现了桥式起重机；并且开始采用水力驱动。19世纪末，蒸汽驱动的起重机逐渐取代水力驱动的起重机。20世纪20年代初，由于电气工业和内燃机工业突飞猛进的发展，以及电动机或内燃机为动力装置的各种起重机初步形成。1807年美国发明家富尔顿制成蒸汽汽船。美国人比尔·布莱克斯在1874年发明手摇洗衣机。,，德国工程师在1876年制成第一台四冲程循环的煤气内燃机,使汽车和以后发明飞机的问世成为可能。吉尔·佩尔索纳·德·洛百瓦尔发明磅秤。伊戈尔·伊万诺维奇·西科斯基发明第一架实用直升机。，英国在1884年发明家制成第一台多级反动式汽轮机。本茨发明汽车。美国在1880年发明蒸气洗衣机。美国在1911年发明第一台电动洗衣机。美国在1926年制成世界上没有的第一台机械式电视机。伊戈尔·西科尔斯基在1939年成功建造了第一架直升飞机。1955年，日本人在引进英国喷流式洗衣机的基础之上制造出波轮式洗衣机。美国发明家预言在2045年将会有比人类更聪明的机器出现，他们将给我们生活中的各个领域为人类提供大量的帮助。
力学原来这么有趣讲稿 1 封皮：大家好，我今天要跟大家分享的是我们身边的科学，我分享的内容来自于一本我非常喜欢的图书，书名叫做《力学原来这么有趣》，我今天分享的题目也叫做力学原来这么有趣，我希望通过我的分享能和同学们一同探究物理学的奥秘。 2力是什么，我们看得见力么？当我们拔河的时候我们会用到拉力，当运动员投掷标枪的时候会用到投掷的力，当大力士举起杠铃的时候会用到抬举的力，我们身边存在各种各样的“力”尽管看不见摸不着，但它确实在日常生活的各个场合发挥着作用。今天我就给大家介绍一下我们身边存在的有趣的力学知识。 3首先我给大家介绍一个最不可或缺的力--摩擦力。放在桌面或地面上的物体开始水平滑动时，桌面或地面会产生阻止物体运动的力。这种阻碍物体相对运动的力叫做“摩擦力”。简单的说就是当我们推一个很重的箱子的时候会很费力，费力的主要原因就是摩擦力的作用。为什么说摩擦力是不可或缺的力呢，因为我们拿东西的时候就会用到摩擦力，握笔、拿扫帚甚至我拿激光笔的时候都用到了摩擦力，如果没有摩擦力的作用，这些东西就会从我们的手里掉下去。同时，我们在地面上行走也要用到摩擦力，如果没有摩擦力，我们会摔倒或是原地打转，大家可以想象一下在冰上行走的感觉，因此，为了使我们走的更平稳，所以鞋底也会增加很多花纹。 4有的时候摩擦力会给我们带来很多麻烦。我们在推一个很重的箱子的时候，摩擦力使我们很难推动。学过物理学之后我们会知道，
滚动摩擦会小于滑动摩擦（滑动摩擦就是平着推产生的摩擦，滚动摩擦就是滚动着产生的摩擦），因此古人发明了轮子，我们利用装了轮子的小车来运送重物会更加省力。同时越光滑的表面，摩擦力越小，寒假的时候很多同学都去了冰雪乐园玩，冰滑梯和雪滑梯就是利用冰雪光滑的表面来减小摩擦力。 5虽然摩擦力有时候会给我们带来麻烦，但有些时候为了生活更方便，我们还会人为的增大摩擦力。为了使汽车在路面上平稳的行驶，人们会在轮胎上增加各种各样的花纹，用来增加摩擦力；冬天的时候冰雪路面使汽车行驶困难，一些司机叔叔会在轮胎上安装防滑链，用来增加在冰雪路面的摩擦力；我们日常买的矿泉水瓶上的花纹，增加了摩擦力，使我们拿的更稳，瓶口的细条纹能够增加摩擦力从而使我们更方便的打开瓶盖；一些金属筷子的前端会设置一些花纹，增加摩擦力帮助我们更方便的夹起食物；还有很多工具和物品的把手上的条纹与花纹都是为了增加摩擦力从而方便我们使用的。所以为了在生活中更方便的使用工具，我们会在一些情况下增加摩擦力。 6接下来我给大家介绍一个每时每刻都在作用着的力--重力。物体由于地球的吸引受到的力叫作“重力”。大家都知道，地球是一个圆圆的球体，那生活在地球另一侧的小朋友为什么不会掉下去呢，就是因为地球的吸引作用，而地球吸引而产生的力就是重力。在很早很早以前，人们认为扔出去的石头之所以会掉到地上，是因为物体本来就应该在下面，火苗之所以飘向上方是因为火本来就应该在上面。英国物理学家牛顿首先发现了重力，一天牛顿在苹果树下看书，被掉下
新概念力学习题集 第一章 1-1 已知质点沿x 轴作周期性运动，选取某种单位时其坐标x 和t 的数值关系为 t x 6 sin 3π=，求t=0,3,6,9,12 s 时质点的位移、速度和加速度。 1-2 已知质点位矢随时间变化的函数形式为 r =R ( cos ωt i +sin ωt j ) 求(1)质点轨迹，(2)速度和加速度，并证明其加速度总指向一点。 1-3 在一定单位制下质点位矢随时间变化的函数数值形式为 r =4t 2i +(2t +3)t j 求(1)质点轨迹，(2)从t =0到t =1的位移，(3)t =0和t =1两时刻的速度和加速度。 1-4 站台上一观察者，在火车开动时站在第一节车厢的最前端，第一节车厢在?t 1=4.0s 内从他身旁驶过。设火车作匀加速直线运动，问第n 节车厢从他身旁驶过所需的时间间隔?t n 为多少。令n=7，求?t n ． 1-5 一球从高度为h 处自静止下落。同时另一球从地面以一定初速度v 0上抛。v 0多大时两球在h ／2处相碰? 1-6 一球以初速v 0竖直上抛，t 0 s 后在同一地点以同样速率向上抛出另一小球。两球在多高处相遇? 1-7 一物体作匀加速直线运动，走过一段距离?s 所用的时间为?t 1，紧接着走过下一段距离 ?s 所用的时间为?t 2，试证明，物体的加速度为 2 121212t t t t t t s a ?+??-????= 1-8 路灯距地面的高度为h 1，一身高为h 1的人在路灯下以匀速v 1沿直线行走。试证明人影的顶端作匀速运动，并求其速度v 2 1-9 设α为由炮位所在处观看靶子的仰角，β为炮弹的发射角。试证明：若炮弹命中靶点恰为弹道的最高点，则有tan β =2tan α 1-10 在同一竖直面内的同一水平线上A 、B 两点分别以30?、60?为发射角同时抛出两个小球，欲使两球在各自轨道的最高点相遇，求A 、B 两点之间的距离。已知小球A 的初速为v A0=9.8m/s ． 1-11 飞机以v 0=100m/s 的速度治水平直线飞行，在离地面高h =98m 时，驾驶员要把物品投到前方某一地面目标上，问：(1)投放物品时，驾驶员看目标的视线和竖直线应成什么角度? 此时目标距飞机在下方地点多远?(2)物品投出1s 后，物品的法向加速度和切向加速度各为多少? 1-12 已知炮弹的发射角为θ，初速为v 0，求抛物线轨道的曲率半径随高度的变化。 1.13 一弹性球自静止竖直地落在斜面上的A 点，下落高度h=0.20m ，斜面与水平夹角θ=30?．问弹性球第二次碰到斜面的位置B 距A 多远。设弹性球与斜面碰撞前后速度数值相等，碰撞时入射角等于反射角。 y m x m B /2x m A /2 习题1-10
周口师范学院2012~2013学年度第二学期期末考试 《理论力学》试卷（A ） 物理与电子工程系物理学专业2011级 一、选择题 （每小题4分，共20分） 1．以初速v 0与水平面成θ0 角抛出物体，不计空气阻力，则在最高点轨道的曲率半径为： （ ） （A ） ∞ ； （B ） 0 ； （C ）v 02 /g ； （D ）v 02 cos 2θ0 /g 2．质点的功能原理可写为W ＝ΔE 。其中W 应为（ ） （A ）所有力的总功； （B ）保守力的总功； （C ）非保守力的总功； （D ）外力的总功 3. 考虑到地球的自转，物体从高处自由下落到地面时落点的位置（ ） （A ）在南半球偏东，北半球偏西； （B ）在南北半球都偏东； （C ）在南半球偏西，北半球偏东； （D ）在南北半球都偏西 4. 刚体作平面平行运动时自由度为（ ） （A ）3； （B ）1； （C ）6； （D ）5 5. 水平直管绕过其一端的竖直轴以匀角速ω转动，质量m 的小球在管中以相对于管子的速率v 运动到距转轴r 时受到的科里奥利力的大小为（ ） （A ）m r ω2 ； （B ）2m r ω2 ； （C ）2m r ωv ； （D ）2m v ω 二、判断题 （每小题1分，共10分） 1．经典力学可分为牛顿力学和分析力学两大部分。（ ） 2．极坐标系中的径向加速度就是向心加速度。（ ） 3．质点组内力对任意点力矩的矢量和与内力有关。（ ） 4．正交轴定理适用于任何形状的刚体。（ ） 5．对刚体的一系列平行转轴，以对过质心的轴的转动惯量最小。（ ） 6．转动惯量表示刚体自身的性质，因而由刚体自身决定。（ ） 7．匀角速转动系不是惯性参照系。（ ） 8．惯性力不是真实力，因为它没有力的作用效果。（ ） 9．所谓的虚位移是指任意的位移。（ ） 10．在正则方程中，广义坐标和广义动量均为独立变量。（ ） 三、填空题 （每空1分，共10分） 1．牛顿运动定律适用于速度远小于 时的宏观物体，同时只在 参照系中成立。 2．若质点的速度为v i j k =++（m/s ），则其速度的大小为 m/s ，加速度的大小为 m/s 2。 3．转动参照系中，任意空间矢量的绝对变化率等于其 变化率与 变化率的矢量和。 4．任意时刻，刚体的一般运动可以看成是随质心的 和绕质心的 。 5．科里奥利加速度是由于参照系的 和质点的 运动产生的。
力学是一门古老的学科，在15至18世纪内逐步建立起了比较完整的理论体系，牛顿的划时代名著《自然哲学的数学原理》第一次用试验、观察、假设和推理形成了完整的理论体系，揭示相互作用和运动的关系，而不限于对个别现象和过程的描述，他运用微积分这一数学工具刻画力学规律，从而使人们通过相互作用和运动状态的瞬时关系去认识全过程。现在以牛顿定律为基础的力学理论称为牛顿力学或经典力学，曾被认为是完美而普遍的理论兴盛了300年后，在二十世纪初发现了它的局限性。量子力学将力学的视野延伸到了微观领域，相对论则把力学推广到了高速运动的范围。在一般的技术领域，经典力学仍保持着充沛的活力而起者基础理论的作用。 力学研究物体的机械运动，机械运动是各种形态的物质运动中最简单也是最基本的运动。力学是学习物理学的开始，因此，本课程首先对物理学、物理学方法、物理学和科学技术的联系等作了简要介绍，并对力学中频繁使用的矢量代数和微积分进行了必要的补充。 在教学中注意用现代的观点驾驭传统的内容，注意为物理学前沿打开窗口和安装接口，注意为后续课程打好基础并使学生养成良好的学习大学物理的习惯，注意通过知识的传授提高学生的科学素质和能力，注意和中学物理课程的衔接以及解决中学物理中的难点问题，注意物理学、科技和社会生活的联系。 通过力学课程的教学，使学生的下述能力得到提高： 1. 独立获取知识的能力——能够逐步掌握科学的学习方法，独立地阅读相当于大学物理水平的物理类教材、参考书和文献资料，不断地扩展知识面，并能理解其主要内容，写出条理较为清晰的读书笔记、小结或小论文。有条件的学生可以直接阅读外文教材。 2. 科学思维能力——能够运用物理学的理论和观点，通过分析综合、演绎归纳、科学抽象、类比联想等方法正确分析、研究和计算一般难度的物理问题；能根据单位（量纲）分析、数量级估算、极端情况和特例讨论等，进行定性思考或半定量估算，并判断结果的合理性。 3. 解决问题的能力——对一些较为简单的实际问题，能够根据问题的性质以及实际需要，抓住主要因素，进行合理的简化，建立相应的物理模型，并用物理语言进行描述，运用所学的物理理论和研究方法，加以解决。 通过力学课程的教学教学,应培养学生以下素质： 1. 科学素质——通过课程教学，培养学生追求真理的理想和献身科学的精神，树立学生现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观，使学生具有科学的成败观和探索科学疑难问题的信心与勇气，培养学生严谨求实的科学态度和坚忍不拔的科学品格。 2. 创新精神——通过了解物理学史和物理学家成才经历等，激发学生求知热情、探索精神和创新欲望，使学生善于思考，勇于实践，敢于向旧观念挑战。 3. 科学美感——通过引导学生认识物理学中具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等物理学美学特征，培养学生的物理学审美思维，使学生学会用美学去欣赏和研究科学的内在规律，升华学生情操，唤起学生求知欲。 本课程是南京师范大学学位考试课程。
物理学专业《力学》复习思考题 一、选择题 1、描述质点运动的四个基本物理量是： A．位矢、位移、速度、加速度 B．位移、速率、路程、加速度 C．位矢、位移、速率、轨迹 D．位矢、位移、速度、方向角 2、下列物理量中全是过程量的是： A．位矢、位移、平均速度、平均加速度 B．位移、速率、路程、加速度 C．路程、位移、平均速率、平均加速度 D．功、冲量、动能、势能 3、下列物理量中完全是状态量的是： A．位矢、位移、平均速度、平均加速度 B．位移、速率、路程、加速度 C．角坐标、角速度、角动量、角加速度 D．位矢、位移、速度、加速度 4、通常规定自然坐标系下的切向单位矢量 A．沿曲线切线且指向自然坐标S增加的方向 B 沿曲线切线指向前方 C．沿路程一直向前 D．沿质点运动的速率方向 5、自然坐标系下法向单位矢量的正方向一般是这样规定的： A．沿曲线法线且指向自然坐标S增加的方向 B 沿曲线法线指向曲线的凹侧。 C．沿曲率半径背离曲率中心 D．沿质点运动的法向速度方向 6、关于平面极坐标系，下列说法不正确的是：（） A．径向单位矢量沿位置矢量的方向 B 横向单位矢量与位置矢量方向垂直且指向幅角θ增加的方向 C．横向单位矢量和径向单位矢量都是恒矢量 D．横向单位矢量和径向单位矢量都是恒矢量都是时间变量的复合函数。 7、已知质点的运动学方程通过（）就可以求出质点运动的加速度。 A．对时间求一阶导数 B．对时间求二阶导数 C．对时间求一次积分
D．在已知初始条件（初始位置矢量、初速度）的情况下对时间求二次积分 8、已知质点的运动的瞬时加速度，通过（）就可以求出质点运动的运动学方程。 A．对时间求一阶导数 B．对时间求二阶导数 C．对时间求一次积分 D．在已知初始条件（初始位置矢量、初速度）的情况下对时间求二次积分 9、下列关于力的概念的表述不正确的是：（） A．力是物体间的相互作用。 B．力是物体形变的原因，但应力不是力。 C．力是物体运动状态改变的原因，故力可用物体动量的变化率来量度。 D．惯性维持物体的运动状态不变，力和力矩改变物体的运动状态，故作用于刚体上的力矢量和作用于质点的力没有区别。其三要素都是：大小、方向、作用点。 10、关于惯性质量下列说法不正确的是： A．质量是物体惯性大小的量度，反映物体运动状态改变的难易程度。 B．在经典力学中质量为一恒量，只有当质点的速度可与光速相比时，质量才随速度的增加而增加。 C．根据万有引力定律，惯性质量也反映物体吸引其它物体的能力。 D．在刚体力学中，转动惯量与惯性质量相当，反映转动惯性的大小。 11、关于引力质量下列说法不正确的是： A．根据万有引力定律定义出的引力质量反映物体吸引其它物体的能力。 B．惯性质量与引力质量等价是广义相对性原理的基本出发点之一。 C．万有引力定律中的引力常量G是一基本的物理常量，人们称英国人卡文迪什所进行的测定G的扭秤实验为“给地球称重量”，实际上是间接地测量了地球的引力质量。 D．既然引力质量与惯性质量等价，就没有必要区分引力质量和惯性质量。 12、下列说法中正确的是：（） A．重力属于引力的范畴，所以重力等同于引力，地球表面附近同一物体的重力势能与引力势能也相等。 B．重心是物体各组成质元所受重力的合力的作用点，因此任何物体皆有重心，比如地球、太阳等。 C．由于重心的坐标和质心的坐标表达式相同，所以重心和质心完全可以不加区分。
物理学专业《力学》教学大纲 (课程编码 ) 撰写人：葛伟宽 一.课程说明 1.课程学时、学分及分配 课程总授课时数为62学时，,周学时5，学分4分，开课学期：1 2.课程类别： 学科专业必修课 3.课程的教学目的与要求 《力学》是物理专业学生一门重要的基础必修课，在教学培养计划中列为基础主干课程。 学完本课程，学生应达到以下基本要求： 比较系统地掌握力学的基本知识，并能比较灵活地加以应用； 了解物理学的研究方法，有一定独立分析问题和解决问题的能力； 比较系统的掌握力学的基础知识，而且使学生学到力学的研究方法，另外也训练学生严密的科学思维及分析问题解决问题的能力，为学生学习后继课打下良好的基础。 比较深刻地理解中学物理力学教材，并能独立解决今后在工作中遇到的一般力学问题。 在保持本课程本身体系严密与完整的前提下，注意与数学、电磁学、光学及相关课程衔接与配合，在与数学有矛盾时适当安排少量课时讲解。相对论一般放在电动力学中讲授。物体的弹性、声学基础作一定程度介绍。 作为高校第一门专业基础课程，要注意自学能力，锻炼动手实践的本领的培养。 4.教学内容与学时安排 数学基础 （4学时） 绪 论 物理与力学 （2学时） 第一章 质点运动学 （6学时） 第二章 动量定理与动量守恒定律 （6学时） 第三章 动能与势能 （6学时） 第四章 角动量、关于对称性 （3学时） 第五章 万有引力定律 （3学时） 第六章 刚体力学 （8学时） 第七章 弹性体的应力和应变 （3学时） 第八章 机械振动 （7学时） 第九章 波动与声 （7学时） 第十章 流体力学 （5学时） 5.使用教材与参考书： 力学 漆安慎 高等教育出版社 新概念力学 赵凯华 高等教育出版社 力学 梁昆淼 高等教育出版社
英国著名大学物理学专业“四大力学”课程设置的特点与启示 张立彬（教育部南开大学外国教材中心，天津 300071） 韩志龙（南开大学物理科学学院，天津 300071） 【内容摘要】本文基于对英国8所著名高校四大力学的调研信息，深入分析了英国高校四大力学的培养目标、课程内容、课程衔接、教学方法等各种教育元素，理清了英国高校教学成功的关键，并对我国四大力学课程的设置与改革提出了相应的建议。 【关键词】英国高校；四大力学；课程内容；课程特点 物理学是现代科学的基础学科，在300多年的发展历程中形成了众多的学科分支。经过众多物理学家的努力，现今已经形成了以理论力学、量子力学、电动力学、热力学与统计力学（以下统称“四大力学”）为基础的理论框架。作为物理学的理论基础，四大力学在物理学的实际教学中占据核心位置，是物理系本科生的必修课程，也是他们未来进行更深一步学习与科学研究的敲门砖。鉴于四大力学的重要性，各个学校对四大力学的教学也是非常重视，并且通过四大力学也能很好体现一个学校物理学专业的水平与方向。英国是近代物理学的发源地，有着悠久的物理学教育历史。英国高校一直以来在本科生的物理学教育方面要优于我国高校，目前在改革开放的背景下，我国高校物理学教育也在不断地进行改革。本课题以英国著名大学的本科四大力学课程为研究对象，以课程设置为切入点，深入分析英国大学四大力学课程的诸多特点，对课程进行了全面详细的分析，以期把握英国一流大学本科物理学教育的关键，为我国物理学教育的改革提供有益的参考与启示。 一、样本选择与研究方法 为借鉴英国著名大学物理学人才培养的经验，本研究选择了在US News（2011年）物理学排名中位列前8的大学，它们分别是：剑桥大学（University of Cambridge）、牛津大学（University of Oxford）、伦敦帝国学院（Imperial College London）、杜伦大学（Durham University）、利兹大学（University of Leeds）、圣安德鲁斯大学（University of St Andrews）、格拉斯哥大学（University of Glasgow）、利物浦大学（University of Liverpool）。其中来自剑桥和牛津大学的资料相对较全面，我们也是主要对这两所学校的信息内容进行了考察。 本课题主要采取网络调研的方式，所采集的信息都是英国8所高校在其网站公布的公开信息。课题对样本学校四大力学课程的培养目标、课程内容与衔接、教学方法、考核方式、师资质量、教参信息等各种教育元素进行调查统计，并以典型学校的课程设置为例，分析了英国高校在这些方面的实际情况。
亚里士多德(Aristotle, 公元前384-前322），古希腊最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。他与他的老师柏拉图以及柏拉图的老师苏格拉底三人并称为古希腊三大哲学家。柏拉图推崇理念，而亚里士多德则极为重视经验。对此学术思想分歧，他说出了著名的“吾爱吾师，吾更爱真理”之言。 亚里士多德是古代知识的集大成者。他对当时的许多学科都加以研究，进行分类和总结，创立了逻辑学、物理学、植物学和动物学的科学体系。亚里士多德的生平著作加起来几乎就成了一部希腊人知识的百科全书，被认为是在那个时代里最后一个精通所有学科和既有智慧的人。亚里士多德创造了物理学一词，它来自希腊语，意为自然。他写了世界上第一本以物理学为名的书，书中总结了一些观察事实和经验。虽然按照现代的观点，这些经验有很多是错误的，但这并不能抵销亚里士多德对于科学领域的重要贡献。尤其是他的主要著作之一《物理学》被称为古代世界学术的百科全书，对其后近千年的历史都有很大的影响。可以说，在牛顿经典力学体系的大厦没有造起来之前，整个西方世界的科学都以展开亚里士多德的物理学科来进行。这个体系的天文学部分后来被中世纪天文学家托勒密发展成更为完整的地心说。直至16世纪，哥白尼的日心说发表，逐渐取代了地心说；十六世纪末，伽利略修正了亚里士多德著作中“只有力才能使物体运动，物体越重，下落越快”的错误结论。 阿基米德(Archimedes, 公元前287-前212)，古希腊最富传奇色彩的哲学家、数学家、物理学家、发明家、工程师、天文学家。在流体静力学，机械制造、天文学、几何学等诸方面取得了开创性成果。 阿基米德的物理学著作主要有《浮体》和《论平面平衡》。《浮体》是流体静力学的第一部专著，阿基米德把数学推理成功地运用于分析浮体的平衡上，并用数学公式表示浮体平衡的规律，即现在的阿基米德定律。阿基米德在《论平面平衡》一书中建立了静力学平衡的基础，因而有人称他为力学之父。他提出了7个公设，然后靠直接的逻辑论证的方式推出15条定理。其中第6个定理是杠杆定律；其中还包括滑轮原理、确定平面图形和立体图形的重心问题。 阿基米德的数学著作主要有：《论球与圆柱》、《圆的度量》、《论螺线》、《数沙者》等。他发现球和一个外切圆柱体积之比为2/3，同时这个球和圆柱表面积之比也是2/3，据说后来为阿基米德立的碑上就刻着这样一个图。他对于数学的贡献，使阿基米德曾被西方评价为有史以来最伟大的三位数学家之首（其余两位分别为牛顿和高斯）。 阿基米德最著名的工程发明是所谓“阿基米德螺旋”的提水机械。这种机械只要转动而本身并不向上移动就可以把水提上来。 据说他确立了力学的杠杆定律之后曾发出豪言壮语：“给我一个支点，我就
力学A 课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：力学A 所属专业：物理学 课程性质：必修 学分：4（周4学时，共72学时） （二）课程简介、目标与任务； 物理学《力学》课程的目的是使学生系统地了解和掌握力学中的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法，以及它们的实验基础；培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立唯物主义的观点，提高学生的科学素质。 通过《力学》的教学，既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律，建立正确的学习方法，努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风，又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备，还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。 在教学中，要重视对基本物理现象和物理实验现象的观察、描述和分析，并在此基础上建立物理模型和概念，引出物理原理和定律，引导和帮助学生实现由感性认识到理性认识的飞跃；要重视对物理概念、规律的定性描述，在此基础上，帮助学生掌握和使用所学的数学工具来概括和表述物理规律，充分认识每个物理定律数学表达式的物理意义。在着重要求学生掌握物理学基本概念和基本规律的基础上，适当介绍这些基本概念与当代物理学前沿之间的联系。 在教学中既要注意到学生原有的物理和数学基础，也要注意学生学习的连续性，又考虑到中学到大学的学习是一个量变到质变的过程。为了加深对物理概念的理解，使学生能处理变力，变速等问题，本课程采用“微积分”作为主要的教学工具。因为在中学中学生未学过微积分，所以在课程开始之前利用少量学时介绍“微积分初步”和“矢量代数”。 力学课程在理科物理类专业一年级第一学期开设。课堂教学（其中包括课堂讲授、习题课、讨论课等）为每周4学时（总学时72学时）。由于力学课程内容多，涉及面广，讲授时以基本概念、基本原理、基本方法为主，要少而精。与物理学当代发展的前沿可以简单介绍或者以学生自学为主，以扩大视野，激发学习兴趣，提高自学能力。 （三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；
物理力学论文 古代人无法理解地球下面的人为什么不会掉下去，此困惑是由于以自己为参考系而产生的。今天的人们无法理解自由落体运动及天体的公转运动也是惯性运动，此困惑是由于以牛顿惯性为"参考系"而产生的。惯性的实质就是：物体通过某种运动状态来保持或主动改变某种运动状态来达到其内部的熵状态的一种属性。整体科学体系是研究自然整体的整体性质与功能、有序内部结构及其起源与演化过程的科学理论系统。 惯性力学 严格说来：牛顿第三定律(互为作用力定律)应该是力学"体系"定律，是在各种作用方式力以及各种属性力之间建立关系的定律；去掉牛顿第三定律后的广义力学核心四定律（见[2]文），应该称为"惯性力学"核心三定律（以下简称"惯三律"）。"广义"是相对牛顿力学及牛顿惯性而言的。之所以还保留"广义惯性"一词，也是因为只有惯三律被大多数人接受后，才会完成它的历史使命，再改变为"惯性"一词。牛顿第一第二定律（以下简称牛二律）是惯三律的物体外部空间在ρ均匀空间情况下的定律，是其推论，不再是惯性力学的核心公设性质的命题。 （一）广义惯性使牛顿力学进化 爱因斯坦独具慧眼，从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实，总结出了等效原理，且明确与准确地说：物体的同一性质按照不同的处境或表现为"惯性"，或表现为"重性"（[3]第55页）。这个同一性就是广义惯性，这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以，广义惯性的发现，其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性，所以，又是其进化。同时，也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生，走了一大圈"弯"路后，在他晚年时，才看到了解决这个问题的曙光--物体具有空间的广延性（[3]第十五版说明），由此"广延性"再往前走一步，就是[2]文说的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这
力学物理学专业
新概念力学习题集 第一章 1-1 已知质点沿x 轴作周期性运动，选取某种单位时其坐标x 和t 的数值关系为 t x 6sin 3π =，求t=0,3,6,9,12 s 时质点的位移、速度和加速度。 1-2 已知质点位矢随时间变化的函数形式为 r =R ( cos ωt i +sin ωt j ) 求(1)质点轨迹，(2)速度和加速度，并证明其加速度总指向一点。 1-3 在一定单位制下质点位矢随时间变化的函数数值形式为 r =4t 2i +(2t +3)t j 求(1)质点轨迹，(2)从t =0到t =1的位移，(3)t =0和t =1两时刻的速度和加速度。 1-4 站台上一观察者，在火车开动时站在第一节车厢的最前端，第一节车厢在?t 1=4.0s 内从他身旁驶过。设火车作匀加速直线运动，问第n 节车厢从他身旁驶过所需的时间间隔?t n 为多少。令n=7，求?t n ． 1-5 一球从高度为h 处自静止下落。同时另一球从地面以一定初速度v 0上抛。v 0多大时两球在h ／2处相碰? 1-6 一球以初速v 0竖直上抛，t 0 s 后在同一地点以同样速率向上抛出另一小 球。两球在多高处相遇? 1-7 一物体作匀加速直线运动，走过一段距离?s 所用的时间为?t 1，紧接着走过 下一段距离?s 所用的时间为?t 2，试证明，物体的加速度为 2 121212t t t t t t s a ?+??-????= 1-8 路灯距地面的高度为h 1，一身高为h 1的人在路灯下以匀速v 1沿直线行走。试证明人影的顶端作匀速运动，并求其速度v 2 1-9 设α为由炮位所在处观看靶子的仰角，β为炮弹的发射角。试证明：若炮弹命中靶点恰为弹道的最高点，则有tan β =2tan α 1-10 在同一竖直面内的同一水平线上A 、B 两点分别以30?、60?为发射角同时抛出两个小球，欲使两球在各自轨道的最高点相遇，求A 、B 两点之间的距离。已知小球A 的初速为v A0=9.8m/s ． 1-11 飞机以v 0=100m/s 的速度治水平直线飞行，在离 地面高h =98m 时，驾驶员要把物品投到前方某一地面目标上，问：(1)投放物品时，驾驶员看目标的视线和竖直线应成什么角度? 此时目标距飞机在下方地y m x mB /2/2 习题1-10
力学(物理学专业) 新概念力学问题集第1页 新概念力学问题集 第1章 第 第 1-1页已知粒子沿x轴周期性运动，当某个单位被选中时，其坐标x 和t之间的数值关系是 ？x？3积分，当t=0，3，6，9，12秒时，求粒子的位移，速度和加速度 6 1-2粒子矢量随时间变化的已知函数形式是 r =R( cos？ti+sin？Tj) 找到(1)粒子轨迹，(2)速度和加速度，并证明加速度总是指向一个点。1-3在一定的单位体系下，粒子势矢量随时间变化的函数的数值形式为 r = 4t 2i+(2t+3)TJ ，以求得(1)粒子轨迹，(2)t = 0到t=1的位移，以及(3)t = 0和t=1的两次速度和加速度当火车行驶时， 1-4站台上的一个观察者站在第一节车厢的前端，第一节车厢在？T1 = 4.0s，从他身边经过让列车匀速直线行驶，并询问第n节车厢经
过他的时间间隔？什么是tn？让n=7，好吗？总氮。 1-5一个球从静止的高度H落下同时，另一个球以一定的初始速度v0从地面抛出。当两个球以H/2碰撞时，v0有多老？ 1-6一个球以初始速度v0垂直投掷，另一个小球在T0秒后以相同的速度向上投掷这两个球相遇的高度是多少？ 1-7物体以匀速直线运动，行走一段距离？需要什么时间？T1，接下来是 2？s？t1？？t2？需要什么时间？T2，试着证明物体的加速度是一？？t1？t2？t1？？t2 1-8路灯离地高度为h1，一个h1高的人在路灯下匀速直线行走。试着证明图的顶部以恒定的速度移动，并找出它的速度v2 1-9？为了从炮位位置观察目标的仰角？对于炮弹的发射角试验证明，如果射弹的击中目标是弹道的最高点，那么就有谭？=2tan？ 1-10在同一垂直面上同一水平线a、b两点用30？60？为了使两个小球在各自轨道的最高点相遇，在发射角的同时投掷两个小球，找出a点和b点之间的距离。众所周知，a球的初始速度为va0 = 9.8m米/秒。 1-11飞机以v0 = 100米/秒的速度水平直线飞行，当ymh = 98m米离地时，驾驶员会将物体抛向前方的地面目标。问:当 x/2(1)投掷物体时，驾驶员应该从什么角度看到目标的视线和垂直线？X/2
物理学专业（函授） 教学计划 一．总体培养目标与基本培养规格 总体培养目标:培养德、智、体、美等方面全面发展的基础教育合格师资和其它专门人才。 １．热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理；愿为社会主义现代化建设服务，为人民服务，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有敬业爱岗、艰苦奋斗、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。 ２．具有一定的人文社会科学和自然科学基本理论知识，掌握本专业的基础理论、基本知识、基本技能，具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新的精神，具备一定的从事本专业业务工作的实践能力和适应相邻专业业务工作的基本能力与素质。 ３．具有扎根西部、建设西部、服务基层的思想境界和奉献精神；具有坚实的专业基础知识，适应基础教育改革和社会经济发展需要的能力和素质；成为在西部教育和其它战线上留得住、下得去、用得上的人才。 二．专业培养目标与业务培养要求 １．专业培养目标 本专业培养掌握物理学的基本理论、基本知识及实验技能，获得进行科学研究的初步训练，能在中等专业学校、职业专科学校、普通中学及技术学校从事物理学教学和教学研究的教师、教学研究人员及其他教育工作者。 ２．业务培养要求 本专业学生主要学习物理学的基本理论和基本知识，受到物理实验以及教育实践的基本训练，初步具备运用物理学的基本理论从事物理教学和教学研究的基本能力： （１）具有物理学科的基本理论、基本知识以及实验研究的初步能力； （２）掌握数学的基本理论和基本方法，具有较高的数学修养； （３）掌握和运用现代教育技术，特别是多媒体、网络教育技术的能力； （４）熟悉教育法规，掌握并能够初步运用教育学、心理学基本理论，具有良好的教师职业素养和从事物理教学、教学研究的基本能力； （５）了解物理学的前沿理论、应用前景、发展动态以及物理学教学的新成果，具有一定的创造能力和自学能力； （６）掌握文献检索、资料查询的基本方法。具备初步的科学研究和实际工作能力。 三．主干学科 物理学，相近专业：科学教育
美国著名大学物理专业“四大力学”课程设置的特点与启示 张立彬（教育部南开大学外国教材中心，天津 300071） 韩志龙（南开大学物理科学学院，天津 300071） 【内容摘要】本文基于对美国12所著名高校四大力学的调研信息，深入分析了美国高校四大力学的培养目标、课程内容、课程衔接、教学方法、课程学时、考核方式、师资力量、教参信息等各种教育元素，理清了美国高校教学成功的关键，并对我国四大力学课程的设置与改革提出了相应的建议。 【关键词】美国高校；四大力学；课程内容；课程特点；教参信息 物理学是现代科学的基础学科，在300多年的发展历程中形成了众多的学科分支。经过众多物理学家的努力，现今已经形成了以理论力学、量子力学、电动力学、热力学与统计力学（以下统称“四大力学”）为基础的理论框架[1]。作为物理学的理论基础，四大力学在物理学的实际教学中占据核心位置，是物理系本科生的必修课程，也是他们未来进行更深一步学习与科学研究的敲门砖。鉴于四大力学的重要性，各个学校对四大力学的教学也是非常重视，并且通过四大力学也能很好体现一个学校物理学专业的水平与方向。一直以来美国高校在本科生的物理学教育方面要优于我国高校，同时我国高校物理学教育也在不断地进行改革。本课题以美国12所著名大学的本科四大力学课程为研究对象，以课程设置为切入点，深入分析美国大学四大力学课程的诸多特点，对课程进行了全面详细的分析，以期把握美国一流大学本科物理学教育的关键，为我国物理学教育的改革提供有益的参考与启示。 一、样本选择与研究方法 为借鉴美国著名大学物理学人才培养的经验，本研究选择了在US News（2011年）物理学排名中位列前12的大学，它们分别是：麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology ）、斯坦福大学（Stanford University）、加州理工学院（California Institute of Technology）、哈佛大学（Harvard University）、普林斯顿大学（Princeton University）、加州大学伯克利分校（University of California Berkeley）、康乃尔大学（Cornell University ）、芝加哥大学（The University of Chicago）、伊利诺伊大学厄本那―香槟分校（University of Illinois Urbana Champaign）、加州大学圣塔芭芭拉分校（University of California Santa Barbara ）、哥伦比亚大学（Columbia University）、耶鲁大学（Yale University）。 本课题主要采取网络调研的方式，所采集的信息都是美国12所高校在其网站公布的公开信息。课题对样本学校四大力学课程的培养目标、课程内容与衔接、教学方法、考核方式、师资质量、教参信息等各种教育元素进行调查统计，并以典型学校的课程设置为例，分析了美国高校在这些方面的实际情况。 二、美国四大力学本科教育情况 1、课程目标 培养创新性人才是每个高校的基本目标。对于刚刚开始接触专业物理的本科生，四大力学的基本目标是让他们理解支配物理世界行为的基本物理原理，这包括时间、空间、物质及各种形式的能量，从亚原子到宇宙，从基本到复杂等各方面的物理内容。以MIT为例，该校的物理系就为学生展现了一个丰富多彩的物理世界：从基本粒子或是弦到星系或是整个宇宙，从使物质变得比大爆炸以来所有物质更热的相对论性原子核碰撞到用激光使物质变得接近绝对零度以致形成玻色爱因斯坦凝聚态，从单个的原子到普通的材料…在进行纯理论教学 1 收稿日期：2012-03-06；修回日期：2012-06-18 基金项目：教育部2012年研究项目《比较中外著名大学“四大力学”本科课程与主流教材，探索物理学国际化创新人才培养模式》（2012-28）资助. 作者简介：张立彬（1964—），男，河北石家庄人，教育部南开大学外国教材中心副教授，