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湖南师范大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲

考试科目代码：[892]考试科目名称：普通物理（力学、电磁学）

一、考试形式与试卷结构

1)试卷成绩及考试时间

本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

2)答题方式

答题方式为闭卷、笔试。

3)试卷内容结构

各部分内容所占分值为：

力学约70分

电磁学约80分

4)题型结构

填空题：10小题，每小题4分，共40分

问答题：4小题，每小题5分，共20分

计算题：6小题，每小题15分，共90分

二、考试内容与考试要求

（一）力学部分

1、质点运动学

考试内容

质点的位置矢量、位移、速度和加速度质点的速度和加速度在坐标系中的分量形式直线运动抛体运动圆周运动伽利略变换

考试要求

（1）掌握质点的位置矢量、位移、速度和加速度的概念；

（2）掌握速度和加速度在直角坐标系、极坐标系和自然坐标系中的分量公式；

（3）能够灵活运用有关的公式求解质点的直线运动、抛体运动和圆周运动的运动学问题，掌握用积分的方法求解质点的速度和运动学方程的方法；

（4）了解伽利略变换及其物理意义。

2、动量定理和动量守恒定律

考试内容

牛顿运动三定律力学的相对性原理惯性质量非惯性系中的动力学动量冲量动量定理和动量守恒定律质心运动定理

考试要求

（1）理解惯性系的概念，掌握牛顿运动三定律及其应用；

（2）了解力学的相对性原理，了解惯性质量的概念；

（3）了解惯性力的概念，掌握在直线加速非惯性系中动力学方程的运用；

（4）掌握质点和质点系动量的概念和计算，掌握冲量的概念和冲量的计算；

（5）掌握积分形式和微分形式的动量定理，掌握动量守恒定律，能够熟练运用动量定理和动量守恒定律解决质点和质点系的动力学问题；

（6）掌握质心的概念，掌握质心运动定理及其应用。

3、动能定理和机械能守恒定律

考试内容

保守力与非保守力动能和势能功动能定理机械能守恒定律对心碰撞非对心碰撞恢复系数克尼希定理

考试要求

（1）了解保守力和非保守力的概念，理解动能和势能的概念，掌握势能的计算方法，理解势能的基本性质；

（2）理解功的概念，掌握功的计算，掌握质点系内力的功的特点和计算；

（3）掌握动能定理及其应用，理解动能定理的意义；

（4）掌握机械能守恒定律及其应用；

（5）理解恢复系数的定义，掌握对心碰撞（完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞），了解非对心碰撞；

（6）了解克尼希定理及其应用。

4、角动量定理和角动量守恒定律

考试内容

角动量角动量定理角动量守恒定律

考试要求

（1）掌握对点的角动量和对轴的角动量的概念（包括量值的计算和方向的判断）；

（2）掌握质点和质点系对惯性系中固定点和固定轴的角动量定理及其应用；

（3）理解质点系对其质心的角动量定理；

（4）掌握对点和对轴的角动量守恒定律，能够熟练运用角动量守恒定律解决力学中的转动问题。

5、万有引力定律

考试内容

开普勒运动三定律万有引力定律引力质量与惯性质量引力势能地球自转对重量的影响宇宙三速度

考试要求

（1）了解开普勒运动三定律；

（2）了解牛顿万有引力定律及其应用，了解牛顿万有引力定律的适用范围；

（3）了解引力质量和惯性质量的区别和关系；

（4）掌握引力势能的计算；

（5）了解地球自转对重量的影响（定性）。

（6）了解三个宇宙速度的意义及计算。

6、刚体力学

考试内容

刚体的运动学：刚体的平动刚体绕固定轴的转动刚体的平面平行运动

刚体的动力学：刚体的质心和重心转动惯量刚体的动量和角动量刚体的动能刚体的重力势能刚体的质心运动定理刚体绕固定轴转动的角动量定理和转动定理刚体绕固定轴转动的动能定理刚体的平面平行运动的基本动力学方程

考试要求

（1）了解刚体平动的特征；

（2）掌握刚体定轴转动的角速度和角加速度的概念，掌握求解刚体定轴转动的运动规律的方法；

（3）了解刚体平面平行运动的速度公式，掌握刚体无滑滚动的条件；

（4）了解刚体的质心和重心的概念；

（5）掌握转动惯量的定义及刚体对轴的转动惯量的计算方法，掌握平行轴定理和垂直轴定理的应用，熟记几种基本形状的匀质刚体的转动惯量的计算公式（匀质细棒、匀质圆盘和圆柱、匀质球壳和球体等）；

（6）掌握刚体的动量的计算；

（7）掌握刚体的重力势能的计算；

（8）掌握刚体的质心运动定理及其应用；

（9）掌握刚体定轴转动的角动量和动能的计算公式，掌握刚体定轴转动的角动量定理和转动定理及其应用，掌握刚体定轴转动的动能定理公式及其应用，了解力矩的功的计算；

（10）掌握刚体平面平行运动的基本动力学方程（质心运动定理和对质心的角动量定理）及其应用，掌握用克尼希定理计算刚体平面平行运动的动能，了解质点系的动能定理在刚体作平面平行运动时的运用；

（11）掌握质点系的动量守恒定律、角动量守恒定律和机械能守恒定律在刚体动力学问题中的运用。

7、机械振动

考试内容

简谐振动的动力学：简谐振动的动力学方程的特征作简谐振动物体所受力或力矩的特征

简谐振动的运动学：简谐振动的运动学方程、速度方程和加速度方程振幅周期和频率相位简谐振动的图线简谐振动的矢量表示法

简谐振动的能量

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的简谐振动的合成互相垂直相同频率简谐振动的合成

考试要求

（1）掌握简谐振动的动力学方程的特征，了解作简谐振动物体所受力或力矩的特征，掌握由动力学方程求简谐振动频率的方法，了解由简谐振动的动力学方程求其运动学方程的方法；

（2）理解振幅、周期、频率、相位的概念；

（3）掌握简谐振动的运动学方程、速度方程及加速度方程，了解由运动学方程求速度和加速度最大值的方法；

（4）掌握用图线表示简谐振动的方法，掌握简谐振动的矢量表示法，能够熟练运用矢量表示法求振动相位（特别是初相位）；

（5）了解简谐振动过程机械能守恒的规律及动能和势能的相互转换的关系；

（6）掌握同方向同频率简谐振动的合成及合振动振幅的公式，了解拍的现象和拍频，了解互相垂直相同频率简谐振动的合成。

8、机械波

考试内容

波的传播横波和纵波平面波和球面波波的周期、频率、波长和波速平面简谐波方程波的动力学方程波的色散现象媒质中波的能量分布平均能流密度声波声强与声强级半波损失波的干涉驻波多普勒效应

考试要求

（1）了解机械波的传播过程和产生机械波的条件；

（2）了解横波和纵波、平面波和球面波的概念；

（3）理解波的周期、频率、波长和波速的概念，掌握波速、波长及周期（或频率）的关系及计算公式；

（4）掌握平面简谐波方程，理解波方程的物理意义，掌握由平面简谐波方程求波形方程及某点质元的振动方程的方法；

（5）掌握由给定条件求波方程的方法，以及给定波方程求周期、频率、波长、波速、以及相位的方法；

（6）了解波的动力学方程，了解波速与媒质的关系，了解波的色散现象；

（7）理解媒质中波的能量分布，掌握平均能流密度的概念和计算公式；

（8）了解声波、声强和声强级；

（9）了解半波损失的概念；

（10）掌握波的干涉，熟记波的干涉条件，掌握驻波的形成条件、驻波方程、以及驻波的特点；

（11）了解多普勒效应。

（二）电磁学部分

1、静电场

考试内容

静电场的基本规律：电荷库仑定律静电场高斯定理电场线电势

有导体时的静电场：静电场中的导体封闭金属壳内外的场电容器及其电容带电体系的静电能

静电场中的电介质：电偶极子电介质的极化极化电荷有电介质时的高斯定理有电介质时的静电场方程电场的能量

考试要求

（1）了解两种电荷及其相互作用、电荷守恒定律；

（2）理解和掌握库仑定律的适用条件和应用范围、它的矢量形式及其叠加原理；

（3）掌握电场、电场强度的概念及场的叠加原理，掌握电通量的概念和计算，理解高斯定理的内涵及其应用，熟练掌握计算电场强度的方法；

（4）理解静电场力做功的性质，掌握静电场的环路定理、电势差和电势概念；

（5）了解电场线的性质及其应用、等势面及电势与场强的微分关系；

（6）掌握导体静电平衡的条件及平衡时导体的性质，掌握导体静电平衡时的讨论方法；

（7）掌握封闭导体壳内、外的电场的特点，理解静电屏蔽的原理及应用；

（8）理解和掌握电容器的概念及电容的计算，掌握电容器联接的基本方法及计算，掌握处理导体平板组合问题的基本方法；

（9）掌握带电体系的静电能的概念和带电导体、电容器的静电能的计算；

（10）理解电偶极子概念，掌握电偶极子激发的电场及外电场对电偶极子的作用；

（11）掌握电偶极模型下的两种电介质分子及其在外电场中的位移极化和取向极化这两种极化方式、极化强度的概念以及极化强度与场强的关系；

（12）理解极化电荷与极化强度的定量关系及极化电荷面密度与极化强度的关系，了解极化电荷体密度与极化强度的关系；

（13）掌握电位移的概念，熟练掌握有介质时的高斯定理及其应用；

（14）理解有介质时的静电场方程；掌握电场能量密度的概念和电场能量的计算。

2、直流电路

考试内容

稳恒电流和电路：恒定电流直流电路欧姆定律和焦耳定律电源和电动势基尔霍夫方程组；

考试要求

（1）掌握电流、电流强度和电流密度的概念，理解连续性方程、恒定电流和恒定电场概念；

（2）理解电路的基本构成和直流电路的特点；

（3）掌握欧姆定律及其微分形式，掌握各种形状导体的电阻计算，理解焦耳定律及其微分形式，了解经典金属电子论；

（4）掌握电源的非静电力、电动势、内阻和端电压的概念，掌握一段含源电路的欧姆定律，理解直流电路的能量转换，了解导线表面的电荷分布；

（5）熟练掌握基尔霍夫第一、第二方程组及其应用。

3、恒定磁场

考试内容

恒定电流的磁场：磁现象及其与电现象的联系毕奥-萨伐尔定律磁场的高斯定理安培环路定理带电粒子在电磁场中的运动磁场对载流导体的作用

磁介质：磁介质存在时静磁场的基本规律顺磁性与抗磁性铁磁性与铁磁质磁场的能量

考试要求

（1）了解磁性、磁极及其相互作用和电流的磁效应等现象；

（2）熟练掌握毕奥-萨伐尔定律及其应用，掌握磁感应强度的概念，了解运动电荷的磁场；

（3）掌握磁通量的概念和计算，理解磁感应线及其性质，了解磁场的高斯定理；

（4）熟练掌握安培环路定理及其应用，理解磁场的性质；

（5）掌握带电粒子在磁场中的运动的一般规律，理解霍尔效应及其应用，了解回旋加速器、汤姆孙实验等的简单原理；

（6）掌握安培力公式、任意平面闭合电流的磁矩及其在外磁场中的磁力矩的概念；

（7）熟练掌握磁场强度的概念和有磁介质时的环路定理，理解磁介质的磁化规律，了解静磁场与静电场方程的对比；

（8）理解顺磁性和抗磁性的特点；了解铁磁质的磁化性能、铁磁质的分类和应用以及铁磁性的起因；

（9）掌握磁场能量密度和磁场能量的概念。

4、时变电磁场

考试内容

电磁感应：电磁感应现象及规律动生电动势感生电动势和感生电场自感和互感磁能

电磁场和电磁波：位移电流与麦克斯韦方程组平面电磁波电磁场的能量密度和能流密度

考试要求

（1）理解电磁感应现象，掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律；

（2）熟练掌握动生电动势的计算，理解动生电动势与洛伦兹力的内在联系，了解交流发电机的原理；

（3）掌握感生电动势与感生电场概念，掌握感生电场的性质及计算感生电场和感生电动势的方法，了解电子感应加速器的工作原理；

（4）掌握自感电动势和自感系数的概念及其计算，掌握互感电动势和互感系数的概念及其计算；

（5）掌握自感线圈的磁能概念，了解互感线圈的磁能概念；

（6）掌握位移电流、位移电流密度的概念，掌握麦克斯韦方程组的积分形式；

（7）了解平面电磁波的性质和能流密度的概念。

三、参考书目

[1]漆安慎，杜婵英，力学（第二版），教育出版社，2005.

[2]梁灿彬等，电磁学（第二版），高等教育出版社，2004.

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