大學(xué)物理學(xué)

前言

本書(shū)是為非物理專(zhuān)業(yè)的理工科學(xué)生編寫(xiě)的大學(xué)物理教材。教材內(nèi)容是以教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)編制的《理工科類(lèi)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求（2008年版）》的核心內(nèi)容為基本框架，同時(shí)根據(jù)學(xué)校特點(diǎn)對(duì)基本要求中的A類(lèi)和B類(lèi)內(nèi)容作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并選取少量的拓展內(nèi)容向?qū)W生介紹現(xiàn)代高新科技的發(fā)展。本書(shū)的內(nèi)容與100學(xué)時(shí)左右的課程相對(duì)應(yīng)，較少學(xué)時(shí)的物理課程也可刪去*號(hào)內(nèi)容和第6章、第7章、第17章等內(nèi)容進(jìn)行講解，這并不影響課程的完整性。本書(shū)的編寫(xiě)力求做到以下幾點(diǎn)：1．重基礎(chǔ)在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，我們注意到大學(xué)物理學(xué)是高等學(xué)校理工科各專(zhuān)業(yè)學(xué)生一門(mén)重要的通識(shí)性必修基礎(chǔ)課；該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是一個(gè)科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的。因此本書(shū)對(duì)物理學(xué)的基本概念與規(guī)律進(jìn)行重點(diǎn)明晰的闡述，從最基本的概念與規(guī)律出發(fā)，推演出更進(jìn)一步的概念與規(guī)律，使學(xué)生從整體上理解和掌握物理課程的內(nèi)容，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。2．避免重復(fù)大學(xué)物理學(xué)中的許多概念和定律是學(xué)生已知的，避免與中學(xué)內(nèi)容的重復(fù)也是十分重要的，對(duì)此我們注重高等數(shù)學(xué)思想的滲透與應(yīng)用，如利用微積分將中學(xué)物理中的特殊情況推廣為解決普遍問(wèn)題的一般方法，又如引導(dǎo)學(xué)生由中學(xué)物理的獨(dú)立地談矢量的大小與方向，轉(zhuǎn)變?yōu)槭噶康母鞣N表達(dá)與運(yùn)算，使學(xué)生學(xué)會(huì)將高等數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。

內(nèi)容概要

本書(shū)是以教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)編制的《理工科類(lèi)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求（2008版）》為依據(jù)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的需要編寫(xiě)的。全書(shū)分為上、下兩冊(cè)。本書(shū)是上冊(cè)，內(nèi)容包括質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、剛體力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波、流體力學(xué)、液體的表面性質(zhì)、氣體動(dòng)理論、熱力學(xué)基礎(chǔ)。本書(shū)難度適中，在對(duì)物理基本概念、基本規(guī)律的闡述中注重深入淺出，簡(jiǎn)潔易懂。在保證必要的基本訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，突出物理理論在實(shí)際中的應(yīng)用。此外，每章后都配有本章提要，方便學(xué)生掌握重點(diǎn)知識(shí)?！　”緯?shū)可作為高等學(xué)校理工科非物理專(zhuān)業(yè)及農(nóng)林類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)課程教材或參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

前言第1章  質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)  1.1  質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系    1.1.1  質(zhì)點(diǎn)的概念    1.1.2  參考系和坐標(biāo)系  1.2  位移速度和加速度    1.2.1  位置矢量運(yùn)動(dòng)方程    1.2.2  位移矢量    1.2.3  速度矢量    1.2.4  加速度矢量  1.3  平面曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)    1.3.1  圓周運(yùn)動(dòng)    1.3.2  拋體運(yùn)動(dòng)  1.4  相對(duì)運(yùn)動(dòng)  思考題  習(xí)題第2章  質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)  2.1  牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用    2.1.1  牛頓運(yùn)動(dòng)定律    2.1.2  幾種常見(jiàn)的力    2.1.3  牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用舉例  2.2  動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律    2.2.1  沖量質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理    2.2.2  質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理及其守恒定律  2.3  功和能    2.3.1  功    2.3.2  質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理    2.3.3  保守力    2.3.4  勢(shì)能    2.3.5  機(jī)械能守恒定律  2.4  碰撞    2.4.1  完全彈性碰撞    2.4.2  完全非彈性碰撞  思考題  習(xí)題第3章  剛體力學(xué)  3.1  剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)    3.1.1  剛體的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)    3.1.2  角速度矢量和角加速度矢量  3.2  力矩剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律    3.2.1  力矩    3.2.2  剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律    3.2.3  轉(zhuǎn)動(dòng)慣量    3.2.4  剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律的應(yīng)用  3.3  角動(dòng)量角動(dòng)量守恒定律    3.3.1  質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量    3.3.2  質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理    3.3.3  質(zhì)點(diǎn)繞定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定律  3.4  剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能和動(dòng)能定理    3.4.1  力矩的功    3.4.2  轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能    3.4.3  剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理    3.4.4  剛體的重力勢(shì)能  思考題  習(xí)題第4章  機(jī)械振動(dòng)  4.1  簡(jiǎn)諧振動(dòng)    4.1.1  簡(jiǎn)諧振動(dòng)方程    4.1.2  描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的基本物理量    4.1.3  旋轉(zhuǎn)矢量    4.1.4  復(fù)擺    4.1.5  簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量  4.2  簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成    4.2.1  同方向同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成    4.2.2  同方向不同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成    4.2.3  兩個(gè)互相垂直的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成  4.3  阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)共振    4.3.1  阻尼振動(dòng)    4.3.2  受迫振動(dòng)共振  思考題  習(xí)題第5章  機(jī)械波  5.1  機(jī)械波的形成波長(zhǎng)周期和波速    5.1.1  機(jī)械波的形成    5.1.2  橫渡和縱波    5.1.3  波線(xiàn)波面波前    5.1.4  波長(zhǎng)波的周期和頻率波速  5.2  平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)    5.2.1  平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)的形式    5.2.2  波函數(shù)的物理意義  5.3  波的能量    5.3.1  波動(dòng)能量的傳播    5.3.2  波動(dòng)的能流能流密度    5.3.3  聲強(qiáng)和聲強(qiáng)級(jí)  5.4  波的衍射惠更斯原理    5.4.1  波的衍射    5.4.2  惠更斯原理  5.5  波的疊加與干涉    5.5.1  波的疊加原理    5.5.2  波的干涉  5.6  駐波    5.6.1  駐波的形成    5.6.2  駐波方程    5.6.3  半波損失  5.7  多普勒效應(yīng)    5.7.1  波源不動(dòng)，觀(guān)察者以速度VB運(yùn)動(dòng)    5.7.2  觀(guān)察者不動(dòng)，波源以速度Vs運(yùn)動(dòng)    5.7.3  觀(guān)察者和波源同時(shí)相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)  思考題  習(xí)題第6章  流體力學(xué)  6.1  理想流體的定常流動(dòng)    6.1.1  理想流體的定常流動(dòng)    6.1.2  連續(xù)性方程    6.1.3  伯努利方程    6.1.4  伯努利方程的應(yīng)用  6.2  黏滯流體的運(yùn)動(dòng)    6.2.1  黏滯定律    6.2.2  泊肅葉公式    6.2.3  層流和湍流    6.2.4  斯托克斯公式  思考題  習(xí)題第7章  液體的表面性質(zhì)  7.1  表面張力  7.2  彎曲液面的附加壓強(qiáng)  7.3  毛細(xì)現(xiàn)象  思考題  習(xí)題第8章  氣體動(dòng)理論  8.1  平衡態(tài)理想氣體狀態(tài)方程    8.1.1  平衡態(tài)    8.1.2  氣體的宏觀(guān)狀態(tài)參量  8.2  統(tǒng)計(jì)假設(shè)理想氣體分子的微觀(guān)模型    8.2.1  統(tǒng)計(jì)規(guī)律性與統(tǒng)計(jì)假設(shè)    8.2.2  理想氣體分子的微觀(guān)模型  8.3  理想氣體的壓強(qiáng)公式  8.4  理想氣體的溫度公式  8.5  能量均分定理理想氣體的內(nèi)能    8.5.1  自由度    8.5.2  能量按自由度均分定理    8.5.3  理想氣體的內(nèi)能  8.6  氣體按麥克斯韋速率分布定律    8.6.1  麥克斯韋氣體分子速率分布律    8.6.2  三種統(tǒng)計(jì)速率    8.6.3  麥克斯韋速率分布律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證  8.7  玻爾茲曼能量分布律    8.7.1  玻爾茲曼分布律    8.7.2  重力場(chǎng)中氣體分子按高度的分布  8.8  分子的平均碰撞次數(shù)和平均自由程  8.9  范德瓦耳斯方程  8.10  氣體內(nèi)的遷移現(xiàn)象    8.10.1  內(nèi)摩擦現(xiàn)象    8.10.2  熱傳導(dǎo)現(xiàn)象    8.10.3  擴(kuò)散現(xiàn)象  思考題  習(xí)題第9章  熱力學(xué)基礎(chǔ)  9.1  熱力學(xué)第一定律    9.1.1  熱力學(xué)過(guò)程    9.1.2  內(nèi)能功熱量    9.1.3  熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表述  9.2  熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用    9.2.1  等體過(guò)程    9.2.2  等壓過(guò)程    9.2.3  等溫過(guò)程    9.2.4  準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程    9.2.5  多方過(guò)程  9.3  循環(huán)過(guò)程  卡諾循環(huán)    9.3.1  循環(huán)過(guò)程    9.3.2  卡諾循環(huán)  9.4  熱力學(xué)第二定律    9.4.1  熱力學(xué)第二定律的兩種表述    9.4.2  可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程    9.4.3  卡諾定理  9.5  熵  熵增加原理    9.5.1  熵    9.5.2  熵增加原理  9.6  熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義  思考題  習(xí)題習(xí)題答案附錄A  計(jì)量單位附錄B  一些常用數(shù)據(jù)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握位置矢量、速度矢量、加速度矢量等物理量的概念，理解運(yùn)動(dòng)的矢量性、瞬時(shí)性和相對(duì)性。掌握參考系和坐標(biāo)系的選擇，用矢量分解的方法處理平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度和加速度。理解建立簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)方程的方法。理解兩個(gè)以恒定速度做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參考系間的伽利略變換。會(huì)利用簡(jiǎn)單函數(shù)的微分和積分方法來(lái)解決物理問(wèn)題。力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。所謂機(jī)械運(yùn)動(dòng)，是指物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置變化和形狀變化。經(jīng)典力學(xué)研究的是做宏觀(guān)低速運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。按照研究?jī)?nèi)容通常把力學(xué)分為運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和靜力學(xué)三部分。運(yùn)動(dòng)學(xué)研究的是如何描述物體的運(yùn)動(dòng)，即“物體是怎樣運(yùn)動(dòng)的”；動(dòng)力學(xué)研究物體的運(yùn)動(dòng)原因，即“物體為什么是這樣運(yùn)動(dòng)的”；靜力學(xué)則研究物體在相互作用中的平衡問(wèn)題。本章討論質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的內(nèi)容。1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系1.1.1質(zhì)點(diǎn)的概念實(shí)際物體都有一定的大小、形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在力的作用下還可以發(fā)生形變。在討論的問(wèn)題中，當(dāng)物體的形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和形變對(duì)所研究的問(wèn)題不起作用或所起的作用可以忽略時(shí)，就可以把這個(gè)物體看成是一個(gè)只有質(zhì)量而沒(méi)有大小的幾何點(diǎn)，叫做質(zhì)點(diǎn)。例如，當(dāng)討論汽車(chē)在公路上的行駛問(wèn)題時(shí)，如果只關(guān)心車(chē)運(yùn)動(dòng)的快慢問(wèn)題，那么車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)、車(chē)窗玻璃的開(kāi)啟和關(guān)閉等現(xiàn)象都與所研究的問(wèn)題無(wú)關(guān)，這時(shí)可以把汽車(chē)看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)處理，若要研究座位之間的距離，顯然汽車(chē)不能視為質(zhì)點(diǎn)。又如，在研究地球的公轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí)，地球的形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)公轉(zhuǎn)問(wèn)題而言無(wú)關(guān)緊要，因此也可以把地球看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。但是如果討論的是地球的自轉(zhuǎn)問(wèn)題，就不能把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理了?？梢?jiàn)，一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)，與物體的大小無(wú)關(guān)，只是取決于所研究問(wèn)題的性質(zhì)，要具體問(wèn)題具體分析。

編輯推薦

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