大學(xué)物理學(xué)（上冊）

前言

物理學(xué)作為所有自然科學(xué)中發(fā)展最早、最成熟、理論與實驗并重的一門定量化的學(xué)科，其成就不僅發(fā)展了自己，而且成為新技術(shù)、新學(xué)科、新思維的原動力。物理學(xué)始終站在科學(xué)的前列，推動技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新，極大地影響著經(jīng)濟(jì)和社會的進(jìn)步。以物理學(xué)基礎(chǔ)知識為內(nèi)容的大學(xué)物理課程，它所包含的經(jīng)典物理學(xué)、近代物理學(xué)和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)上應(yīng)用的初步知識等都是一個高素質(zhì)人才所必備的，是學(xué)習(xí)掌握其它自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。除此之外，物理學(xué)還有一個越來越重要的作用，這就是幫助學(xué)生建立科學(xué)的世界觀、宇宙觀，進(jìn)行科學(xué)能力和科學(xué)方法論的訓(xùn)練。這部教材依據(jù)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》（2008）（以下簡稱基本要求），包含了基本要求所規(guī)定的全部基本內(nèi)容A和大部分?jǐn)U展內(nèi)容B，教材保持傳統(tǒng)的內(nèi)容體系，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、振動與波動、波動光學(xué)和近代物理學(xué)六篇共25章，并配套有內(nèi)容豐富全面的數(shù)字化教學(xué)資源。教材廣泛吸收了當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)改革的成果和經(jīng)驗，力圖將大學(xué)物理的教育思想、教育目標(biāo)、課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段等方面緊密融合在一起，滿足當(dāng)前一般院校大學(xué)物理課程的實際教學(xué)需要。本書的主要特色有：（1）強(qiáng)化物理學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)，保持物理學(xué)知識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性。教材突出基本現(xiàn)象、基本概念、基本原理的闡述；明晰概念引入、概念形成、概念應(yīng)用、理論闡述與應(yīng)用的知識結(jié)構(gòu)。教材的內(nèi)容深度以基本要求規(guī)定的A類核心內(nèi)容為基準(zhǔn)，內(nèi)容廣度以基本要求規(guī)定的B類內(nèi)容為依據(jù)。教材對A類核心內(nèi)容進(jìn)行詳盡的闡述，對B類內(nèi)容作相對簡單的介紹，而將更多的B類內(nèi)容納入到所配套的數(shù)字化教學(xué)資源中的欄目“知識與拓展”里去。另一方面，為適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化的要求，在經(jīng)典物理部分采用滲透、穿插近現(xiàn)代內(nèi)容，介紹高新技術(shù)（軍事技術(shù)）中的物理原理等方式，以增強(qiáng)現(xiàn)代氣息；在量子物理部分較完整地講述了單個微觀粒子的運(yùn)動，并拓展到大量原子中電子的運(yùn)動，強(qiáng)調(diào)了處理微觀粒子的量子理論體系。教材每章后都有內(nèi)容提要以突出基本要求。圍繞教學(xué)要求精選習(xí)題，并分為選擇、填空、計算三類，習(xí)題數(shù)量和難度適中，便于學(xué)生和教師對基本知識的自測和檢測，較難的習(xí)題給出提示。

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)教育部物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》(2008)編寫而成的，全書內(nèi)容由淺人深，突出基本現(xiàn)象、基本概念、基本原理的闡述；明晰概念引入、概念形成、概念應(yīng)用、理論闡述與應(yīng)用的知識結(jié)構(gòu)；注重科學(xué)素養(yǎng)。本書在教學(xué)實踐基礎(chǔ)上，合理安排教學(xué)內(nèi)容和習(xí)題．力求易教易學(xué)，以適應(yīng)當(dāng)前高等教育快速發(fā)展的形勢和軍隊院校培訓(xùn)任務(wù)整體轉(zhuǎn)型的需要。    全書分上、下兩冊，上冊包括力學(xué)、熱學(xué)和電磁學(xué)，下冊包括振動與波動、光學(xué)和近代物理基礎(chǔ)。本書可作為高等學(xué)校非物理類理工科類的90-120學(xué)時大學(xué)物理課程教材，也可供廣大物理教師和各類學(xué)習(xí)大學(xué)物理的讀者參考。

書籍目錄

第一篇  力學(xué)  第一章  質(zhì)點運(yùn)動學(xué)    1.1  質(zhì)點的位矢、速度和加速度    1.2  運(yùn)動疊加原理拋體運(yùn)動    1.3  圓周運(yùn)動    1.4  相對運(yùn)動    內(nèi)容提要    習(xí)題  第二章  牛頓定律    2.1  物理學(xué)中的力    2.2  牛頓定律    2.3  國際單位制和量綱    2.4  應(yīng)用牛頓定律解題    2.5  非慣性系和慣性力    內(nèi)容提要    習(xí)題  第三章  動量與角動量    3.1  沖量與動量定理    3.2  質(zhì)點系的動量定理    3.3  動量守恒定律    3.4  質(zhì)點的角動量    內(nèi)容提要    習(xí)題  第四章  功和能    4.1  功動能定理    4.2  保守力和勢能    4.3  功能原理    4.4  機(jī)械能守恒定律    4.5  碰撞    內(nèi)容提要    習(xí)題  第五章  剛體的定軸轉(zhuǎn)動    5.1  剛體的定軸轉(zhuǎn)動    5.2  剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律    5.3  剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理    5.4  剛體的角動量定理和角動量守恒定律    5.5  進(jìn)動    內(nèi)容提要    習(xí)題第二篇  熱學(xué)  第六章  氣體動理論    6.1  熱力學(xué)平衡態(tài)和溫度    6.2  分子力和理想氣體模型    6.3  理想氣體的壓強(qiáng)和溫度    6.4  能量均分定理    6.5  麥克斯韋速率分布律    6.6  氣體分子的平均自由程    6.7  氣體的輸運(yùn)現(xiàn)象    內(nèi)容提要    習(xí)題  第七章  熱力學(xué)第一定律    7.1  熱力學(xué)過程    7.2  熱力學(xué)第一定律    7.3  理想氣體的典型準(zhǔn)靜態(tài)過程    7.4  循環(huán)過程卡諾循環(huán)    內(nèi)容提要    習(xí)題  第八章  熱力學(xué)第二定律    8.1  自然過程的方向性    8.2  熱力學(xué)第二定律    8.3  熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義    8.4  克勞修斯熵公式    8.5  熵的計算    內(nèi)容提要    習(xí)題第三篇  電磁學(xué)  第九章  電荷與靜電場    9.1  電荷和庫侖定律    9.2  電場和電場強(qiáng)度    9.3  高斯定理    9.4  靜電場的環(huán)路定理和電勢    9.5  電場強(qiáng)度和電勢梯度的關(guān)系    9.6  帶電粒子在靜電場中的運(yùn)動    內(nèi)容提要    習(xí)題  第十章  靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)    10.1  導(dǎo)體的靜電平衡    10.2  空腔導(dǎo)體與靜電屏蔽    10.3  靜電場中的電介質(zhì)    10.4  電位移矢量    10.5  電容和電容器    lO.6  靜電場的能量    內(nèi)容提要    習(xí)題  第十一章  穩(wěn)恒電流和穩(wěn)恒磁場    11.1  電流和電流密度    11.2  穩(wěn)恒電場電源電動勢    11.3  磁感應(yīng)強(qiáng)度    11.4  畢奧一薩伐爾定律    11.5  磁場的高斯定理    11.6  安培環(huán)路定理    11.7  帶電粒子在磁場中的運(yùn)動    11.8  磁場對載流導(dǎo)線的作用    內(nèi)容提要    習(xí)題  第十二章  物質(zhì)的磁性    12.1  順磁性和抗磁性    12.2  磁化強(qiáng)度和磁化電流      12.3  磁介質(zhì)中的磁場磁場強(qiáng)度    12.4  鐵磁質(zhì)    內(nèi)容提要    習(xí)題  第十三章  電磁感應(yīng)    13.1  電磁感應(yīng)定律    13.2  動生電動勢    13.3  感生電動勢和感生電場    13.4  自感和互感    13.5  電感和電容電路的暫態(tài)過程    13.6  磁場的能量    內(nèi)容提要    習(xí)題  第十四章  電磁場    14.1  位移電流    14.2  麥克斯韋方程組    內(nèi)容提要    習(xí)題  習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：根據(jù)以上所述，質(zhì)點運(yùn)動的速度v等于位置矢量，對時間的一階導(dǎo)數(shù)，加速度v等于位置矢量，對時間的二階導(dǎo)數(shù)，原則上我們可以接著定義位置矢量對時間的更高階導(dǎo)數(shù)，但是實際上在牛頓力學(xué)中，只有質(zhì)點的速度和加速度是有對應(yīng)的物理意義的。研究物體的運(yùn)動問題時，我們常常會碰到這樣兩類問題.一類是已知物體的運(yùn)動學(xué)方程，需要求物體的速度和加速度，這類問題可以應(yīng)用公式（1.1.10）和（1.1.15），通過運(yùn)動學(xué)方程對時間求導(dǎo)數(shù)而得到，此類問題常稱為運(yùn)動學(xué)第一類問題.另一類問題是已知質(zhì)點的加速度或速度和初始條件（x和v），求物體的運(yùn)動學(xué)方程或運(yùn)動軌跡，這類問題可以通過對公式（1.1.10）和（1.1.15）對時間積分而得到，此類問題常稱為運(yùn)動學(xué)第二類問題。

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