本书是根据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委员会关于《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2008年版)的精神编写而成的。全书分上、下两册。上册涵盖大学物理课程中运动学、力学、狭义相对论、气体动理论、热力学和电学等内容;下册包括磁学、机械振动和机械波、光学以及量子力学基础等内容。在编写过程中,吸取了近年来许多优秀物理教材的优点,结合作者多年来物理教学改革实践的经验,力求做到内容现代化,加强应用性,扩大知识面,提高学生的科学素质。
本书可作为高等学校理工科各专业大学物理课程的教材,也可作为中学物理教师和其他相关专业读者的自学参考书。
样章试读
目录
- 绪论
0.1 为什么要学物理学
0.2 如何学好物理学
第1章 质点运动学
1.1 参考系 坐标系 质点
1.1.1 参考系
1.1.2 坐标系
1.1.3 质点
1.2 质点运动的描述
1.2.1 位置矢量
1.2.2 位移
1.2.3 速度
1.2.4 加速度
1.2.5 运动学中的两类问题
1.3 平面曲线运动
1.3.1 抛体运动
1.3.2 圆周运动
1.3.3 一般曲线运动
1.4 相对运动
阅读材料 宇宙的膨胀
习题1
第2章 牛顿运动定律
2.1 牛顿定律及其应用
2.1.1 牛顿定律
2.1.2 常见的几种力
2.1.3 牛顿定律的应用举例
*2.2 非惯性系 惯性力
2.2.1 非惯性系
2.2.2 惯性力
2.3 力的时间累积作用规律——动量定理
2.3.1 动量与冲量
2.3.2 质点的动量定理
2.3.3 质点系的动量定理
2.4 力的空间累积作用规律——动能定理
2.4.1 功
2.4.2 功率
2.4.3 动能定理
阅读材料 科里奥利力
习题2
第3章 运动的守恒定律
3.1 保守力与非保守力 势能
3.1.1 保守力
3.1.2 势能
3.1.3 势能曲线
3.2 功能原理 机械能守恒定律
3.2.1 质点系的动能定理
3.2.2 功能原理
3.2.3 机械能守恒定律
3.3 动量守恒定律 *质心 质心运动定律
3.3.1 动量守恒定律
*3.3.2 质心 质心运动定律
3.4 碰撞
阅读材料 牛顿
习题3
第4章 刚体的定轴转动
4.1 刚体运动学
4.1.1 描述刚体定轴转动的物理量
4.1.2 角量与线量的关系
4.1.3 匀变速转动公式
4.2 刚体的转动动能 转动惯量
4.2.1 刚体的转动动能
4.2.2 转动惯量
*4.2.3 计算转动惯量的定理
4.3 力矩 刚体的转动定律
4.3.1 力矩
4.3.2 刚体的转动定律
4.4 刚体定轴转动的功和能
4.4.1 力矩做功
4.4.2 刚体定轴转动的动能定理
4.4.3 机械能守恒定律
4.5 角动量 角动量守恒定律
4.5.1 角动量
4.5.2 角动量定理
4.5.3 角动量守恒定律
阅读材料 对称性和守恒定律
习题4
第5章 狭义相对论基础
5.1 伽利略变换 力学相对性原理
5.1.1 绝对时空观与伽利略变换
5.1.2 力学相对性原理
5.2 迈克耳孙-莫雷实验
5.2.1 迈克耳孙-莫雷实验的历史背景
5.2.2 迈克耳孙-莫雷实验
5.3 狭义相对论的两个基本原理 洛伦兹变换
5.3.1 狭义相对论的两个基本原理
5.3.2 洛伦兹坐标变换
5.3.3 洛伦兹坐标变换式的推导
5.3.4 洛伦兹速度变换
5.4 狭义相对论的时空观
5.4.1 同时的相对性
5.4.2 长度的收缩效应
5.4.3 时间的膨胀效应
5.5 狭义相对论动力学
5.5.1 相对论质量与动量
5.5.2 相对论动能 质量与能量的关系
5.5.3 能量与动量的关系
阅读材料 爱因斯坦
习题5
第6章 气体动理论
6.1 分子运动论的几个基本观点
6.1.1 气体分子热运动的基本特征
6.1.2 统计的基本思想
6.2 气体状态参量 理想气体状态方程
6.2.1 平衡态
6.2.2 状态参量
6.2.3 理想气体的状态方程
6.2.4 准静态过程 p-V图
6.3 理想气体压强公式
6.3.1 理想气体微观模型
6.3.2 理想气体的压强公式
6.4 气体分子平均平动动能与温度的关系
6.4.1 气体分子的平均平动动能与温度的关系
6.4.2 气体分子的方均根速率
6.5 能量均分定理 理想气体内能
6.5.1 自由度
6.5.2 能量均分定理
6.5.3 理想气体的内能
6.6 麦克斯韦气体分子速率分布律
6.6.1 气体分子速率分布的描述
6.6.2 速率分布函数
6.6.3 麦克斯韦速率分布律
*6.7 玻尔兹曼分布律
6.8 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程
*6.9 真实气体的范德瓦耳斯方程
6.9.1 真实气体
6.9.2 范德瓦耳斯方程
阅读材料 奇妙的低温世界
习题6
第7章 热力学基础
7.1 热力学第一定律
7.1.1 内能 功和热量
7.1.2 热力学第一定律
7.2 热力学第一定律在四个过程的应用
7.2.1 等体过程
7.2.2 等压过程
7.2.3 等温过程
7.2.4 绝热过程
7.3 循环过程 卡诺循环
7.3.1 循环过程
7.3.2 卡诺循环
7.4 热力学第二定律
7.4.1 自然过程的方向性
7.4.2 热力学第二定律
*7.4.3 两种表述的等效性
7.5 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理
7.5.1 可逆过程与不可逆过程
7.5.2 卡诺定理
7.6 熵 熵增加原理
7.6.1 熵的概念
7.6.2 熵的计算
7.6.3 熵增加原理
7.7 热力学第二定律的统计意义
7.7.1 热力学第二定律的统计意义
7.7.2 熵的统计表述
7.7.3 无序和有序
阅读材料 熵和信息
习题7
第8章 真空中的静电场
8.1 电荷 库仑定律
8.1.1 电荷
8.1.2 点电荷
8.1.3 库仑定律
8.1.4 电场力叠加原理
8.2 电场 电场强度
8.2.1 电场
8.2.2 电场强度
8.2.3 场强叠加原理
8.2.4 场强的计算
8.3 电场线与电通量
8.3.1 电场线
8.3.2 电通量
8.4 高斯定理及其应用
8.4.1 高斯定理及其推证
8.4.2 高斯定理的几点说明
8.4.3 应用高斯定理计算场强
8.5 静电场的环流定理
8.5.1 静电场力的功
8.5.2 静电场的环路定理
8.6 电势能和电势
8.6.1 电势能
8.6.2 电势
8.6.3 电势差
8.7 电势的计算
8.7.1 直接积分法
8.7.2 场势法
8.8 等势面 场强与电势的微分关系
8.8.1 等势面
8.8.2 场强与电势的微分关系
8.9 电偶极子
8.9.1 电偶极矩
8.9.2 电偶极子电场中的场强
8.9.3 电偶极子在外电场中所受的力和力矩
阅读材料 静电产生机理(一)
习题8
第9章 静电场中的导体与电介质
9.1 静电场中的导体
9.1.1 导体的静电平衡
9.1.2 尖端放电
9.1.3 空腔导体
9.1.4 静电屏蔽
9.2 静电场中电介质的极化
9.2.1 电介质的极化
9.2.2 有极分子和无极分子电介质
9.2.3 位移极化与取向极化
9.2.4 静电植绒
9.2.5 电极化强度
9.2.6 电极化强度与极化电荷的关系
9.3 有电介质时的高斯定理
9.4 电容 电容器
9.4.1 孤立导体的电容
9.4.2 电容器的电容
9.4.3 电容器的串并联
9.5 静电场的能量
9.5.1 平行板电容器的电场能量
9.5.2 静电场的能量密度 静电场的能量
阅读材料 静电产生机理(二)
习题9
第10章 稳恒电流
10.1 电流密度矢量 稳恒电流的条件
10.1.1 电流
10.1.2 电流密度
10.1.3 电流的连续性方程 稳恒条件
10.2 电源 电动势
10.2.1 电源
10.2.2 电动势
10.3 欧姆定律 电阻 电阻率
10.3.1 一段均匀电路的欧姆定律 电阻
10.3.2 电阻率
*10.3.3 纤维的质量比电阻
10.3.4 欧姆定律的微分形式
10.4 电阻率与温度的关系 超导现象
10.4.1 电阻率与温度的关系
10.4.2 超导现象
10.5 闭合电路中的能量转换
10.5.1 闭合电路的欧姆定律
10.5.2 闭合电路中放出的能量
10.6 一段非均匀电路的欧姆定律
10.6.1 一段非均匀电路的欧姆定律
10.6.2 计算电路中电压降的一项规定
10.6.3 闭合电路的欧姆定律的普遍形式
*10.7 基尔霍夫定律及其应用
10.7.1 基尔霍夫第一定律
10.7.2 基尔霍夫第二定律
10.7.3 基尔霍夫定律的应用
*10.8 复杂电路的若干简捷计算方法
10.8.1 等电位点法
10.8.2 电流分配法
10.8.3 极限法
阅读材料 超导量子干涉仪的原理与应用
习题10
附录1 矢量
附录2 国际单位制(SI)基本单位
附录3 常用物理常量
习题参考答案