大學(xué)物理學(xué) 第一卷 第3版

前言

　　教材是體現(xiàn)教學(xué)理念、課程內(nèi)容、教學(xué)要求、教學(xué)模式的知識(shí)載體，又是指導(dǎo)學(xué)生獲取知識(shí)的方法和渠道。本書為適應(yīng)大學(xué)本科非物理類專業(yè)對物理教學(xué)的基本要求，針對地方高校學(xué)生層次與認(rèn)知規(guī)律，按集成“知識(shí)－能力－素質(zhì)”于一體的指導(dǎo)思想，在多年教學(xué)改革實(shí)踐及前兩版的基礎(chǔ)上，著眼于學(xué)生智慧和能力的培養(yǎng)來進(jìn)行修訂。同時(shí)，為激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和引導(dǎo)學(xué)生思考，本書適度改變了前兩版的撰寫風(fēng)格，力求在中學(xué)物理基礎(chǔ)上、在有利學(xué)生閱讀的同時(shí)，營造一種探索與創(chuàng)新氛圍?！　榱思訌?qiáng)大學(xué)物理的基礎(chǔ)地位，走出“一遇教學(xué)改革，物理教育就成為被削弱的對象”的怪圈，本書將大學(xué)物理分為“經(jīng)典物理基礎(chǔ)”與“近代物理基礎(chǔ)”兩卷，兩卷各成體系，又相互呼應(yīng)，并分兩學(xué)期使用。按因材施教的個(gè)性化教育原則，本書有少部分內(nèi)容適度超出教學(xué)基本要求，有少部分內(nèi)容適度超出課堂教學(xué)所需，有少部分內(nèi)容適度超出多數(shù)學(xué)生的接受能力?！　”究茖I(yè)教育教學(xué)計(jì)劃是由相互作用、相互依賴的若干部分（要素）結(jié)合而成的、具有特定功能的系統(tǒng)。服務(wù)于人才培養(yǎng)的大學(xué)物理課程是構(gòu)成專業(yè)教育教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)“要素”，本書一方面注意了傳承大學(xué)物理教材知識(shí)結(jié)構(gòu)的縱向關(guān)系，另一方面又考慮了大學(xué)物理與本科專業(yè)教育教學(xué)計(jì)劃中相關(guān)課程交叉、滲透的橫向關(guān)系。按系統(tǒng)論觀點(diǎn)，本書部分地調(diào)整了傳統(tǒng)大學(xué)物理知識(shí)結(jié)構(gòu)單元，突出作為自然科學(xué)基本規(guī)律、能長時(shí)期發(fā)揮作用的基礎(chǔ)性內(nèi)容；突出通過滲透、融合可伸向理工科類院校非物理類專業(yè)或工程技術(shù)學(xué)科與課程的基礎(chǔ)性內(nèi)容。　　例如。在“路論”與“場論”的關(guān)系中，“路論”是電類課程的核心，即“以電路分析為基礎(chǔ)、以電路設(shè)計(jì)為主導(dǎo)、以電路應(yīng)用為背景”。“場論”作為能量流、物質(zhì)流及信息流的物理基礎(chǔ)，在本書中予以彰顯。第一卷在介紹質(zhì)點(diǎn)－質(zhì)點(diǎn)系，連續(xù)體力學(xué)后，以流速場承前啟后、以真空電磁場為主、以電流場、能流場、標(biāo)量場、引力場等為輔，開出場物理學(xué)，強(qiáng)調(diào)在不同物理問題中，場可以是一種方法、可以是一個(gè)函數(shù)、可以是一種物質(zhì)。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)教育部世行貸款教學(xué)改革項(xiàng)目的成果和教育部最新頒布的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》編寫而成。全書共兩卷，本書為第一卷，主要內(nèi)容有力學(xué)、場物理學(xué)、波動(dòng)學(xué)和熱學(xué)。    本書的一大特色，也是新的嘗試是，除在敘述上力求接近學(xué)生、概念準(zhǔn)確，并以大量實(shí)例使內(nèi)容更加生動(dòng)、有趣外，還在講述基本概念、基本原理和基本理論的同時(shí)，凸顯教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)用的物理學(xué)研究方法。特別是，本書在每章編寫一節(jié)“物理學(xué)方法簡述”，進(jìn)一步介紹相關(guān)物理學(xué)的研究方法，提示讀者應(yīng)用這些研究方法的要點(diǎn)，同時(shí)挑選幾種方法，要求學(xué)生自己通過歸納、總結(jié)和應(yīng)用這些研究方法，達(dá)到既掌握知識(shí)，又提高能力的教學(xué)目的。    本書與配套的《大學(xué)物理解題思路、方法與技巧》一書一并提供學(xué)生使用。    本書為高等院校理工科非物理專業(yè)大學(xué)物理基礎(chǔ)課教材，也可作為高校物理教師、學(xué)生和相關(guān)技術(shù)人員的參考書。

作者簡介

王建邦，1938年生，1961年畢業(yè)于武漢大學(xué)物理系，現(xiàn)任中北大學(xué)教授。合作研究電子衍射測未知晶體結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，獲國家發(fā)明三等獎(jiǎng)。他長期從事物理基礎(chǔ)課教學(xué)及教學(xué)研究。十分重視物理學(xué)方法的研究及其教學(xué)實(shí)踐，重視學(xué)生能力的培養(yǎng)。積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。三次獲山西省教學(xué)成果

書籍目錄

第3版前言緒論第一部分  力學(xué)  第一章  質(zhì)點(diǎn)力學(xué)    第一節(jié)  質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)      一、位置矢量      二、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程      三、位移矢量      四、速度矢量      五、加速度矢量      六、笛卡兒坐標(biāo)系的運(yùn)用      七、運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問題    第二節(jié)  牛頓運(yùn)動(dòng)定律      一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容      二、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用    第三節(jié)  質(zhì)點(diǎn)的基本運(yùn)動(dòng)定理      一、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理      二、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能定理      三、質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量(動(dòng)量矩)定理    第四節(jié)  物理學(xué)方法簡述  第二章  質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的守恒定律    第一節(jié)  動(dòng)量守恒定律      一、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理      二、質(zhì)心概念簡介      三、動(dòng)量守恒定律      四、火箭飛行原理簡介    第二節(jié)  機(jī)械能守恒定律      一、質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理      二、質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)力做的功      三、質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的內(nèi)勢能      四、機(jī)械能守恒定律    第三節(jié)  質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量守恒定律      一、質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量      二、質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量定理      三、質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量守恒條件      四、有關(guān)守恒定律的補(bǔ)充說明    第四節(jié)  物理學(xué)方法簡述  第三章  連續(xù)體力學(xué)    第一節(jié)  剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)      一、剛體運(yùn)動(dòng)的類型      二、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)      三、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)      四、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量守恒定律    第二節(jié)  固體的形變和彈性      一、彈性體中的應(yīng)變和應(yīng)力      二、胡克定律      三、彈性體中的波速    第三節(jié)  理想流體及其運(yùn)動(dòng)      一、理想流體的定常流動(dòng)      二、流體運(yùn)動(dòng)的描述方法      三、連續(xù)性方程      四、伯努利方程    第四節(jié)  物理學(xué)方法簡述第二部分  場物理學(xué)基礎(chǔ)第三部分  波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)第四部分  熱物理學(xué)基礎(chǔ)附錄物理名詞索引（中英文對照）參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　  第二節(jié) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律　  在上一節(jié)中介紹了描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的四個(gè)物理量：位矢r、位移△r、速度移和加速度a以及它們之間的關(guān)系，但沒有涉及存在于運(yùn)動(dòng)之中的因果規(guī)律。那么，什么是因果規(guī)律呢？或者說在自然界中，為什么物體會(huì)有這樣或那樣的運(yùn)動(dòng)形式呢？這是由物體與構(gòu)成它周圍環(huán)境的其他物體的性質(zhì)和位置決定的，即取決于物體與環(huán)境間的相互作用。在中學(xué)物理中，曾將物體間或物體與環(huán)境間的相互作用稱為力。1687年7月問世的牛頓的曠世名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》以嚴(yán)整的理論體系，建立了關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的三個(gè)定律和萬有引力定律。依照牛頓力學(xué)理論，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之所以隨時(shí)間、空間變化，是因?yàn)槲矬w受外力作用，研究物體在受力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律稱為動(dòng)力學(xué)。而以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)是牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)?！? 在中學(xué)物理教學(xué)中，牛頓力學(xué)的有關(guān)概念、規(guī)律乃至許多具體知識(shí)和解題方法已為讀者熟悉，為了避免令人生厭的重復(fù)，本書將著重于在物理思想和邏輯推理的層面上的延伸和提高。　  一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容　  1.牛頓第一定律——慣性定律　  任何物體都保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直至受到其他物體的作用。　  以上表述牛頓第一定律雖簡短，內(nèi)涵卻豐富。首先，一個(gè)物體處于不受作用下的狀態(tài)，在自然界中是不會(huì)出現(xiàn)的。牛頓找到這條定律取決于他豐富的想象力。其次，定律闡明了慣性的含義，給出了力的概念，暗含了慣性參考系的定義。為什么說牛頓第一定律定義了慣性參考系呢？因?yàn)橹挥性谶@種特殊的參考系中觀察，物體的運(yùn)動(dòng)才遵守牛頓第一定律。最后這一點(diǎn)從理論上講，不論現(xiàn)實(shí)宇宙中是否存在慣性系，由慣性定律作為首發(fā)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律，只在慣性系中成立?！? 牛頓第一定律雖然只定性地闡述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，但卻引發(fā)出三個(gè)問題。其一，采用什么物理量描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（是否是速度？），以使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變具有明確的意義？其二，采用什么物理量體現(xiàn)其他物體的作用，以使這種作用與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變之關(guān)系有明確的定量表達(dá)？其三，物體具有保持本身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性，是否可以用一個(gè)物理量予以度量？這三點(diǎn)，是在隨后的牛頓第二定律中才得以圓滿解決。　  ……

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