《大学物理》系统地阐述了物理学的基本规律和基本概念。主要内容包括:力和运动、动量、功和能、刚体的转动、机械振动和波动、气体分子动理论、热力学基础、真空中的静电场、静电场中的导体和电介质、恒定电流的磁场、电磁感应、波动光学、狭义相对论和量子物理基础,共13章。
《大学物理》的内容紧紧围绕大学物理课程的基本要求,难度适中,物理概念清晰,论述深入浅出,例题丰富。书中概念的引入明确而完整,并有一定的技术应用和理论扩展,力求简明而不简单,深入而不深奥。《大学物理》可作为一般理工类专业的大学物理教材,也可作为各类工程技术院校有关专业的自主学习教材,还可供中学物理教师参考。
大学物理是工程技术类专业一门十分重要的基础课。为适应教学改革的新形势,根据教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会2011年大学物理和大学物理实验课程教学基本要求的主要精神,结合编审人员多年的教学经验以及当前国内外物理教材改革的动态,绍兴文理学院物理系经集体讨论编写了本书。
本教材共有13章。编者的初衷是为一般工程技术类专业大学本科生提供一套难度合适、深入浅出、篇幅不大、易教易学的大学物理教材。在编写过程中,编者充分体会到实现这一目标的困难和艰辛。
本书的内容紧紧围绕大学物理课程的基本要求,并以工程技术,特别是新技术中广泛应用的基本物理原理为依据,尽量做到科学性和思想性相统一,理论联系实际,侧重知识的应用性、启发性和趣味性相结合的原则。为此,在编写过程中,适量引用了相关的物理学史资料,其中包括重要的物理实验和有关科学家的思想和贡献。这样可增强物理学理论的真实感和生动感,有助于学生形成科学的学习方法和研究方法,有利于激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力。本书努力体现如下特点: ①充分利用高等数学这一重要工具求解物理学问题,通过本课程的学习,帮助和引导学生学会使用高等数学,把“物”与“理”密切结合; ②精选内容,尽量做到“少课少时”,切实减轻学生负担,既还学生以时间和空间,又保证为后续课程提供必要的基础; ③注重从实验规律引出概念,适当介绍物理学发展史上的重大事件,使学生了解科学发展的规律、科学研究的方法以及科学家的精神; ④充分利用物理学与许多近代和前沿课题、高新技术、现代生活的联系,适当介绍相关科学研究的新成果,开阔学生的眼界,启迪他们的思维,提高学生的科学素质。
本教材内容相对比较完整,所以老师们在讲解时可以根据大纲要求选择相应的内容,或者选择与本专业关联度大一点的部分作为教学内容,容易做到学时与内容相对应,具有一定的灵活性。
绍兴文理学院物理系的老师仔细阅读了书中的相关内容,提出了许多宝贵的意见和建议,在此表示衷心的感谢。由于编者水平有限,加之时间仓促,缺点和疏漏一定不少,恳请广大读者批评指正。
编 者
2012年9月
绪论
0.1 物理学的意义和研究对象
0.2 物理实验和理论结构
0.3 物理学和科学技术
0.4 物理学与人才培养
第1章 力和运动
1.1 质点运动的描述
1.1.1 质点
1.1.2 参考系和坐标系
1.1.3 位置矢量和位移
1.1.4 速度和加速度
1.1.5 自然坐标系下的速度和加速度
1.2 求解运动学问题举例
1.3 圆周运动
1.4 绝对时空条件下的相对运动
1.4.1 时间与空间
1.4.2 相对运动
1.5 牛顿运动定律及其应用
1.5.1 牛顿运动定律的基本内容
1.5.2 力学中常见的几种力
1.5.3 单位制和量纲
1.5.4 牛顿运动定律的应用
思考题
习题
第2章 动量 功和能
2.1 动量 冲量 动量定理
2.1.1 动量
2.1.2 冲量
2.1.3 动量定理
2.2 质点系的动量定理及动量守恒定律
2.2.1 质点系的动量定理
2.2.2 质心和质心运动定理
2.2.3 动量守恒定律
2.3 动能定理
2.3.1 功
2.3.2 功率
2.3.3 质点的动能定理
2.4 保守力与非保守力 势能
2.4.1 万有引力、重力、弹性力的做功特点
2.4.2 保守力与非保守力
2.4.3 势能
2.5 功能原理 机械能守恒定律
2.5.1 质点系的动能定理
2.5.2 功能原理
2.5.3 机械能守恒定律
2.6 碰撞
2.6.1 完全弹性碰撞
2.6.2 完全非弹性碰撞
2.6.3 非弹性碰撞
思考题
习题
第3章 刚体的转动
3.1 刚体的定轴转动
3.1.1 平动和转动
3.1.2 刚体定轴转动的运动学描述
3.2 刚体定轴转动的动力学描述
3.2.1 力对转轴的力矩
3.2.2 转动定律
3.2.3 转动惯量
3.3 角动量 角动量守恒定律
3.3.1 角动量
3.3.2 刚体定轴转动的角动量定理
3.3.3 角动量守恒定律
3.4 刚体定轴转动的动能定理
3.4.1 转动动能
3.4.2 力矩的功和功率
3.4.3 刚体绕定轴转动的动能定理
思考题
习题
第4章 机械振动和波动
第5章 气体分子动理论
第6章 热力学基础
第7章 真空中的静电场
第8章 静电场中的导体和电介质
第9章 恒定电流的磁场
第10章 电磁感应
第11章 波动光学
第12章 狭义相对论
第13章 量子物理基础
参考文献