《大学物理(上 第二版)》是在熊天信、蒋德琼等主编的《大学物理教程》教材的基础上修订而成的。此次修订在保留原书的体系、风格及特色不变情况下,进一步汲取了国内外同类教材的优点和在教学实践中同行提出的建议,改写不少章节内容,在调整、删除个别章节内容的同时,增加了个别章节和一些知识拓展内容,更加注重教学内容现代化,充实了应用类型题目,加强了物理学与生活、工程技术的联系。
全书分上、下两册。上册内容包括经典力学、机械振动和机械波和热学三篇,下册内容包括电磁学、波动光学和近代物理基础三篇。
《大学物理(上 第二版)》可作为各类高等院校理工科非物理学专业大学物理课程的教材或参考书。《大学物理(上 第二版)》中的思考题及习题解答将另册出版。
物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律的自然科学。它的基本理论渗透到自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,它是一切自然科学的基础,对人类未来的进步起着关键的作用。
大学物理课程是理工科专业的一门重要的基础课。它也是理工科学生四年大学学习中唯一一门涉及到各个学科并与最前沿的科学技术相联系的课程。它的作用一方面是为学生打好必要的物理基础,另一方面通过物理学的学习,培养学生思维能力和研究问题的方法,起着增强适应能力、开阔思路、激发探索和创新精神,提高科学素质等重要作用。打好物理基础,不仅对学生在校学习起着十分重要的作用,而且对学生在毕业后的工作中进一步学习新理论、新知识、新技术,不断更新知识都将产生深远的影响。
随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的贯彻落实,人才培养模式的改革与创新成为当前我国高校深化教学改革、提高人才培养质量的关键。人才培养模式的改革,不仅要更新人才培养观念,更要加强与之相应的课程体系、教学内容与教学方法改革。因而,探讨大学物理课程的改革与建设,优化课程体系,更新教学内容,创新教学方法,对加强与提高大学生学习兴趣、学习能力、实践能力和创新能力,提高高校大学物理课程教学质量以及人才培养水平有重要的现实意义。为此我们以2004年教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会关于《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》(以下简称《基本要求》)为指导,汲取了国内外大学物理教材中的优秀成果,融入了编者多年从事大学物理教学的经验和改革研究的成果,结合当前我国大学物理教学的现状,编写了这套大学物理教材。在编写中,我们主要注意如下几个方面的问题:
1.重视大学物理与中学物理的衔接,降低学生学习的难度
对于理工科学生来说,物理不是一门全新的、陌生的课程,从初中开就开始接触物理,这是对大学物理教学有利的方面。但是,大学物理教材知识体系虽然也是按照物质运动形态从低级到高级的逻辑顺序展开,即以力学、热学、电磁学、光学、近代物理学的顺序排列,容易给学生造成大学物理和中学物理完全相同、没有新东西的印象,对大学物理的教学和学习带来负面影响。事实上,大学物理是在中学物理基础上的高一级循环,它们所研究的外延有所不同,中学物理主要研究特殊情况,大学物理借助于微积分和矢量运算,讨论的问题更具一般性。对于一般的理工科学生来说,《大学物理》这门对全世界的学生都是一门困难的课程,如何使学生学好这门课程、如何使学生从中学物理的学习顺利过渡到大学物理的学习,是不少物理教师一直关心的问题。对此,我们在编写本教材时,在概念的引入方面,尽量地注意到它与中学物理的衔接,以降低学生学习大学物理的台阶。
2.把握好教材内容的深度和广度,突出教材内容的基础性
大学物理课程作为一门理工科的基础课,各个学校开设的课时数千差万别,同一学校,不同专业开设课时数也大不相同。在这种情况下,不可能,也没有必要使教材包括物理学的方方面面。为此在编写教材时我们主要以《基本要求》中的A类知识点为教材的主要内容,而省去了部分《基本要求》中B类知识点的内容,当然,为了反映物理学的一些新进展,也增加了一些《基本要求》中没有的内容。对经典物理的内容我们力求做到高起点、高标准,使学生正确、准确地理解和掌握物理学的基本概念、物理学的基础知识和基本理论、掌握物理学的研究方法,通过物理学家研究过程,感受和培养科学精神。这样做,可以让教师根据不同专业的特点、不同的学时数,适当选取《基本要求》B类知识点的内容进行教学,增加了教材的灵活性,使教材的适应面更广。
3.加强物理学与社会生活、工程技术和现代科技的联系,激发学生学习的积极性
教材在对《基本要求》中的A类知识点讲解中,则尽量选用一些与生活,工程技术和现代科技热点相结合的新颖实例作为例题,讲解基础物理知识和理论在其中的应用,这些内容,有的是作为教材的主体内容出现,有的则是以知识拓展的形式出现,有的则是在例题或习题中出现,这在一定程度上增加了教材内容的广度,其目的是要在一定程度上改变物理科学和技术分离,与社会脱节的状态,使学生了解物理学在社会生活、工程技术和现代科技中的应用,了解物理学对人类社会发展的促进作用。这样处理,既有利于学生掌握好所学内容,又能提高学生学习物理的兴趣,使教材在内容方面既面向培养优秀工程技术人才,也兼顾到培养复合型人才的需要。
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第一篇 经典力学
第一章 质点运动学
第一节 质点参考系和坐标系
一、质点
二、参考系
三、坐标系
第二节 质点运动的描述
一、位置矢量和位移运动方程
二、速度
三、加速度
四、法向加速度与切向加速度
五、圆周运动的角量表示
第三节 质点运动学的基本问题
第四节 相对运动
习题
第二章 牛顿运动定律
第一节 牛顿运动三定律
一、牛顿第一定律
二、牛顿第二定律
三、牛顿第三定律
四、牛顿运动定律的适用范围
第二节 几种常见的力
一、弹性力
二、摩擦力
三、万有引力
四、四种基本相互作用力
第三节 牛顿运动定律的应用
一、应用牛顿定律解决力学问题的基本方法
二、应用举例
第四节 伽利略相对性原理非惯性系
一、伽利略相对性原理
二、非惯性系和平动加速参考系中的惯性力
三、惯性离心力与地球自转对物体重量的影响
第五节 混沌现象
一、决定论的可预测性
二、决定论的不可预测性
三、混沌及其应用
习题
第三章 能量与动量
第一节 动能质点动能定理
一、功
二、质点动能定理
第二节 保守力与非保守力做功的特点势能
一、弹力、重力和万有引力做功的特点
二、保守力与非保守力
三、势能
四、重力势能和引力势能的关系
五、势能曲线
第三节 机械能守恒定律能量守恒定律
一、质点系动能定理
二、质点系的功能原理
三、机械能守恒定律
四、黑洞
五、能量守恒定律
第四节 伯努利方程及应用
一、理想流体的定常流动
二、连续性原理
三、伯努利方程
四、伯努利方程的应用
第五节 质点与质点系的动量定理
一、动量
二、冲量
三、质点的动量定理
……
第二篇 机械振动和机械波
第三篇 热学
习题答案
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