本书针对的是一学期的概念性物理课程。全书共分6单元21章，内容包括力学、热力学、电磁学、光学、核物理学、近代物理学等，具体涉及运动的基本概念，落体运动和抛体运动，牛顿运动定律，圆周运动，行星和引力，能量和振动，冲量和动量，转动，流体，温度和热力学，热机和热力学第二定律，静电现象，电路，磁体和电磁学，波的生成，光波和颜色，光和成像，原子的结构，原子核和核能，相对论，日常现象深入研究等。本书的特点是在介绍物理学概念的同时，引入了可用这些概念来解释的日常现象，强调了物理学的实用性及其与日常生活的关联性，而不要求读者具备高深的数学知识。

秦克诚，北京大学物理学教授，长期从事物理学的研究与教学工作。从1998年开始，作者花了六年半时间写成了80万字科普作品《邮票上的物理学史》。

第1章 物理学是基础科学1
1.1 能量是怎么回事？2
1.1.1 全球变暖的争论2
1.1.2 能量是怎样卷入的？3
1.1.3 物理学和能量3
1.2 科学事业4
1.2.1 科学和彩虹4
1.2.2 什么是科学方法？5
1.2.3 应当如何介绍科学？6
1.2.4 可以讨论的问题6
1.3 物理学的范围7
1.3.1 物理学如何定义？8
1.3.2 物理学的主要分支有哪些？8
1.4 测量和数学在物理学中的作用9
1.4.1 为什么测量这么重要？9
1.4.2 数学能帮什么忙？10
1.4.3 为什么使用公制单位？10
1.5 物理学和日常现象11
1.5.1 为什么要研究日常现象？11
小结12
关键术语13
第1单元 牛 顿 革 命
第2章 运动的描述16
2.1 平均速率和瞬时速率17
2.1.1 平均速率的定义17
2.1.2 速率的单位17
2.1.3 瞬时速率18
2.1.4 可以讨论的问题19
2.2 速度20
2.2.1 速率和速度的区别20
2.2.2 矢量21
2.2.3 瞬时速度的定义21
2.3 加速度21
2.3.1 平均加速度的定义22
2.3.2 瞬时加速度的定义23
2.3.3 加速度的方向23
2.3.4 汽车速率不变时能作加速运动吗？23
2.4 运动的图形表示24
2.4.1 一幅图形能告诉我们什么？24
2.4.2 速度图和加速度图25
2.4.3 能从速度图求走过的距离吗？26
2.5 匀加速运动27
2.5.1 匀加速运动中速度怎样变化？28
2.5.2 走过的距离如何随时间变化？28
小结29
关键术语30
第3章 落体运动和抛体运动31
3.1 重力引起的加速度32
3.1.1 如何测量重力加速度？32
3.1.2 伽利略关于落体运动的想法与
亚里士多德的想法有何不同？34
3.2 落体追踪34
3.2.1 速度如何随时间变化？35
3.2.2 小球在不同时间里下落多大的距离？35
3.2.3 下扔小球36
3.3 向上扔球38
3.3.1 小球的速度如何变化？38
3.3.2 小球能飞到多高？39
3.4 抛体运动40
3.4.1 抛体的轨迹是什么样子？40
3.4.2 飞行时间由什么决定？41
3.5 打靶42
3.5.1 枪支射出的子弹会下落吗？42
3.5.2 橄榄球的飞行43
3.5.3 怎样能达到**的距离？43
小结46
关键术语46
第4章 牛顿运动定律：运动的解释47
4.1 历史简述48
4.1.1 亚里士多德关于运动的原因有何
看法？48
4.1.2 伽利略怎样挑战亚里士多德的看法？49
4.1.3 牛顿完成了什么业绩？49
4.2 牛顿**定律和第二定律51
4.2.1 什么是牛顿**运动定律？51
4.2.2 力和加速度有什么关系？51
4.2.3 力怎样相加？52
4.3 质量和重量54
4.3.1 如何对质量进行比较？54
4.3.2 如何定义重量？54
4.3.3 为何重力加速度与质量无关？55
4.4 牛顿第三定律56
4.4.1 第三定律怎样帮助我们定义力？56
4.4.2 怎样用第三定律来证认力？56
4.4.3 一头骡子能够加速一辆小车吗？57
4.4.4 什么力使汽车加速？57
4.5 牛顿定律的应用59
4.5.1 推椅子时涉及哪些力？59
4.5.2 跳伞运动员不开伞时会持续加速吗？60
4.5.3 小球扔出后发生了什么事情？61
4.5.4 怎样分析连接在一起物体的运动？61
小结62
关键术语63
第5章 圆周运动、行星和引力64
5.1 向心加速度65
5.1.1 什么是向心加速度？65
5.1.2 怎样求速度的改变量?v？66
5.1.3 向心加速度的大小有多大？66
5.1.4 什么力产生向心加速度？66
5.2 向心力67
5.2.1 什么力帮助汽车顺利通过弯道？67
5.2.2 弯道修成内低外高会发生什么？69
5.2.3 坐摩天轮时遇到哪些力？70
5.3 行星运动71
5.3.1 早期的天界模型是什么样？71
5.3.2 哥白尼与托勒密的模型有何区别？72
5.3.3 开普勒行星运动定律73
5.4 牛顿万有引力定律75
5.4.1 牛顿有什么惊人发现？75
5.4.2 什么是牛顿万有引力定律？75
5.4.3 重量与引力定律怎样关联？76
5.4 月亮和其他卫星77
5.4.1 如何解释月相？77
5.4.2 月亮服从开普勒定律吗？78
5.4.3 人造卫星的轨道79
5.4.4 可以争论的问题79
小结80
关键术语81
第6章 能量和振动82
6.1 简单机械、功和功率83
6.1.1 什么是简单机械？83
6.1.2 功怎么定义？84
6.1.3 任何力都做功吗？84
6.1.4 功和功率有什么关系？85
6.2 动能85
6.2.1 如何定义动能？85
6.2.2 什么是负功？86
6.2.3 汽车的停车距离86
6.3 势能87
6.3.1 什么是重力势能？87
6.3.2 势能的实质是什么？87
6.3.3 什么是弹性势能？88
6.3.4 什么是保守力？89
6.4 能量守恒89
6.4.1 摆在摆动时的能量有何变化？89
6.4.2 能量守恒是什么意思？89
6.4.3 为什么使用能量的概念？90
6.4.4 能量分析为何像计账似的？91
6.4.5 可以争论的问题92
6.5 弹簧和简谐运动94
6.5.1 拴在弹簧上的质块的振动94
6.5.2 什么是周期和频率？95
6.5.3 任何回复力都产生简谐运动吗？95
小结96
关键术语97
第7章 动量和冲量98
7.1 动量和冲量99
7.1.1 小球弹跳时发生了什么事？99
7.1.2 怎样分析如此快速的变化？99
7.1.3 什么是冲量和动量？100
7.1.4 如何应用冲量-动量原理？100
7.2 动量守恒102
7.2.1 动量为何及何时守恒？103
7.2.2 动量守恒和碰撞103
7.3 反冲104
7.3.1 什么是反冲？104
7.3.2 猎枪的反冲105
7.3.3 火箭怎么工作？105
7.4 弹性碰撞和非弹性碰撞106
7.4.1 什么是完全非弹性碰撞？106
7.4.2 碰撞中能量守恒吗？106
7.4.3 台球弹跳时发生了什么事？107
7.5 互成一角度的碰撞108
7.5.1 二维非弹性碰撞108
7.5.2 二维弹性碰撞110
7.5.3 可以讨论的问题111
小结111
关键术语112
第8章 固体的转动113
8.1 什么是转动？114
8.1.1 角位移和角速度114
8.1.2 什么是角加速度？115
8.1.3 恒定角加速度115
8.1.4 线速度和角速度有什么关系？116
8.2 转矩和杆秤116
8.2.1 杆秤何时平衡？116
8.2.2 什么是转矩？117
8.2.3 多个转矩如何相加？118
8.2.4 什么重心？118
8.3 转动惯量和牛顿第二定律119
8.3.1 什么是转动惯量？119
8.3.2 适用于转动的牛顿第二定律120
8.3.3 求旋转木马的转动惯量121
8.4 角动量守恒122
8.4.1 什么是角动量？122
8.4.2 角动量何时守恒？122
8.4.3 滑冰运动员自转速率的变化123
8.4.4 开普勒第二定律124
8.5 骑自行车和其他惊人绝技125
8.5.1 角动量是矢量吗？125
8.5.2 角动量和自行车126
8.5.3 旋转凳和陀螺127
小结129
关键术语130
第2单元 流体的行为和热学
第9章 流体的行为132
9.1 压强和帕斯卡原理133
9.1.1 压强如何定义？133
9.1.2 什么是帕斯卡原理？134
9.1.3 水压机如何工作？134
9.2 气压和气体的行为135
9.2.1 怎样测量气压？135
9.2.2 气压如何变化？136
9.2.3 空气柱的重量137
9.2.4 气体的体积如何随压强改变？138
9.3 阿基米德原理140
9.3.1 什么是阿基米德原理？140
9.3.2 浮力来源于什么？140
9.3.3 有哪些力作用在浮体上？141
9.3.4 为何一艘钢船会浮在水面上？142
9.3.5 气球何时上浮？142
9.4 运动的流体143
9.4.1 为什么流速会变？143
9.4.2 黏性如何影响流动？144
9.4.3 层流和湍流145
9.5 伯努利原理146
9.5.1 什么是伯努利原理？146
9.5.2 管道和软管中各处压力如何变化？146
9.5.3 气流和伯努利原理147
9.5.4 商店前的广告球为何会悬在空中？147
小结149
关键术语150
第10章 温度和热量151
10.1 温度及其测量152
10.1.1 怎样测量温度？152
10