《大學基礎物理學》充分考慮新高考改革后中學物理課程改革給大學物理課程教學帶來的影u向,內(nèi)容的選取上涵蓋大學物理基本、重要的知識點,包括質(zhì)點運動學、質(zhì)點動力學、剛體力學、流體力學、靜電場、穩(wěn)恒磁場、電磁感應、氣體動理論、熱力學基礎、簡諧運動、機械波、光學、狹義相對論、量子力學基礎共14章,是一本適應當前教育改革新形勢的大學物理教材。 《大學基礎物理學》適合高等院校非物理專業(yè)的大學物理課程的教學使用,也可供廣播電視大學、成人高等教育各專業(yè)學生和社會讀者閱讀。
物理學屬于基礎科學,研究的是物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運動的基本規(guī)律。物理學是當代所有技術科學及工程科學的理論基礎。大學物理是一門面向非物理專業(yè)本科生的基礎課程,該課程向大學生介紹物理學的基本理論和研究方法,為后續(xù)的技術基礎課及專業(yè)基礎課奠定必要的物理基礎。
作者結(jié)合教育部2010年頒布的《理工科類大學物理課程教學基本要求》,在總結(jié)多年教學改革研究與實踐、吸收國內(nèi)外同類教材優(yōu)點的基礎上完成本書的編寫工作。
本書的內(nèi)容概括如下。
第一部分是力學。力學是物理學中發(fā)展最早的一個分支學科,它與人類的生活和生產(chǎn)聯(lián)系最為密切。第1~4章介紹質(zhì)點力學、剛體力學和流體力學,分別從質(zhì)點、剛體、理想流體這些模型出發(fā)講述經(jīng)典力學的基本概念與基本定律。
第二部分是電磁學。電磁學是研究電和磁的相互作用及其規(guī)律和應用的物理學分支學科,其主要研究內(nèi)容包括電場、磁場、電磁感應、電磁場,以及有關電荷、帶電物體的動力學等。第5~7章分別從靜電場、穩(wěn)恒磁場、電磁感應三個方面介紹電磁學的基本特征和規(guī)律。
第三部分是熱學。熱學是研究熱現(xiàn)象及其規(guī)律的物理學分支學科。本書從微觀和宏觀兩個層面介紹熱學的相關內(nèi)容。第8章主要介紹18~19世紀有關氣體動理論的相關內(nèi)容;第9章介紹18~19世紀有關熱力學的一些基礎內(nèi)容。
第四部分是波動和光學。波動是振動狀態(tài)在空間中的傳播。第10章主要介紹簡諧運動,它是最簡單、最基本的振動。第11章介紹機械波的相關理論。振動和波動理論在聲學、光學、地震學、無線電技術等領域中有廣泛的應用。光是一種電磁波,第12章主要介紹波動光學理論。
第五部分是近代物理。第13章主要介紹狹義相對論。愛因斯坦在狹義相對論中以“相對性原理”和“光速不變原理”為基礎,提出了全新的時空觀。量子力學是在波粒二象性和不確定關系的基礎上建立起來的。第14章介紹早期的量子理論,主要包括:普朗克的能量子假說、愛因斯坦的光子論、光的波粒二象性、物質(zhì)波的概念及不確定性關系。
本書注重大學物理與中學物理的分工和銜接,充分考慮新高考改革后中學物理課程改革給大學物理課程教學帶來的影響。不再強調(diào)高起點、高要求,在一些章節(jié)增加了起到銜接作用的部分內(nèi)容,同時適當降低了一些內(nèi)容起點的難度,以適應當前教育改革的新形勢。因此,本書在闡述方式上注重由淺入深、循序漸進,不刻意追求數(shù)學推導的高度嚴密性,將繁瑣冗長、難度很大的數(shù)學推導作了適當?shù)暮喕幚恚栽鰪娊滩牡目勺x性,同時突出重點、難點和理論聯(lián)系實際的內(nèi)容。強調(diào)通過基本的物理思想和分析方法,得出一些物理概念和規(guī)律,使學生建立清晰的物理圖像。
為適應當前高校考試招生制度綜合改革的新形勢,我們重新調(diào)整了課程體系,相對國內(nèi)大部分教材,本書所作的部分調(diào)整例舉如下。
第1章 質(zhì)點運動學
1.1 質(zhì)點的位置和位移
1.1.1 參考系和坐標系
1.1.2 位置矢量和運動方程
1.1.3 路程和位移
1.2 速度和加速度
1.2.1 速度
1.2.2 不同參考系中的速度變換
1.2.3 加速度
1.3 拋體運動
1.4 圓周運動
1.4.1 圓周運動的描述
1.4.2 圓周運動的加速度
1.4.3 -般平面曲線運動的加速度
本章提要
練習題
第2章 質(zhì)點動力學
2.1 牛頓運動定律
2.1.1 牛頓第一定律
2.1.2 牛頓第二定律
2.1.3 牛頓第三定律
2.1.4 慣性系
2.2 幾種常見的力
2.2.1 萬有引力
2.2.2 彈力
2.2.3 摩擦力
2.3 牛頓運動定律的應用
2.4 功和功率動能定理
2.4.1 恒力的功
2.4.2 變力的功功率
2.4.3 幾種常見的力做的功
2.4.4 動能動能定理
2.5 勢能機械能守恒定律
2.5.1 保守力與非保守力
2.5.2 勢能
2.5.3 功能原理機械能守恒定律
2.6 沖量動量定理
2.6.1 沖量
2.6.2 動量定理
2.7 動量守恒定理碰撞
2.7.1 動量守恒定理
2.7.2 碰撞
本章提要
練習題
第3章 剛體力學
3.1 剛體的平動和定軸轉(zhuǎn)動
3.1.1 剛體的平動和轉(zhuǎn)動
3.1.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動的角量描述
3.1.3 角量與線量
3.2 力矩剛體平衡的條件
3.2.1 力矩
3.2.2 剛體平衡的條件
3.3 轉(zhuǎn)動定律
3.3.1 轉(zhuǎn)動定律
3.3.2 轉(zhuǎn)動慣量
3.3.3 平行軸定理
3.4 剛體定軸轉(zhuǎn)動中的功和能
3.4.1 力矩的功和功率
3.4.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動動能
3.4.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理
3.5 剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量及其守恒定理
3.5.1 角動量
3.5.2 力矩與角動量的關系
3.5.3 角動量守恒定律
本章提要
練習題
……
第4章 流體力學
第5章 靜電場
第6章 穩(wěn)恒磁場
第7章 電磁感應電磁場
第8章 氣體動理論
第9章 熱力學基礎
第10章 簡諧運動
第11章 機械波
第12章 光學
第13章 狹義相對論
第14章 量子力學基礎
附錄1 常用的導數(shù)和積分公式
附錄2 物理量的名稱、符號和單位
附錄3 常用物理常量
附錄4 希臘字母表
參考文獻