本書是專為高等學校各工科專業的對口生和文科生編寫的,其內容及難易程度介于大學物理與初中物理之間,實現了大學物理與初中物理的對接,以便為學好大學物理及其他后續課程奠定基礎。
全書內容包括力學、熱學、電磁學、振動和波、光學和原子與原子核物理學等基礎知識。 書中有幫助學生復習掌握基礎知識的例題、習題(包括判斷題、選擇題、填空題、簡答題、計算題和論述題),書末附有習題參考答案,解題過程可通過掃描下方二維碼獲取。
本書可作為高等學校(包括各類獨立學院、民辦高校、職業技術院校等) 各工科專業的學生自我補習或學校組織的“物理” 補課班使用,亦可作為中等專業學校的“物理” 課程教材,或供各類物理教師和有關人員參考。
前 言物理學是研究物質的基本結構?基本運動形式?相互作用及其轉化規律的自然科學。 它的基本理論滲透在自然科學的各個領域,應用于生產技術的各個方面,是其他自然科學和工程技術的基礎。 在人類追求真理?探索未知世界的過程中,物理學展現了一系列科學的世界觀和方法論,深刻影響著人類對物質世界的基本認識?人類的思維方式和社會生活,是人類文明發展的基石,在人才的科學素質培養中具有非常重要的地位。 調查統計表明,全國高校中學習物理課程的學生達到60% 以上。 在工科各專業中,近年來有相當一部分學生是對口生和文科生,他們沒有學過或學過很少的高中物理,進入大學后,很難適應大學物理課程的學習,這對人才的培養十分不利。 為彌補這個缺憾,我們在總結近幾年教學實踐經驗的基礎上,特編寫了這本?基礎物理?,以供同學們自我補習或學校組織的補課班使用。 本書的出版,得到了“河南省高等學校優秀基層教學組織建設項目” (教高〔2017〕730 號) 和“河南省教育廳教師教育教改項目” (2014—JSJYYB—008) 的資助。
本書的特色主要體現在“基礎” 二字上,它的內容及難易程度介于大學物理與初中物理之間,相當于高中物理但又不等同于高中物理,主要是為學好大學物理及其他后續課程奠定基礎,實現大學物理與初中物理的對接。 全書內容包括力學?熱學?電磁學?振動和波?光學和原子與原子核物理學等基礎知識。 書中有幫助學生復習掌握基礎知識的例題?習題(包括判斷題?選擇題?填空題?簡答題?計算題和論述題)。
全書共分10 章,由尹國盛教授(鄭州工業應用技術學院) 和張忠鎖教授(鄭州工業應用技術學院) 擔任主編,郭富強講師(鄭州工業應用技術學院) 和陳亞杰碩士(鄭州工業應用技術學院) 擔任副主編。 編寫人員的具體分工為: 尹國盛編寫緒論和第1?2?3 章,張忠鎖編寫第4?10 章,陳亞杰編寫第5?6?7 章,郭富強編寫第8?9 章,商丘工學院的鐘家富副教授參加了部分內容的編寫工作。 全書由尹國盛教授統稿并定稿。
借本書出版之際,特向鄭州工業應用技術學院基礎教學部主任劉學忠副教授,河南大學的楊毅教授?鄭海務教授,河南應用技術職業學院的駱慧敏高級講師,鄭州工業應用技術學院的宋太平教授?路瑩教授?郝東山教授?劉舜民教授?于濤副教授?侯晨霞副教授及邵亞云碩士?侯宏濤碩士?項會雯碩士?趙燕燕碩士等給予作者的幫助表示衷心的感謝。
由于中學物理的知識點很多,而同學們的學習非常緊張,補課班的課時又很少,所以本書只選入了基礎物理中要求必須掌握的內容,為此,懇請讀者?同行在使用該書的過程中,對其中的不足之處予以批評指正。
編 者2018 年2 月
目 錄
前言
緒論 1
第1 章 質點的運動 4
1.1 質點和參考系 4
1.1.1 質點和質點系 4
1.1.2 參考系和坐標系 4
1.1.3 空間和時間 5
1.1.4 標量和矢量 5
1.1.5 國際單位制 6
1.2 勻變速直線運動 7
1.2.1 描述質點運動的幾個物理量 7
1.2.2 勻變速直線運動的規律 9
1.2.3 自由落體運動 10
1.3 平面曲線運動 11
1.3.1 拋體運動 11
1.3.2 勻變速圓周運動 12
習題 13
第2 章 牛頓運動定律 17
2.1 力 17
2.1.1 力的概念 17
2.1.2 力學中幾種常見的力 18
2.1.3 力的合成與分解 20
2.2 牛頓運動定律 22
2.2.1 牛頓運動定律的表述 22
2.2.2 牛頓運動定律的應用舉例 23
習題 25
第3 章 動能和動量 30
3.1 功和能 機械能守恒定律 30
3.1.1 功和功率 30
3.1.2 動能和勢能 32
3.1.3 機械能守恒定律 34
3.2 沖量和動量 動量守恒定律 35
3.2.1 力的沖量 35
3.2.2 動量 動量定理 35
3.2.3 動量守恒定律 36
3.3 碰撞 37
3.3.1 完全彈性碰撞 37
3.3.2 完全非彈性碰撞 38
習題 39
第4 章 熱學 43
4.1 氣體動理論 43
4.1.1 熱力學系統 平衡態 狀態參量 44
4.1.2 氣體的三條實驗定律 45
4.1.3 理想氣體的物態方程 46
4.2 熱力學基礎 47
4.2.1 準靜態過程 47
4.2.2 功 熱量 內能 48
4.2.3 熱力學第一定律 48
習題 49
第5 章 靜電場 52
5.1 電荷守恒定律 庫侖定律 52
5.1.1 電荷 電荷的量子化 52
5.1.2 電荷守恒定律 52
5.1.3 庫侖定律 53
5.2 電場強度 電勢 53
5.2.1 電場強度 53
5.2.2 電勢 55
5.2.3 導體的靜電平衡 57
習題 59
第6 章 恒定磁場 62
6.1 恒定電流與電路 62
6.1.1 恒定電流 62
6.1.2 電阻的串聯和并聯 64
6.2 磁場 66
6.2.1 磁感應強度 66
6.2.2 洛倫茲力 69
6.2.3 安培力 73
習題 73
第7 章 電磁感應 77
7.1 電磁感應 77
7.1.1 電磁感應現象 77
7.1.2 電磁感應定律 78
7.2 自感和互感 80
7.2.1 自感 80
7.2.2 互感 81
習題 83
第8 章 振動和波 86
8.1 簡諧振動 86
8.1.1 簡諧振動的定義 86
8.1.2 簡諧振動的描述 87
8.2 簡諧波 88
8.2.1 機械波的產生條件和分類 88
8.2.2 平面簡諧波的描述 89
習題 93
第9 章 光學 95
9.1 幾何光學基礎 95
9.1.1 幾何光學的基本定律 95
9.1.2 光的反射和折射成像 97
9.2 波動光學基礎 98
9.2.1 光的干涉 98
9.2.2 光的衍射 100
9.2.3 光的偏振 101
9.3 激光的特性與應用 103
9.3.1 激光的原理 103
9.3.2 激光的特性 104
9.3.3 激光的應用 104
習題 107
第10 章 原子與原子核物理學 110
10.1 原子結構 110
10.1.1 原子結構模型 110
10.1.2 原子核的組成 111
10.1.3 天然放射現象 111
10.2 核能與核技術 113
10.2.1 核能 113
10.2.2 重核裂變 114
10.2.3 輕核聚變 117
習題 119
習題參考答案 122
參考文獻 133