本書(shū)以教育部民族司制定的《少數(shù)民族預(yù)科教學(xué)課程教學(xué)大綱》為依據(jù),結(jié)合《大學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》編寫(xiě)而成。本書(shū)主要內(nèi)容包括質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律、靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、電磁場(chǎng)等。本書(shū)適合作為少數(shù)民族預(yù)科教材,也可作為理科非物理專(zhuān)業(yè)以及成人教育相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課教材,還可供自學(xué)者使用。
本書(shū)涉及普通物理學(xué)和電磁學(xué)兩部分內(nèi)容,該書(shū)注重大學(xué)物理與中學(xué)物理的銜接,為增加應(yīng)用訓(xùn)練,安排了一定數(shù)量的自測(cè)題,適合少數(shù)民族預(yù)科教材,也適合理科非物理專(zhuān)業(yè)及成人教育相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課教材。
前言
物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)基本、普遍的運(yùn)動(dòng)方式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的研究對(duì)象具有極大的普遍性。它的基本理論滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域,應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)部門(mén),它是自然科學(xué)的許多領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。本書(shū)涉及普通物理力學(xué)和電磁學(xué)兩部分內(nèi)容。著力介紹普通物理核心概念和基本規(guī)律,尤其注重物理思維方法和研究方法的闡釋。本課程旨在為預(yù)科生未來(lái)進(jìn)入本科相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)夯實(shí)物理知識(shí)基礎(chǔ),使之養(yǎng)成良好的物理思維習(xí)慣和自主的學(xué)習(xí)能力,并具備相應(yīng)的科學(xué)研究素養(yǎng)。因此,大學(xué)物理課是高等理工類(lèi)學(xué)校各專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)重要的必修基礎(chǔ)課。
在編寫(xiě)這本物理學(xué)教程時(shí),注意了以下幾點(diǎn)。
(1)突出基礎(chǔ)理論,重視分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的訓(xùn)練和培養(yǎng),并且始終注意由淺入深,利于教學(xué)和自學(xué)。
(2)注重大學(xué)物理與中學(xué)物理的銜接。在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)充分利用中學(xué)階段已經(jīng)具備的物理基礎(chǔ),避免對(duì)已學(xué)知識(shí)的簡(jiǎn)單重復(fù)。本書(shū)在理論部分中的例題等部分都廣泛使用了高等數(shù)學(xué)知識(shí),并有詳細(xì)的解答過(guò)程。
(3)為增加應(yīng)用訓(xùn)練,安排了一定數(shù)量的自測(cè)題,分為選擇題、填空題和計(jì)算題,從不同層面、不同知識(shí)點(diǎn)考查學(xué)生,同時(shí),對(duì)于有難度的習(xí)題配有詳細(xì)的參考答案及解析,以幫助學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容。
(4)為了提高學(xué)生的科學(xué)綜合素養(yǎng),每一章都配有物理學(xué)家的簡(jiǎn)介,同時(shí)配有閱讀材料供學(xué)生選讀,以利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,開(kāi)闊視野,提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。
本書(shū)適合作為少數(shù)民族預(yù)科教材,也可作為理科非物理專(zhuān)業(yè)以及成人教育相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課教材,還可供自學(xué)者使用。
在編寫(xiě)過(guò)程中,編者曾得到河北師范大學(xué)附屬民族學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的支持和幫助,在此,對(duì)所有幫助過(guò)我們的老師表示衷心的感謝。
由于編者水平有限,在編寫(xiě)過(guò)程中作了很大的努力,但仍存在問(wèn)題和不足,真誠(chéng)期盼老師和同學(xué)們指正。
第1章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)1
11質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1
111參考系坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)1
112位置矢量運(yùn)動(dòng)方程位移2
113速度4
114加速度5
12求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題舉例7
13圓周運(yùn)動(dòng)11
131自然坐標(biāo)系11
132圓周運(yùn)動(dòng)的切向加速度及法向加速度11
133圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述13
134勻速率圓周運(yùn)動(dòng)和勻變速率圓周運(yùn)動(dòng)15
小結(jié)17
自測(cè)題19
第2章牛頓運(yùn)動(dòng)定律25
21牛頓定律25
211牛頓第一定律25
212牛頓第二定律26
213牛頓第三定律27
22力學(xué)中幾種常見(jiàn)的力28
221萬(wàn)有引力和重力28
222彈性力29
223摩擦力29
23牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用舉例30
小結(jié)34自測(cè)題34
第3章動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律41
31質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理41
311沖量質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理41
312質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理45
目錄||大學(xué)物理教程32動(dòng)量守恒定律47
321動(dòng)量守恒定律概述47
322應(yīng)用動(dòng)量守恒定律應(yīng)注意的問(wèn)題47
33功和動(dòng)能定理50
331功50
332功率52
333質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理53
34保守力與非保守力勢(shì)能56
341萬(wàn)有引力、重力、彈性力做功的特點(diǎn)56
342保守力與非保守力保守力做功的數(shù)學(xué)表達(dá)式57
343勢(shì)能58
344勢(shì)能曲線(xiàn)60
35功能原理機(jī)械能守恒定律61
351質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理61
352質(zhì)點(diǎn)系的功能原理62
353機(jī)械能守恒定律63
36完全彈性碰撞完全非彈性碰撞65
361碰撞65
362完全彈性碰撞66
363完全非彈性碰撞67
364非完全彈性碰撞6837能量守恒定律69
371能量守恒定律概述69
372能量守恒定律的重要性70
373守恒定律的意義70
小結(jié)71
自測(cè)題73
第4章靜電場(chǎng)83
41電荷的量子化電荷守恒定律83
411電荷83
412電荷的量子化84
413電荷守恒定律84
42庫(kù)侖定律85
421點(diǎn)電荷85
422庫(kù)侖定律概述85
423庫(kù)侖力的疊加原理87
43電場(chǎng)強(qiáng)度87
431靜電場(chǎng)87
432電場(chǎng)強(qiáng)度88
433點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度89
434電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理90
435電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算91
44電場(chǎng)強(qiáng)度通量高斯定理94
441電場(chǎng)線(xiàn)94
442電場(chǎng)強(qiáng)度通量96
443高斯定理97
444高斯定理的應(yīng)用100
45靜電場(chǎng)的環(huán)路定理電勢(shì)能105
451靜電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)105
452靜電場(chǎng)的環(huán)路定理106
453電勢(shì)能107
46電勢(shì)108
461電勢(shì)概述108
462點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)110
463電勢(shì)的疊加原理110
464電勢(shì)的計(jì)算111
47電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度114
471等勢(shì)面114
472電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度的關(guān)系115
48靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體117
481導(dǎo)體的靜電平衡條件117
482靜電平衡條件下導(dǎo)體上的電荷分布119
483導(dǎo)體表面附近的電場(chǎng)120
484靜電屏蔽121
49電容電容器123
491孤立導(dǎo)體的電容123
492電容器123
493電容器電容的計(jì)算124
494電容器的并聯(lián)和串聯(lián)126
410靜電場(chǎng)的能量能量密度127
4101電容器的電能127
4102靜電場(chǎng)的能量和能量密度128
小結(jié)130
自測(cè)題136
第5章穩(wěn)恒磁場(chǎng)145
51電流電流密度146
511電流146
512電流密度147
52電源電動(dòng)勢(shì)148
521電源148
522電動(dòng)勢(shì)149
53磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度150
531磁場(chǎng)150
532磁感應(yīng)強(qiáng)度150
54畢奧-薩伐爾定律152
541畢奧薩伐爾定律簡(jiǎn)介152
542畢奧薩伐爾定律應(yīng)用舉例153
55磁通量 磁場(chǎng)的高斯定理157
551磁感應(yīng)線(xiàn)157
552磁通量和磁場(chǎng)的高斯定理158
56安培環(huán)路定理159
561安培環(huán)路定理概述159
562安培環(huán)路定理的應(yīng)用舉例161
57帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)163
571洛倫茲力164
572帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)165
573帶電粒子在電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)舉例166
58載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的力168
581安培力168
582兩無(wú)限長(zhǎng)平行載流直導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用171
583載流平面線(xiàn)圈的法線(xiàn)方向與磁矩172
584磁場(chǎng)對(duì)載流線(xiàn)圈作用的磁力矩172
小結(jié)174
自測(cè)題178
第6章電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)188
61電磁感應(yīng)定律189
611電磁感應(yīng)現(xiàn)象189
612法拉第電磁感應(yīng)定律190
613楞次定律191
62動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)194
621動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)194
622感生電動(dòng)勢(shì)198
63自感與互感200
631自感201
632互感203
64磁場(chǎng)的能量205
641自感儲(chǔ)存的能量自感磁能205
642磁場(chǎng)的能量206
小結(jié)208
自測(cè)題211
自測(cè)題答案218
附錄常用數(shù)學(xué)公式233
一、常用初等代數(shù)公式233
二、常用基本三角公式233
三、導(dǎo)數(shù)公式234
四、積分公式234
五、泰勒公式234
參考文獻(xiàn)235