本書對(duì)AP物理、美國大學(xué)普物、國內(nèi)大學(xué)普物和國內(nèi)等級(jí)考物理進(jìn)行融合，主要包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、經(jīng)典力學(xué)、流體力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理，內(nèi)容和難度略超出歐美高中學(xué)業(yè)要求。本書內(nèi)容編排具有獨(dú)創(chuàng)性，結(jié)合編者多年國際課程物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和思考，汲取中美高中和大學(xué)教材的優(yōu)勢(shì)，力求詳略得當(dāng)，高效輔助教學(xué)。本書在語言上考慮到國內(nèi)學(xué)生的實(shí)際情況，既要高效學(xué)習(xí)知識(shí)，又要應(yīng)對(duì)英文考試，因此采用中文導(dǎo)學(xué)、英文例題，面向群體是以本科留學(xué)為目標(biāo)的中國高中學(xué)生。本書雖以AP物理為基礎(chǔ)，但不僅僅針對(duì)特定的國外考試，讀者如需應(yīng)試，可在本書的基礎(chǔ)上，輔以考試官方原題作為練習(xí)即可。
AP課程(Advanced Placement Courses)項(xiàng)目于1955年在美國設(shè)立，是在高中階段開設(shè)達(dá)到大學(xué)學(xué)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)業(yè)水平的課程，由美國大學(xué)理事會(huì)負(fù)責(zé)開發(fā)和管理。AP考試成績將作為大學(xué)錄取學(xué)生的參考標(biāo)準(zhǔn)之一，有些大學(xué)還可將AP考試成績轉(zhuǎn)換為相應(yīng)大學(xué)課程的學(xué)分。
雖然美國的AP課程已經(jīng)走過了60多年的歷程，已經(jīng)形成了一套比較成熟的課程體系，其中的經(jīng)驗(yàn)可以為我國的高中國際課程設(shè)計(jì)提供參考，但也存在一些問題： 美國的AP課程在難度、知識(shí)量、教材體系等方面并不完全適合我國的高中國際課程教學(xué)需求。要建立適合中國學(xué)生的國際課程，應(yīng)當(dāng)做到中西結(jié)合，取長補(bǔ)短。以物理為例，美國的教材是全英文的，在中國推廣的話，容易使英語基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙，因此中國的國際課程應(yīng)當(dāng)采取雙語模式。與國內(nèi)等級(jí)考教材相比，美國物理教材普遍篇幅冗長，內(nèi)容編排不盡合理，又缺少了很多精妙的解題技巧和思想方法，因此即使定位國際課程，也應(yīng)當(dāng)汲取國內(nèi)教材的優(yōu)勢(shì)之處。
編者研究了AP物理、美國大學(xué)普物、國內(nèi)大學(xué)普物和國內(nèi)等級(jí)考物理的課程要求，找出它們各自的優(yōu)勢(shì)，并將它們?nèi)诤蠟橐槐具m合中國學(xué)生學(xué)習(xí)的國際課程物理教輔。本書體例采用中文導(dǎo)學(xué)、英文例題，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，可以在中文環(huán)境下較深刻地理解物理，同時(shí)逐漸適應(yīng)英文環(huán)境下的物理學(xué)習(xí)。本書導(dǎo)學(xué)部分采用羅列知識(shí)點(diǎn)的方式，力求詳略得當(dāng)、言簡意賅；例題部分設(shè)有解答，并且加入了很多國內(nèi)教材巧妙的物理思想和解題方法。本書章節(jié)順序和內(nèi)容編排經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目紤]，相比國內(nèi)教材覆蓋了更大的知識(shí)范圍，相比美國教材亦有更強(qiáng)的邏輯性和系統(tǒng)性。
編者希望學(xué)生通過本書的學(xué)習(xí)，能夠更充分地適應(yīng)出國之需，同時(shí)讓一部分學(xué)有余力的學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)之前，能夠具備大學(xué)要求的思維方式和學(xué)習(xí)方法，從而在大學(xué)的學(xué)習(xí)中游刃有余。更進(jìn)一步說，由于物理學(xué)科對(duì)學(xué)生的大學(xué)專業(yè)選擇和個(gè)人發(fā)展道路中起著重要作用，編者希望通過本書的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠深刻意識(shí)到自己是否對(duì)物理感興趣、是否適合學(xué)物理、應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)到何種水平、如何拓展深入等等，在進(jìn)入大學(xué)之前就對(duì)自己有較為明確的定位。
本書在出版之前，已在編者任教的國際課程班取得了顯著成效和廣泛好評(píng)，相比較于照搬美國課程，體現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)。本書知識(shí)內(nèi)容覆蓋全面，足以滿足四門AP物理課程（AP物理1、 AP物理2、 AP物理C力學(xué)和AP物理C電磁學(xué)）的教學(xué)需求，為學(xué)生進(jìn)入大學(xué)理工科奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除了AP物理以外，本書亦可覆蓋SAT 2物理以及美國、英國、加拿大、澳大利亞等各國高中物理競(jìng)賽的絕大部分考點(diǎn)。學(xué)生能夠?qū)W到更多知識(shí)，學(xué)得更扎實(shí)，并且較輕松地應(yīng)對(duì)各種不同的考試，對(duì)未來的物理學(xué)習(xí)也將有更多的選擇。根據(jù)一些已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生反饋，本書在美國大學(xué)物理課程中，仍能發(fā)揮較大作用，足以應(yīng)對(duì)大學(xué)普通物理課程和力學(xué)電磁學(xué)專業(yè)課程。
感謝華師大二附中對(duì)于國際課程項(xiàng)目的大力支持，為本書的編寫和出版提供了堅(jiān)實(shí)的保障。感謝歷屆國際課程班學(xué)生高水平、高質(zhì)量、不遺余力地查錯(cuò)，以及對(duì)內(nèi)容編排和教學(xué)策略提出的建設(shè)性意見，為本書的勘誤和進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。
由于編者自身水平有限，書中存在的不足之處，還望讀者指正。好的建議和勘誤可發(fā)郵件至yebeiyu@qq.com，編者不勝感激。
葉倍瑜，上海交通大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)士，2014年至今任教于華師大二附中，擔(dān)任國際課程項(xiàng)目物理課程負(fù)責(zé)人。物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)6年，獨(dú)立編寫國際課程班全套物理教材體系，包括教材、作業(yè)冊(cè)、題庫、解答共12冊(cè)。所教學(xué)生在美國、英國、加拿大等物理競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)百余人次。
◆ 第1章 測(cè)量 Measurement
◆ 第2章 矢量 Vectors
2.1 矢量及其分量 Vectors and their components
2.2 單位矢量，對(duì)分量求和 Unit vectors， adding vectors by components
2.3 矢量乘法 Multiplying vectors
◆ 第3章 直線運(yùn)動(dòng) Motion Along a Straight Line
3.1 質(zhì)點(diǎn)、位移和時(shí)間 Mass point， displacement and time
3.2 直線運(yùn)動(dòng)的圖像 Graphs of linear motion
3.3 加速度 Acceleration
3.4 勻變速運(yùn)動(dòng) Constant acceleration
3.5 自由落體 Freefall acceleration
◆ 第4章 多維運(yùn)動(dòng) Motion in Two and Three Dimensions
4.1 位置、位移、速度和加速度 Position， displacement， velocity， and acceleration
4.2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 Components of motion
4.3 相對(duì)運(yùn)動(dòng) Relative motion
4.4 拋體運(yùn)動(dòng) Projectile motion
4.5 勻速圓周運(yùn)動(dòng) Uniform circular motion
◆ 第5章 力 Force
5.1 力和重力 Force and gravity
5.2 彈力、張力和摩擦力 Normal force， tension and friction
5.3 力的合成與分解 Components of force
5.4 受力分析和受力平衡 Freebody diagram and equilibrium
◆ 第6章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 Newtons Laws of Motion
6.1 牛頓定律 Newtons first law
6.2 牛頓第二定律 Newtons second law
6.3 牛頓第三定律 Newtons third law
6.4 牛頓定律的應(yīng)用 Applying Newtons laws
◆ 第7章 機(jī)械能 Mechanical Energy
7.1 功和功率 Work and power
7.2 能量、動(dòng)能和動(dòng)能定理 Energy， kinetic energy， and theorem of kinetic energy
7.3 勢(shì)能 Potential energy
7.4 機(jī)械能守恒定律 Conservation of mechanical energy
7.5 功能原理 Workenergy principle
◆ 第8章 質(zhì)心和動(dòng)量 Center of Mass and Linear Momentum
8.1 質(zhì)心和質(zhì)心的運(yùn)動(dòng) Center of mass and its motion
8.2 動(dòng)量和沖量 Linear momentum and impulse
8.3 動(dòng)量守恒定律 Conservation of linear momentum
8.4 碰撞 Collision
◆ 第9章 轉(zhuǎn)動(dòng) Rotational Motion
9.1 角物理量 Angular variables
9.2 勻變速轉(zhuǎn)動(dòng) Constant angular acceleration
9.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Rotational inertia
9.4 牛頓第二定律(轉(zhuǎn)動(dòng)) Newtons second law for rotation
9.5 滾動(dòng)平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)的合成 Rolling as translation and rotation combined
9.6 角動(dòng)量和沖量矩 Angular momentum and moment of impulse
9.7 角動(dòng)量守恒定律 Conservation of angular momentum
9.8 平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(總表) Relations between translation and rotation
◆ 第10章 機(jī)械振動(dòng) Mechanical Oscillations
10.1 簡諧振動(dòng) Simple harmonic motion
10.2 振動(dòng)函數(shù) Oscillation functions
10.3 振動(dòng)能量 Oscillation energy
10.4 彈簧串并聯(lián) Springs in series and in parallel
10.5 單擺 Simple pendulum
◆ 第11章 機(jī)械波和聲音 Mechanical Waves and Sound
11.1 機(jī)械波 Mechanical waves
11.2 波的反射、衍射和干涉 Reflection， diffraction and interference
11.3 駐波 Standing waves
11.4 多普勒效應(yīng) Doppler effect
◆ 第12章 萬有引力 Gravitation
12.1 牛頓萬有引力定律 Newtons law of universal gravitation
12.2 開普勒定律 Keplers laws of planetary motion
12.3 衛(wèi)星軌道和能量 Orbits and energy of satellites
◆ 第13章 流體力學(xué) Fluid Mechanics
13.1 流體靜力學(xué) Hydrostatics
13.2 流體動(dòng)力學(xué) Hydrodynamics
◆ 第14章 熱力學(xué) Thermodynamics
14.1 溫度和分子動(dòng)理論 Temperature and kinetic theory
14.2 理想氣體定律 Ideal gas law
14.3 熱量和內(nèi)能 Heat and internal energy
14.4 熱力學(xué)定律 Laws of thermodynamics
14.5 理想氣體內(nèi)能 Internal energy of ideal gas
14.6 熱力學(xué)過程 Thermodynamic process
14.7 熵 Entropy
◆ 第15章 靜電學(xué) Electrostatics
15.1 靜電荷 Electrostatic charge
15.2 庫侖定律 Coulombs law
15.3 電場(chǎng) Electric field
15.4 電勢(shì) Electric potential
15.5 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 Conductors in electrostatic field
15.6 電容器和電介質(zhì) Capacitor and dielectric
15.7 高斯定理 Gauss law
15.8 球?qū)ΨQ專題 Spherical symmetry
◆ 第16章 電路 Circuits
16.1 電流、電壓和電阻 Current， voltage and resistance
16.2 電功率 Electric power
16.3 電阻串并聯(lián) Resistors in series and in parallel
16.4 基爾霍夫定律 Kirchhoffs circuit laws
16.5 電流表、電壓表 Ammeter and voltmeter
16.6 含容電路 Circuits containing capacitors
◆ 第17章 磁學(xué) Magnetism
17.1 磁場(chǎng) Magnetic fields
17.2 磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用 Ampere force and Lorentz force
17.3 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) Motion of charge in magnetic field
17.4 電流的磁效應(yīng) Magnetic field due to a current
◆ 第18章 電磁感應(yīng) Electromagnetic Induction
18.1 法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律 Faradays law and Lenzs law
18.2 渦旋電場(chǎng) Vortex electric field
18.3 電磁感應(yīng)中的電路問題 Circuits associated with electromagnetic induction
18.4 電磁感應(yīng)中的能量問題 Energy associated with electromagnetic induction
18.5 電感 Inductance
◆ 第19章 幾何光學(xué) Geometric Optics
19.1 光的反射和折射 Reflection and refraction
19.2 面鏡和薄透鏡成像 Mirrors and thin lenses
19.3 光具組成像 Combinations of optical elements
◆ 第20章 波動(dòng)光學(xué) Wave Optics
20.1 光的波動(dòng)性 The wave nature of light
20.2 狹縫衍射和干涉 Diffraction and interference by slits
20.3 薄膜干涉 Interference in thin films
◆ 第21章 近代物理 Modern Physics
21.1 狹義相對(duì)論(定性) The special theory of relativity (qualitative)
21.2 波粒二象性 Waveparticle duality
21.3 玻爾原子模型 The Bohr model of atoms
21.4 原子核 Nucleus
◆ 參考文獻(xiàn) References
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