本書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)物理課程標準》編寫而成。本書主要內(nèi)容包括質(zhì)點運動學(xué)、牛頓運動定律、動量守恒定律和能量守恒定律、靜電場、穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)、電磁場等。本書適合作為少數(shù)民族預(yù)科教材,也可作為理科非物理專業(yè)以及成人教育相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課教材,還可供自學(xué)者使用。
本書涉及普通物理學(xué)和電磁學(xué)兩部分內(nèi)容,該書注重大學(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)量的自測題,適合少數(shù)民族預(yù)科教材,也適合理科非物理專業(yè)及成人教育相關(guān)專業(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、普遍的運動方式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的研究對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)的各個部門,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)科生未來進入本科相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)夯實物理知識基礎(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學(xué)校各專業(yè)學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課。
在編寫這本物理學(xué)教程時,注意了以下幾點。
(1)突出基礎(chǔ)理論,重視分析問題和解決問題能力的訓(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),避免對已學(xué)知識的簡單重復(fù)。本書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,并有詳細的解答過程。
(3)為增加應(yīng)用訓(xùn)練,安排了一定數(shù)量的自測題,分為選擇題、填空題和計算題,從不同層面、不同知識點考查學(xué)生,同時,對于有難度的習(xí)題配有詳細的參考答案及解析,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)家的簡介,同時配有閱讀材料供學(xué)生選讀,以利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,開闊視野,提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。
本書適合作為少數(shù)民族預(yù)科教材,也可作為理科非物理專業(yè)以及成人教育相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課教材,還可供自學(xué)者使用。
在編寫過程中,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,對所有幫助過我們的老師表示衷心的感謝。
由于編者水平有限,在編寫過程中作了很大的努力,但仍存在問題和不足,真誠期盼老師和同學(xué)們指正。
劉俊娟, 河北師范大學(xué)附屬民族學(xué)院 。 魏增江, 石家莊理工職業(yè)學(xué)院 。
第1章質(zhì)點運動學(xué)1
11質(zhì)點運動的描述1
111參考系坐標系質(zhì)點1
112位置矢量運動方程位移2
113速度4
114加速度5
12求解運動學(xué)問題舉例7
13圓周運動11
131自然坐標系11
132圓周運動的切向加速度及法向加速度11
133圓周運動的角量描述13
134勻速率圓周運動和勻變速率圓周運動15
小結(jié)17
自測題19
第2章牛頓運動定律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)中幾種常見的力28
221萬有引力和重力28
222彈性力29
223摩擦力29
23牛頓運動定律的應(yīng)用舉例30
小結(jié)34自測題34
第3章動量守恒定律和能量守恒定律41
31質(zhì)點和質(zhì)點系的動量定理41
311沖量質(zhì)點的動量定理41
312質(zhì)點系的動量定理45
目錄||大學(xué)物理教程32動量守恒定律47
321動量守恒定律概述47
322應(yīng)用動量守恒定律應(yīng)注意的問題47
33功和動能定理50
331功50
332功率52
333質(zhì)點的動能定理53
34保守力與非保守力勢能56
341萬有引力、重力、彈性力做功的特點56
342保守力與非保守力保守力做功的數(shù)學(xué)表達式57
343勢能58
344勢能曲線60
35功能原理機械能守恒定律61
351質(zhì)點系的動能定理61
352質(zhì)點系的功能原理62
353機械能守恒定律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
自測題73
第4章靜電場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庫侖定律85
421點電荷85
422庫侖定律概述85
423庫侖力的疊加原理87
43電場強度87
431靜電場87
432電場強度88
433點電荷電場強度89
434電場強度疊加原理90
435電場強度的計算91
44電場強度通量高斯定理94
441電場線94
442電場強度通量96
443高斯定理97
444高斯定理的應(yīng)用100
45靜電場的環(huán)路定理電勢能105
451靜電場力做功的特點105
452靜電場的環(huán)路定理106
453電勢能107
46電勢108
461電勢概述108
462點電荷電場中的電勢110
463電勢的疊加原理110
464電勢的計算111
47電場強度與電勢梯度114
471等勢面114
472電場強度與電勢梯度的關(guān)系115
48靜電場中的導(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電容器電容的計算124
494電容器的并聯(lián)和串聯(lián)126
410靜電場的能量能量密度127
4101電容器的電能127
4102靜電場的能量和能量密度128
小結(jié)130
自測題136
第5章穩(wěn)恒磁場145
51電流電流密度146
511電流146
512電流密度147
52電源電動勢148
521電源148
522電動勢149
53磁場 磁感應(yīng)強度150
531磁場150
532磁感應(yīng)強度150
54畢奧-薩伐爾定律152
541畢奧薩伐爾定律簡介152
542畢奧薩伐爾定律應(yīng)用舉例153
55磁通量 磁場的高斯定理157
551磁感應(yīng)線157
552磁通量和磁場的高斯定理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帶電粒子在電場和磁場中的運動163
571洛倫茲力164
572帶電粒子在均勻磁場中的運動165
573帶電粒子在電場的運動舉例166
58載流導(dǎo)線在磁場中所受的力168
581安培力168
582兩無限長平行載流直導(dǎo)線間的相互作用171
583載流平面線圈的法線方向與磁矩172
584磁場對載流線圈作用的磁力矩172
小結(jié)174
自測題178
第6章電磁感應(yīng)電磁場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動生電動勢與感生電動勢194
621動生電動勢194
622感生電動勢198
63自感與互感200
631自感201
632互感203
64磁場的能量205
641自感儲存的能量自感磁能205
642磁場的能量206
小結(jié)208
自測題211
自測題答案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235