本書延續(xù)了第1版的特色,采取凝練經典、簡化近代的方法精選和組織內容并融入課程思政元素.
全書內容涉及力學、電磁學和波動光學等,共6章.設有“傳承·大力弘揚中國科學家精神”“大國名片”“世界杰出物理學家”等欄目.全書聯系實際,注重介紹物理知識和物理思想在實際中的應用,將專業(yè)知識和思政元素深度融合,并構建大學物理課程育人體系.
本書可作為高等院校非物理類專業(yè)本科少學時的大學物理教材和教學參考書,也可用作高等職業(yè)教育各專業(yè)的物理教材,還可以供其他相關專業(yè)選用和廣大讀者閱讀.
前言
物理學是研究物質的基本結構、基本運動形式、相互作用的自然科學.它的基本理論滲透在自然科學的各個領域,是其他自然科學和工程技術的基礎.以物理學基礎為內容的大學物理課程,是高等學校理工科各專業(yè)學生的一門重要的通識性必修基礎課.該課程所教授的基本概念、基本原理、基本方法和基本規(guī)律是構成學生科學素養(yǎng)的重要組成部分,它不僅能對學生進行較全面的物理知識教育,而且能對學生進行較系統的科學方法教育和思維能力訓練,使學生在知識、素質和能力各方面得到協調發(fā)展.
大學物理課程堅持“立德樹人”的根本任務,以“環(huán)境育人、潤物無聲”作為課程的基本理念,把培育和踐行社會主義核心價值觀等課程思政元素融入教書育人全過程.本書延續(xù)了第1版的特色,采取凝練經典、簡化近代的方法精選和組織內容.全書除了涉及物理學基本內容(力學、電磁學、波動光學)外,還設有“傳承·大力弘揚中國科學家精神”“大國名片”“世界杰出物理學家”等欄目.全書聯系實際,注重介紹物理知識和物理思想在實際中的應用,通過闡述物理與生活的關系以提升學生的人文素質,通過講述物理史話和人物故事以激發(fā)學生的民族自信與家國情懷,從而實現價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)的“三位一體”育人體系,努力培養(yǎng)符合時代發(fā)展的高素質一流應用型人才.
編者的初衷是結合我校實際,兼顧一般院校工科大學本科生,提供一套簡明清晰、難度適中、深入淺出、易教易學的大學物理教材.針對目前高校課程改革和壓縮課時的現狀,編寫過程中,在保留經典物理精髓的基礎上,對一些內容進行了整合,盡量壓縮篇幅.
書中難免有疏漏和不妥之處,懇請廣大讀者批評指正.
編者
目錄
前言
第1章質點運動學與牛頓定律1
[傳承·大力弘揚中國科學家精神]中國力學之父——錢偉長1
11質點參考系時間和空間1
111質點1
112參考系2
113坐標系時間和空間2
12位矢位移和路程3
121位矢3
122運動函數軌道方程4
123位移和路程4
13速度加速度5
131速度平均速度5
132瞬時速度瞬時速率5
133加速度7
14直線運動10
15拋體運動12
16圓周運動14
161自然坐標系變速圓周運動14
162圓周運動的角量描述17
17牛頓運動定律19
171牛頓第一定律19
172牛頓第二定律20
173牛頓第三定律23
18力學中常見的力24
181萬有引力重力24
182彈性力25
183摩擦力27
19牛頓運動定律應用示例29
[大國名片]北斗衛(wèi)星導航系統34
[大國名片]中國高鐵35
習題135
第2章剛體力學基礎38
[傳承·大力弘揚中國科學家精神]中國航天之父——錢學森38
21質點的角動量守恒定律38
211質點的角動量38
212力矩39
213質點的角動量定理39
214質點的角動量守恒定律及應用40
22剛體的基本運動形式41
221剛體的平動41
222剛體的定軸轉動42
23剛體定軸轉動的轉動動能轉動慣量44
231剛體定軸轉動的轉動動能44
232剛體的轉動慣量44
24力矩的功剛體定軸轉動的動能定理46
241力矩46
242力矩的功47
243剛體定軸轉動的動能定理48
25剛體定軸轉動定律50
26剛體定軸轉動的角動量定理角動量守恒定律53
261角動量沖量矩角動量定理53
262角動量守恒定律53
[大國名片]中國“天宮”空間站55
[大國名片]中國載人航天55
習題256
第3章靜電學59
[世界杰出物理學家]電學之父——邁克爾·法拉第59
31電荷庫侖定律59
311電荷電荷守恒定律59
312庫侖定律靜電力疊加原理61
32電場電場強度63
321電場63
322電場強度電場強度疊加原理64
33電場強度和電場力的計算65
331點電荷電場中的電場強度65
332點電荷系電場中的電場強度66
333連續(xù)分布電荷電場中的電場強度67
334電荷在電場中所受的力71
34電場強度通量真空中的高斯定理73
341電場線73
342電場強度通量73
343高斯定理及應用高斯定理求靜電場中的電場強度75
35靜電場的環(huán)路定理電勢78
351靜電力的功78
352靜電場的環(huán)路定理79
353電勢能80
354電勢電勢差80
355電勢的計算81
36等勢面電場強度與電勢的關系83
361等勢面83
362電場強度與電勢的關系84
37靜電場中的金屬導體86
371金屬導體的電結構86
372導體的靜電平衡條件86
373靜電平衡時導體上的電荷分布87
374靜電屏蔽88
38靜電場中的電介質89
381電介質的電結構89
382電介質在外電場中的極化現象90
383有電介質時的靜電場91
384有電介質時靜電場的高斯定理電位移矢量91
385有電介質時靜電場的高斯定理的應用93
39電容電容器96
391孤立導體的電容96
392電容器的電容96
393電容器的串聯和并聯99
310電場的能量101
[大國名片]中國特高壓輸電技術102
習題3103
第4章恒定電流的穩(wěn)恒磁場107
[傳承·大力弘揚中國科學家精神]中國電磁彈射之父——馬偉明107
41磁現象及其本源107
42磁場磁感應強度108
421磁場108
422磁感應強度109
43畢奧薩伐爾定律及其應用運動電荷的磁場110
431畢奧薩伐爾定律及其應用110
432運動電荷的磁場114
44磁通量真空中磁場的高斯定理115
441磁感應線115
442磁通量真空中磁場的高斯定理116
45安培環(huán)路定理及其應用117
46磁場對載流導線的作用安培定律121
461安培定律121
462均勻磁場中載流線圈所受的力矩123
47帶電粒子在電場和磁場中的運動125
471磁場對運動電荷的作用力洛倫茲力125
472帶電粒子在電場和磁場中的運動127
48磁場中的磁介質130
481磁介質在外磁場中的磁化現象130
482抗磁質和順磁質的磁化機理131
483磁介質的磁導率132
484磁介質中的高斯定理和安培環(huán)路定理132
[大國名片]中國華為5G134
習題4134
第5章變化的電磁場137
[世界杰出物理學家]現代電力之父——尼古拉·特斯拉137
51電磁感應現象及其基本規(guī)律137
511電磁感應現象137
512楞次定律139
513法拉第電磁感應定律139
52動生電動勢及其表達式143
521動生電動勢143
522動生電動勢的表達式143
53感生電動勢渦旋電場及其應用147
531感生電動勢與渦旋電場147
532電子感應加速器148
533渦電流及其應用149
54自感與互感149
541自感149
542互感152
55磁場的能量154
56位移電流155
57麥克斯韋電磁場理論157
571電場157
572磁場158
573電磁場的麥克斯韋方程組的積分形式158
[大國名片]中國核能159
習題5159
第6章波動光學162
[傳承·大力弘揚