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編輯推薦： 本书可作为高等工科院校各专业的物理教材，也可作为综合大学和师范院校非物理专业的教材和参考书_。本书作为工科物理及理科非物理专业大学物理教材的改革尝试，注重对经典内容的精简和深化，对近代物理内容的精选和普化，对新技术新观点的拓展，力求注意各部分知识之间的相互联系，同时保持难度适中。 內容簡介： 本书是根据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委会2010年重新制定的《理工科类大学物理课程教学基本要求》编写的。全书分上、下两册，本书为上册，包括力学篇、电磁学篇。本书作为工科物理及理科非物理专业大学物理教材的改革尝试，注重对经典内容的精简和深化，对近代物理内容的精选和普化，对新技术、新观点的拓展，力求注意各部分知识之间的相互联系，同时保持难度适中。 本书可作为高等工科院校各专业的物理教材，也可作为综合大学和师范院校非物理专业的教材和参考书。 關於作者： 吴延斌，1985年毕业于东北师范大学，现任沈阳大学师范学院副院长。30多年来，一直从事教学及教学管理工作，组织或参与多项省、校科研或教改项目，发表多篇论文。现为教育部高等学校物理学类专业教育指导委员会东北地区工作委员会委员、辽宁省物理专业评价委员会评委、中国高等学校电子教育学会理事。 目錄： 目录 第1篇力学 第1章质点运动学 1.1质点、参考系、时间和空间 1.1.1质点 1.1.2参考系 1.1.3坐标系 1.1.4时间和空间 1.2质点运动的矢量描述 1.2.1位置矢量 1.2.2位移 1.2.3速度 1.2.4加速度 1.3圆周运动及其描述 1.3.1切向加速度和法向加速度 1.3.2圆周运动的角量描述 1.3.3线量和角量之间的关系 1.4运动学中的两类问题 1.4.1第一类问题 1.4.2第二类问题 1.5相对运动 本章小结 阅读材料科学家简介伽利略 习题 第2章质点动力学 2.1牛顿运动定律 2.1.1牛顿第一定律 2.1.2牛顿第二定律 2.1.3牛顿第三定律 2.1.4国际单位制,量纲 2.1.5常见的力 2.1.6牛顿运动定律的应用 *2.1.7非惯性系，惯性力 2.2动量和动量守恒定律 2.2.1质点和质点系的动量定理 2.2.2动量守恒定律 2.2.3质心和质心运动定理 2.3功、机械能和机械能守恒定律 2.3.1功和功率 2.3.2动能与质点动能定理 2.3.3质点系动能定理 2.3.4势能 2.3.5功能原理和机械能守恒定律 2.4质点的角动量和角动量守恒定律 2.4.1力对参考点的力矩 2.4.2质点定点角动量 2.4.3质点的角动量定理 2.4.4质点角动量守恒定律 2.4.5质点系的角动量定理和角动量守恒定律 本章小结 阅读材料科学家简介牛顿 习题 第3章刚体力学 3.1刚体运动的描述 3.1.1刚体的平动 3.1.2刚体的定轴转动 3.1.3刚体的平面运动 3.2刚体角动量、转动惯量、转动动能 3.2.1刚体做定轴转动的角动量 3.2.2刚体的转动惯量 3.2.3刚体的转动动能 3.3刚体定轴转动定律 3.3.1力矩 3.3.2定轴转动的转动定律 3.4刚体定轴转动的动能定理 3.4.1力矩的功 3.4.2动能定理 3.4.3定轴转动的角动量定理及角动量守恒 3.5刚体平面平行运动的动力学 3.5.1基本动力学方程 3.5.2刚体平面平行运动的动能及动能定理 3.5.3滚动摩擦 *3.6刚体的进动 本章小结 阅读材料地球的进动和章动 习题 第4章狭义相对论 4.1狭义相对论的两个基本假设 4.1.1牛顿时空观 4.1.2迈克尔逊莫雷实验 4.1.3爱因斯坦假设 4.2爱因斯坦时空观 4.2.1同时相对性 4.2.2长度收缩 4.2.3时间延缓或运动钟变慢 4.3洛伦兹变换 4.3.1洛伦兹坐标变换 4.3.2相对论速度变换 4.4相对论动力学基础 4.4.1质量与速度的关系 4.4.2相对论力学中的质量与动量 4.4.3质量与能量的关系 4.4.4动量与能量之间的关系 4.4.5光子情况 本章小结 阅读材料爱因斯坦 习题 第2篇电磁学 第5章真空中的静电场 5.1电荷和库仑定律 5.1.1电荷的种类 5.1.2电荷的量子性 5.1.3电荷守恒定律 5.2库仑定律、电场与电场强度 5.2.1库仑定律 5.2.2库仑定律的叠加原理 5.2.3电场和电场强度 5.2.4电场强度的计算 5.3电通量与高斯定理 5.3.1电场线 5.3.2电场强度通量电通量 5.3.3真空中的高斯定理 5.3.4高斯定理应用 5.4静电场的环路定理及电势与电势能 5.4.1静电场的环路定理 5.4.2电势能和电势 5.4.3电势的计算和电势的叠加原理 5.4.4等势面及场强与电势的关系 本章小结 阅读材料静电场的应用 习题 第6章静电场中的导体与电介质 6.1静电场中的导体 6.1.1金属导体的电结构 6.1.2静电感应 6.1.3导体上的电荷分布 6.1.4静电屏蔽 6.2静电场中的电介质 6.2.1介质的电结构 6.2.2电介质的极化 6.2.3有介质的高斯定理 6.3电容器及电容 6.3.1孤立导体的电容 6.3.2电容器 6.3.3几种常见电容器的电容 6.3.4电容器的串并联 6.4静电场的能量 本章小结 阅读材料超级电容器 习题 第7章稳恒磁场 7.1磁现象、磁场和磁感应强度 7.1.1磁现象 7.1.2磁场和磁感应强度 7.2毕奥萨伐尔定律及其应用 7.2.1毕奥萨伐尔定律 7.2.2毕奥萨伐尔定律的应用 7.3真空中磁场的高斯定理 7.3.1磁感应线 7.3.2磁通量 7.3.3磁场中的高斯定理 7.4真空中稳恒磁场的安培环路定理 7.4.1安培环路定理 7.4.2安培环路定理的应用 7.5磁场对电流的作用 7.5.1安培力 7.5.2两平行无限长直电流间的相互作用力 7.5.3匀强磁场对载流线圈的作用 7.5.4磁力的功 7.6带电粒子在磁场中的运动 7.6.1洛伦兹力 7.6.2带电粒子在均匀磁场中的运动 7.6.3霍尔效应 7.7磁介质 7.7.1磁介质及其分类 7.7.2顺磁质和抗磁质的磁化 7.7.3磁介质中的安培环路定理和磁场强度 7.8铁磁质 7.8.1铁磁质的特点 7.8.2初始磁化曲线 7.8.3磁滞回线 7.8.4铁磁质的种类 7.8.5磁畴 本章小结 阅读材料7.1磁单极 阅读材料7.2真空的极化 习题 第8章电磁感应和电磁场 8.1电磁感应现象和楞次定律 8.1.1电磁感应现象 8.1.2楞次定律 8.1.3电流密度 8.2电动势和法拉第电磁感应定律 8.2.1电源的电动势 8.2.2法拉第电磁感应定律 8.3动生电动势 8.3.1动生电动势与洛伦兹力 8.3.2洛伦兹力的功 8.4感生电动势 8.4.1感生电场和感生电动势 8.4.2电子感应加速器和涡电流 8.5自感和互感 8.5.1自感 8.5.2互感 8.6磁场能量 8.7位移电流和麦克斯韦方程组 8.7.1位移电流 8.7.2全电流定理 8.7.3麦克斯韦方程组 *8.8电磁波 8.8.1电磁波的性质 8.8.2赫兹实验 8.8.3电磁波谱 8.8.4电磁场能量与动量 8.8.5电磁场是物体的一种形态 本章小结 阅读材料8.1超导体 阅读材料8.2遥感技术 习题 习题答案 內容試閱： 前言 2010年教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委会对《理工科类大学物理课程教学基本要求》简称《基本教学要求》进行了重新编写，划分出了基本核心内容的A类知识点和作为拓展内容的B类知识点。要求各高校不仅要保证基本知识结构的系统性和完整性，还要在知识的深度和广度上有所拓展。为顺应这一要求，并考虑到目前普通高等学校学生对大学物理课程学习的特点，我们编写了本书。本书以2010版的基本要求为指导，不仅融入了作者多年教学经历所积累的成功经验，而且还融合了国内外众多优秀教材的优点，并考虑到目前学生学习和教师教学的新特点，主要侧重于以下几个方面：1. 精简经典内容，深化教学体系。在内容上以《教学基本要求》中A类知识点为核心，对B类知识点选择性做了适当拓展，既保证了基本知识结构、系统的完整，又开拓了学生的视野。2. 开窗口，注重内容现代化。书中以阅读材料的形式，把一些当前高新技术领域中的基础性物理原理引入，大力加强了读者对现代物理学观念的形成。3. 注重培养全局掌握，运用知识综合能力。书中精选的例题和习题，力求突出对物理概念和原理的运用，避免冗长的数学推导。全书分上、下两册，上册包括力学篇、电磁学篇； 下册包括热学篇、机械振动和机械波篇、波动光学篇和量子力学篇。本书作为工科物理及理科非物理专业大学物理教材的改革尝试，注重对经典内容的精简和深化、对近代物理内容的精选和普化、对新技术新观点的拓展，力求注意各部分知识之间的相互联系，同时保持难度适中。书中部分带*号的章节，表示超出课程范围，即选学的内容。本书可作为高等工科院校各专业的物理教材，也可作为综合大学和师范院校非物理专业的教材和参考书。本书的编者集合了沈阳大学物理系的各位优秀教师，他们都有多年从事大学物理课程教学的经验和教学研究、科学研究的体会。第1~3章由林欣悦、吴延斌完成，第4、16~18章由王立国、黄有利完成； 第5、6章由张会完成； 第7、11、12章由韩笑完成； 第9、10章由王建华完成； 第8、13~15章由孙力完成； 刘文中负责全书图稿和习题部分的整理工作。另外吴延斌、韩笑还负责全书的统稿工作。由于编者水平有限，加之时间仓促，如有疏漏和不妥之处，恳请各位读者批评指正。 编者2016年8月 第3章刚 体 力 学 前面两章介绍了力学的基本概念和原理，如牛顿定律、冲量和动量、功和能等概念，以及动量、角动量和能量守恒定律。其中，这些概念和原理在多数情况下都是就质点提出而且应用于质点的。虽然曾提出过质点系为研究对象，但也只是讨论了少数几个质点的情形。本章将要介绍一种特殊的质点系刚体,讨论刚体所遵从的力学规律。它们实际上是前两章所讲的基本概念和原理在刚体上的应用。对于刚体，本章也只着重讨论定轴转动这种简单的情况，讨论转动惯量、力矩、刚体的动能和角动量等基本概念及基本规律。为研究更复杂的运动奠定基础。3.1刚体运动的描述刚体是固体物件的理想化模型。任何固态物质都具有一定的形状和大小，并在受力作用时总是要发生或大或小的形状和体积的改变。如果在讨论一个固体的运动时，这种形状或体积的改变都很小，可以将其忽略不计。于是提出了刚体的理想模型。我们就把这个固体当作刚体处理。刚体是在任何情况下形状和大小都不发生变化的力学研究对象。刚体可以看成由许多质点组成，每一个质点叫做刚体的一个质元。由于刚体不变形，各质元间距离不变，故刚体是质元间距离保持不变的质点系，叫做不变质点系。既然刚体属于质点系，所以关于质点系的基本定理、基本定律就都可以应用于刚体。当然，由于刚体这一质点系有其特点，所以这些基本定律就表现为更适合于研究刚体运动的特殊形式。3.1.1刚体的平动那么如何描述刚体的运动呢？刚体的运动形式是多种多样的，但不论是怎样复杂的运动都可以看作是由最基本的运动构成的。刚体最基本的运动形式是平动和定轴转动。 图31刚体的平动 如果刚体在运动中，刚体内任意两点间的连线始终保持平行，那么这样的运动就叫平动，如图31所示。在平动时，刚体内各质元的运动轨迹都一样，而且在同一时刻的速度和加速度都相等。因此在描述刚体的平动时，就可以用一点的运动来代表。通常就用刚体质心的运动来代表整个刚体的平动。可见，根据质心的定义和质心运动定理，可以确定平动刚体的运动规律。3.1.2刚体的定轴转动在刚体运动过程中，若刚体上各质元均围绕同一直线做圆周运动，且圆心都在该直线上，则这条直线称为转动轴线，简称转轴。如果转动轴线的位置和方向相对于某一参考系是固定的，则该转轴称为固定轴。这种运动就称为绕固定轴转动，简称定轴转动,如图32所示。 图32刚体转动描述 显然，定轴转动是刚体转动的最简单、最基本的运动形式。1. 角坐标和角位移为了描述刚体定轴转动，建立坐标系Oxyz,如图32a所示，坐标轴z与固定转轴重合。在刚体非转轴部分任取一些质元，如a、b、c，分别过质元作z轴的垂线，由于各质元相对位置不变，所以相对于转轴而言，都具有相同的角量。因而，可用刚体上任一质元来描述刚体的转动。在刚体上任取一质元P可看成一质点,过该点截出一与转轴相垂直的平面Oxy,该平面称为转动平面，如图32b表示。设P点的位置矢量为r，因其大小不变，故其位置可由自x轴转向r的夹角来确定。r在t时间内扫过的角度就是刚体任一个质点转过的角度。称作绕定轴转动刚体的角坐标。规定自x轴逆时针转向r时，为正； 反之为负。当刚体绕固定轴转动时，其角坐标是时间的函数，即 =t31 式31称作刚体绕定轴转动的运动学方程。它能够全面描述作定轴转动刚体的运动规律，由它可确定任意时刻刚体的运动状态。假设t时刻，刚体的角坐标为t； 经过t时间，刚体的角坐标变为t t,刚体在t时间内的角位移为 =t t-t32 由于角坐标是代数量，所以角位移也是代数量。当刚体逆时针转动时.角位移为正，反之为负。在国际单位制中，角坐标和角位移的单位都是弧度rad。2. 角速度为了描述刚体作定轴转动的快慢程度，定义刚体的角位移与发生这一角位移所用的时间t之比，当t0时极限值为刚体t时刻的瞬时角速度，简称角速度，记做，即 =limt0t=ddt33 即角速度等于角坐标对时间的导数。面对转轴观察，当0时，刚体逆时针转动；

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