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and Weight303.4 Free-Body Diagrams32SUMMARY33EXERCISES344　APPLYING NEWTON’S LAWS354.1 Using Newton’s Laws354.2 Dynamics of Circular Motion394.3 The Fundamental Forces of Nature41SUMMARY43EXERCISES445　WORK AND KINETIC ENERGY455.1 Work455.2 Work and Energy with Varying Forces485.3 Power52SUMMARY54EXERCISES556　POTENTIAL ENERGY AND ENERGY CONSERVATION576.1 Gravitational Potential Energy 576.2 Elastic Potential Energy626.3 Conservative and Nonconservative Forces646.4 Force and Potential Energy666.5 Energy Diagrams696.6 The Motion of Satellites70SUMMARY73EXERCISES757　MOMENTUM， IMPULSE， AND COLLISIONS777.1 Momentum and Impulse777.2 Conservation of Momentum817.3 Momentum Conservation and Collisions837.4 Elastic Collisions877.5 Center of Mass897.6 Rocket Propulsion93SUMMARY95EXERCISES978　ROTATION OF RIGID BODIES998.1 Angular Velocity and Acceleration998.2 Relating Linear and Angular Kinematics1038.3 Energy in Rotational Motion1068.4 Parallel-Axis Theorem1118.5 Moment-of-Inertia Calculations112SUMMARY114EXERCISES1159　DYNAMICS OF ROTATIONAL MOTION1179.1 Torque1179.2 Torque and Angular Acceleration for a Rigid Body1199.3 Work and Power in Rotational Motion1229.4 Angular Momentum1249.5 Conservation of Angular Momentum1279.6 Gyroscopes and Precession130SUMMARY133EXERCISES13410　PERIODIC MOTION13710.1 Describing Oscillation13710.2 Simple Harmonic Motion13910.3 Energy in Simple Harmonic Motion14610.4 Vertical SHM14810.5 The Simple Pendulum15010.6 The Physical Pendulum15110.7 Damped Oscillations15210.8 Forced Oscillations and Resonance153SUMMARY155EXERCISES15611　MECHANICAL WAVES15911.1 Types of Mechanical Waves15911.2 Periodic Waves16011.3 Mathematical Description of a Wave16311.4 Speed of a Transverse Wave16811.5 Energy in Wave Motion16911.6 Wave Interference， Boundary Conditions， and Superposition17111.7 Standing Waves on a String17411.8 Normal Modes of a String17811.9 Sound Wates and Sound Intensity18011.10 The Doppler Effect18111.11 Shock Waves184SUMMARY185EXERCISES18712　TEMPERATURE， HEAT AND THERMALPROPERTIES OF MATTER18912.1 Temperature and Thermal Equilibrium18912.2 Thermometers and Temperature Scales19012.3 Gas Thermometers and the Kelvin Scale19012.4 Quantity of Heat19012.5 Equations of State19212.6 Molecular Properties of Matter19312.7 Kinetic-Molecular Model of an Ideal Gas19412.8 Heat Capacities19912.9 Molecular Speeds201SUMMARY203EXERCISES20413　THE FIRST LAW OF THERMODYNAMICS20713.1 Thermodynamic Systems20713.2 Work Done During Volume Changes20813.3 Paths Between Thermodynamic States20913.4 Internal Energy and the First Law of Thermodynamics21013.5 Kinds of Thermodynamic Processes21413.6 Internal Energy of an Ideal Gas21513.7 Heat Capacities of an Ideal Gas21613.8 Adiabatic Processes for an Ideal Gas219SUMMARY221EXERCISES22214　THE SECOND LAW OF THERMODYNAMICS22514.1 Directions of Thermodynamic Processes22514.2 Heat Engines22614.3 Internal-Combustion Engines22814.4 Refrigerators23014.5 The Second Law of Thermodynamics23214.6 The Carnot Cycle23314.7 Entropy23614.8 Microscopic Interpretation of Entropy240SUMMARY241EXERCISES24315　ELECTRIC CHARGE AND ELECTRIC FIELD24515.1 Electric Charge24515.2 Conductors， Insulators， and Induced Charges24615.3 Coulomb’s Law24715.4 Electric Field and Calculations24815.5 Electric Field Lines25415.6 Electric Dipoles255SUMMARY256EXERCISES257 內容試閱： 2001年，在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的通知中明确要求，高等学校的“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”。此外，2004 年，在《普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)》中也对双语教学提出了明确的要求和评估方案。于是，全国高校双语教学工作协作组于2004年8月正式成立，很多高校随之相继开设了大学物理双语课程，适合的双语课程教材建设也成为双语课程顺利开展的基础。《西尔斯当代大学物理》是一部历经半个多世纪、在美国及其他英语母语国家被普遍认可并广泛采用的经典主流优秀教材，目前已更新至第13版，国内外很多高校在使用，特别是工科专业的物理学课程。鉴于此，我们很希望将该教材用于双语教学。然而，由于国外高校大学物理课程的机制、高中教育与大学衔接的模式与我国有差别，致使我国的大学物理课程和国外的大学物理课程的内容和难易程度及要求有很多不同，将其直接作为双语教材会有很多与我国大学物理教学不相适应的地方。因此，对原版《西尔斯当代大学物理》教材进行适当改编，让其成为地道的、语言表述和风格原汁原味的双语专用教材不仅尤为重要，而且也是我们改编本书的初衷。中国人民解放军空军航空大学和东北大学的工科物理课程已经分别有11年和19年开设大学物理双语课程的历史，通过教学实践发现，原版教材在使用中存在三方面的问题：一是原版教材的内容和我们的教学实际需求有偏差。二是现在学生的课业任务量大，时间紧，原版教材总计1500多页，不仅厚重，不便于学生携带，更主要的是阅读量偏大，学生在使用中不容易抓住重点，难以实现有效阅读，导致使用效率低。在国外的高校中，面对这种体量比较大的教材，教师在讲课时通常也只是使用教材的一部分内容。三是使用原版教材的学生为大一下学期和大二上学期的学生，英文阅读能力部分受限。为此，我们制定了改编原版教材《西尔斯当代大学物理》的总体原则：篇幅要适量减少，其内容应和我国高校大学物理课程要求的内容、重点和难易程度一致，其语言表述要严格遵从原版，以减轻学生的阅读压力，并能让学生快速了解和学习教学内容。本书在改编中以高等学校物理基础课程教学指导分委会制定的《理工科类大学物理课程教学基本要求》（2010年版）（以下简称《基本要求》）列出的74个A类知识点为基本框架和核心内容。这些A类知识点也是改编过程中对原版教材进行内容删减的依据。在改编中，删除了与我国高中学习内容重复的部分，保留了与我国理工科大学物理课程内容贴近、难度与教学要求相当的内容，同时把一些相关度高的内容进行了合并，对习题也做了提炼精简，原书的章节顺序也做了适当调整，使之更符合我国学生的知识衔接和阅读习惯。本书对原版书的具体改编工作主要有：力学部分：全部删除第11章平衡和弹力、第12章流体力学（后面除特别说明均指原版书的章节序号）。删除第1章的1.1~1.6节，即第1章只保留了1.7~1.10节矢量分析的内容。第10章删除了10.3节刚体绕动轴转动。第13章删除了13.5~13.8节的开普勒定律、行星的运动、球体质量分布、地球的旋转和黑洞等内容。第16章删除了16.2节、16.4~ 16.7节，即涉及声速、声驻波、声共振等内容。为了增加教材内容的关联度，移动、合并的内容有：第2章和第3章合并为本书的第2章，章标题改为MOTION，其中删除了简单的概念和自由落体运动的内容，保留了微积分的应用（后同）。第4章中将牛顿三定律的内容合并为一节。第5章中牛顿第一和第二定律的应用也合并为一节，删除恒量计算的内容。第16章的16.1节、16.3节、16.8节、16.9节，即声波的相关内容与原15章内容合并到了改编后的第11章，即机械波的内容中。13.1节引力定律的内容融入改编后的4.1节牛顿定律应用中。7.1节和13.3节标题都是Gravitational Potential Energy，合并入改编后的第6章势能和能量守恒的Gravitational Potential Energy中，13.4节人造卫星的运动也并入改编后的第6章。热学部分：将第17、18章合并，并删除17章中的17.4节、17.6节、17.7节，即热膨胀，热量测定和相变、热传导机制的内容，第18章中删除了18.6节物相的内容。电磁学部分：删除第25章除了25.4节外、第26章、第31章的全部内容，即删除涉及电流、电阻、直流电路、交流电的内容，保留的第25章25.4节电动势内容移到改编后的第21章电磁感应中。删除27.8节直流电动机、29.8节超导体、第30章30.4~30.6节中R-L、L-C、L-R-C电路的内容。为了增加内容的关联度，将第21章的21.4节、21.5节电场、电场力及其计算合并，第22章的22.1节、22.2节电荷、电通量及其计算合并，第22章的22.3节、22.4节高斯定理及高斯定理的应用合并，第23章的23.2节、23.3节电势和电势的计算合并，第24章的24.1节、24.2节电容、电容器以及电容器的串并联计算合并，第27章的27.1节、27.2节磁性和磁场合并，第27章的27.5节、27.9节带电粒子的运动和霍尔效应合并，第28章的28.2~28.5节合并为毕奥-萨伐尔定律及其应用，第28章28.6节、28.7节安培定律及安培定律的应用合并，第29章的29.5节、29.6节感应电场和涡电流合并，第32章32.1节、32.2节、32.4节涉及电磁波的内容并入改编后的第21章电磁感应中。光学部分：删除第33章33.4节、33.6节、33.7节关于色散、光的散射和惠更斯原理的内容，将33.5节变为了改编后的第26章偏振。删除第34章几何光学和36.8节全息术的内容。现代物理部分：第37章相对论中删除了37.6节电磁波的多普勒效应、37.8节中的相对论功、37.9节牛顿力学和相对论。第38章的38.1节只保留了光电效应内容，删除了光子的吸收。删除了38.2节X-Ray内容。删除了第39章粒子的波动性中39.4节激光和39.6节不确定原理的修正内容，将黑体辐射内容和39.5节连续光谱合并。第40章量子力学部分删除了40.3节势阱、40.5节谐振子内容。第41章原子结构中只保留了41.3节氢原子，并入改编后的第30章量子力学中。删除了第42章、第43章、第44章，即删除关于分子和凝聚态物理、核物理、粒子物理和宇宙学相关内容。附录部分：只保留了附录A、B、C部分，删除附录D、E、F。最后给出了所选习题的全部答案。改编后的教材内容和我国现行的大学物理教材内容基本一致，内容表述严格遵循原文，但删去了叙述相对烦琐和过于简单的内容，保留了必要的概念叙述、定理推导等“精华”内容，内容的选择力争做到精而简，使其更便于低年级本科学生在整个课程的学习过程中能坚持阅读和使用，让学生在学到知识的同时又锻炼了英语阅读能力及用英语进行思维的能力，进而达到更好的学习效果。正如前面所述，我们的初衷就是打造一部适合我国理工科高校学生使用，同时又不失原版书语言表述和风格原汁原味的教材，但愿我们的努力能得到使用本书的教师和学生的认可。本书不仅适合大学物理双语教学班的学生使用，而且担任双语教学的教师和非双语教学班的学生以及留学生也可参考。本书的改编工作按改编后的章节分工如下：李春萍完成第1章、第27~30章并负责全书统稿；陈肖慧完成第19~22章；赵洪亮完成第2~4章、第11章；张翔宇完成第5~10章；王丽完成第12~14章；张莉完成第15~18章；胥馨完成第23~26章。由于工作量相当，赵洪亮、王丽、张翔宇、张莉、胥馨排名不分先后。改编方案由李春萍和陈肖慧制定。感谢机械工业出版社对改编工作的支持！感谢有着外版教材Dynamics（第12版）编译工作经验的袁长清教授担任本书的主审，感谢袁教授对本书给予的指导和支持！限于改编者的水平，本书难免有不当和欠缺之处，欢迎使用的老师和学生提出宝贵意见。改编者　　2023年

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