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新編基礎物理學學習指導與能力訓練 版權信息
- ISBN：9787030428448
- 條形碼：9787030428448 ; 978-7-03-042844-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
新編基礎物理學學習指導與能力訓練 內容簡介
本書是普通高等教育"十一五"重量規劃教材的配套教輔。本書依照教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會物理基礎課程教學指導分委會編制的《理工科類大學物理課程教學基本要求、理工科類大學物理實驗課程教學基本要求（2008版）》編寫，其中不僅融入作者多年教學經歷所積累的成功經驗，而且考慮到目前學生學習和教師教學的新特點。
新編基礎物理學學習指導與能力訓練 目錄
目錄
前言
第1篇 力學
第1章 質點運動學 1
一、基本要求 1
二、基本內容 1
三、解題方法 5
四、解題指導 5
五、能力訓練 14
六、參考答案 16
第2章 質點動力學 18
一、基本要求 18
二、基本內容 18
三、解題方法 22
四、解題指導 22
五、能力訓練 25
六、參考答案 27
第3章 剛體力學基礎 29
一、基本要求 29
二、基本內容 29
三、解題方法 33
四、解題指導 34
五、能力訓練 37
六、參考答案 41
第4章 狹義相對論 42
一、基本要求 42
二、基本內容 42
三、解題方法 46
四、解題指導 46
五、能力訓練 49
六、參考答案 51
第2篇 機械振動機械波
第5章 機械振動 52
一、基本要求 52
二、基本內容 52
三、解題方法 55
四、解題指導 56
五、能力訓練 59
六、參考答案 63
第6章 機械波 64
一、基本要求 64
二、基本內容 64
三、解題方法 68
四、解題指導 68
五、能力訓練 72
六、參考答案 75
第3篇 熱學
第7章 氣體動理論 77
一、基本要求 77
二、基本內容 77
三、解題方法 81
四、解題指導 81
五、能力訓練 83
六、參考答案 84
第8章 熱力學基礎 86
一、基本要求 86
二、基本內容 86
三、解題方法 90
四、解題指導 90
五、能力訓練 92
六、參考答案 95
第4篇 電磁學
第9章 電荷與真空中的靜電場 96
一、基本要求 96
二、基本內容 96
三、解題方法 101
四、解題指導 103
五、能力訓練 110
六、參考答案 113
第10章 導體和電介質中的靜電場 116
一、基本要求 116
二、基本內容 116
二、解題方法 121
四、解題指導 121
五、能力訓練 124
六、參考答案 126
第11章 穩恒電流與真空中的恒定磁場 128
一、基本要求 128
二、基本內容 128
二、解題方法 132
四、解題指導 133
五、能力訓練 139
六、參考答案 144
第12章 磁介質中的恒定磁場 146
一、基本要求 146
二、基本內容 146
三、解題方法 147
四、解題指導 148
五、能力訓練 149
六、參考文獻 150
第13章 電磁場與麥克斯韋方程組 152
一、基本要求 152
二、基本內容 152
三、解題方法 156
四、解題指導 157
五、能力訓練 162
六、參考答案 165
第5篇 光學
第14章波動光學 167
一、基本要求 167
二、基本內容 167
三、解題方法 174
四、解題指導 175
五、能力訓練 179
六、參考答案 182
第6篇 量子物理基礎
第15章早期量子論 184
一、基本要求 184
二、基本內容 184
三、解題方法 187
四、解題指導 187
五、能力訓練 189
六、參考答案 190
第16章 量子力學簡介 191
一、基本要求 191
二、基本內容 191
三、解題方法 194
四、解題指導 194
五、能力訓練 195
六、參考答案 197
參考文獻 198
附錄 199
附錄一希臘字母表 199
附錄二常用天文量 199
附錄三常用物理常量表 200
附錄四書中物理的符號及單位 201
前言
第1篇 力學
第1章 質點運動學 1
一、基本要求 1
二、基本內容 1
三、解題方法 5
四、解題指導 5
五、能力訓練 14
六、參考答案 16
第2章 質點動力學 18
一、基本要求 18
二、基本內容 18
三、解題方法 22
四、解題指導 22
五、能力訓練 25
六、參考答案 27
第3章 剛體力學基礎 29
一、基本要求 29
二、基本內容 29
三、解題方法 33
四、解題指導 34
五、能力訓練 37
六、參考答案 41
第4章 狹義相對論 42
一、基本要求 42
二、基本內容 42
三、解題方法 46
四、解題指導 46
五、能力訓練 49
六、參考答案 51
第2篇 機械振動機械波
第5章 機械振動 52
一、基本要求 52
二、基本內容 52
三、解題方法 55
四、解題指導 56
五、能力訓練 59
六、參考答案 63
第6章 機械波 64
一、基本要求 64
二、基本內容 64
三、解題方法 68
四、解題指導 68
五、能力訓練 72
六、參考答案 75
第3篇 熱學
第7章 氣體動理論 77
一、基本要求 77
二、基本內容 77
三、解題方法 81
四、解題指導 81
五、能力訓練 83
六、參考答案 84
第8章 熱力學基礎 86
一、基本要求 86
二、基本內容 86
三、解題方法 90
四、解題指導 90
五、能力訓練 92
六、參考答案 95
第4篇 電磁學
第9章 電荷與真空中的靜電場 96
一、基本要求 96
二、基本內容 96
三、解題方法 101
四、解題指導 103
五、能力訓練 110
六、參考答案 113
第10章 導體和電介質中的靜電場 116
一、基本要求 116
二、基本內容 116
二、解題方法 121
四、解題指導 121
五、能力訓練 124
六、參考答案 126
第11章 穩恒電流與真空中的恒定磁場 128
一、基本要求 128
二、基本內容 128
二、解題方法 132
四、解題指導 133
五、能力訓練 139
六、參考答案 144
第12章 磁介質中的恒定磁場 146
一、基本要求 146
二、基本內容 146
三、解題方法 147
四、解題指導 148
五、能力訓練 149
六、參考文獻 150
第13章 電磁場與麥克斯韋方程組 152
一、基本要求 152
二、基本內容 152
三、解題方法 156
四、解題指導 157
五、能力訓練 162
六、參考答案 165
第5篇 光學
第14章波動光學 167
一、基本要求 167
二、基本內容 167
三、解題方法 174
四、解題指導 175
五、能力訓練 179
六、參考答案 182
第6篇 量子物理基礎
第15章早期量子論 184
一、基本要求 184
二、基本內容 184
三、解題方法 187
四、解題指導 187
五、能力訓練 189
六、參考答案 190
第16章 量子力學簡介 191
一、基本要求 191
二、基本內容 191
三、解題方法 194
四、解題指導 194
五、能力訓練 195
六、參考答案 197
參考文獻 198
附錄 199
附錄一希臘字母表 199
附錄二常用天文量 199
附錄三常用物理常量表 200
附錄四書中物理的符號及單位 201
展開全部
新編基礎物理學學習指導與能力訓練 節選
第1篇力學 第1章質點運動學 一、基本要求 (1)理解描述質點運動的位矢、位移、速度、加速度等物理量的意義. (2)熟練掌握質點運動學的兩類問題:用求導法由已知的運動學方程求速度和加速度，并會由已知的質點運動學方程求位矢、位移、平均速度、平均加速度、軌跡方程.用積分法由已知質點的速度或加速度求質點的運動學方程. (3)理解自然坐標系，理解圓周運動中角量和線量的關系，會計算質點做曲線運動的角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度和總加速度. (4)了解質點的相對運動問題. (一)本章重點和難點 重點:掌握質點運動學方程的物理意義，利用數學運算求解位矢、位移、速度、加速度、軌跡方程等. 難點:將矢量運算方法及微積分運算法應用于運動學解題.(提示:矢量可以有黑體或箭頭兩種表示形式，教材中一般用黑體形式表示，學生平時作業及考試必須用箭頭形式表示.) (二)知識網絡結構圖 (三)基本概念和規律 1.質點的位矢、位移、運動方程在直角坐標系中： (1)質點運動方程(描述質點運動的空間位置與時間的關系式). (2)位矢. (3)位移，注意位移和路程的區別，一般情況下或 位移大小. 徑向增量 (4)參數方程: (5)軌跡方程:從參數方程中消去t，得F(x，y，z)=0. 2.速度和加速度 直角坐標系中： (1)速度 (2)平均速度 (3)加速度 (4)平均加速度 3.曲線運動 描述質點的曲線運動，常采用自然坐標系(由切向和法向組成).在自然坐標系中，質點的(線)速度和加速度為： (1)速度 (2)加速度.其中，切向加速度量度速度量值的變化;法向加速度量度速度方向的變化，為曲率半徑. 4.圓周運動 (1)角速度了 (2)線速度. (3)角加速度. (4)總加速度 (大小取模) 且有角量與線量關系式 5.相對運動 一個運動質點在兩個做相對平動的參考系中的速度關系為 式中，v為絕對速度;是質點相對于s系的速度；v，為相對速度，是質點相對于s'系的速度;u為牽連速度，是s'系相對于s系的速度. (四)容易混淆的概念 (1)瞬時速度和平均速度. 瞬時速度(簡稱速度)，對應于某時刻的速度，是質點位置矢量隨時間的變化率，用求導法;平均速度是質點的位移除以產生這段位移所用的時間，對應的是某個時間段內的速度平均值，不用求導法. (2)瞬時加速度和平均加速度. 瞬時加速度(簡稱加速度)，對應于某時刻的加速度，是質點速度矢量隨時間的變化率，用求導法;平均加速度是質點的速度增量除以時間，對應的是某個時間段內加速度的平均值，不用求導法. (3)質點運動方程、參數方程和軌跡方程. 質點運動方程(即位矢方程)，是質點位置矢量對時間的函數;參數方程是以時間t為參量的質點運動方程的分量式;而軌跡方程則是從參數方程中消去t得到的，反映質點運動的軌跡點. (4)絕對速度、相對速度和牽連速度. 絕對速度是質點相對于靜止參考系的速度;相對速度是質點相對于運動參考系的速度；牽連速度是運動參考系相對于靜止參考系的速度. (五)思考問答 問題1位置矢量r與位移有何區別？和意義相同嗎？ 答位置矢量r(簡稱位矢)是從坐標原點指向質點所在位置的一個有向線段，描述了某時刻質點的位置;而位移是初位置指向末位置的有向線段，反映了質點位置的變化，二者意義不同. 末位置的位矢和初位置的位矢之差即為該段時間內的質點的位移，若取初位置為坐標原點，則末位置的位矢和位移一致.質點的瞬時速度為該時刻位矢對時間的一階導數，而不是位移對時間的導數. 是矢量增量的模，即位移的大小；為矢量模的增量，即位矢的徑向增量，二者意義不同. 問題2如果一質點的加速度與時間的關系是線性的，那么它的速度與時間、位矢與時間的關系是否也是線性的呢？ 答設a=kt(其中k是常數），則用積分法可求得，可見速度與時間的關系不是線性的.以此類推，可知位矢與時間的關系也不是線性的. 問題3物體某一時刻開始運動，在時間后，經任一路徑回到出發點，此時速度的大小和開始時相同，但方向一般不同，試問在時間內平均速度是否為零？平均加速度是否為零？ 答平均速度v是物體的位移與時間的比值，而這段時間內位移為零，所以平均速度v為零. 平均加速度漢是物體速度的增量與時間!的比值，由于初、末速度的方向不同，所以不為零，平均加速度也不為零. 問題4圓周運動中質點的加速度是否一定和速度方向垂直？任意曲線運動的加速度是否一定不與速度方向垂直？ 答不管是圓周運動還是任意曲線運動，質點的總加速度均為切向加速度和法向加速度的矢量和. 在勻速率圓周運動中，速度的大小不變，切向加速度為0，質點的加速度為法向加速度，且其方向與線速度方向垂直，指向圓心.而在變速率圓周運動中，速度的大小也隨時間的變化而變化，質點的加速度不但有法向分量還有切向分量，因此，加速度的方向一般不垂直于沿切向的速度方向，也不一定指向圓心(法向). 在勻速率曲線運動中，只要速度方向有變化，加速度只能有法向分量，而且一定與沿曲線切向的速度方向垂直，并指向質點所在處曲線的曲率中心. 在變速曲線運動中，切向加速度不為零，故加速度一定不與速度方向垂直，但一定指向軌跡的凹側. 問題5關于質點的運動，下列說法是否正確？ (1)質點做圓周運動時加速度指向圓心； (2)勻速圓周運動的加速度為恒量； (3)只有法向加速度的運動一定是圓周運動； (4)只有切向加速度的運動一定是直線運動. 答(1)錯.質點做非勻速率圓周運動時，加速度不一定指向圓心. (2)錯.質點做勻速圓周運動時，只有法向加速度，加速度的大小不變但方向不斷變化且始終指向圓心. (3)錯.只有法向加速度的運動，切向加速度為0，則速率不變.圓周運動中，半徑R一定，由知，法向加速度的大小也一定.應該說只有法向加速度且其大小不變的運動一定是圓周運動. (4)正確.只有切向加速度的運動，其法向加速度為0.而—定是直線運動. 三、解題方法 運動學主要分為兩類問題： **類問題，已知運動方程求速度和加速度，用求導法. 第二類問題，已知質點加速度以及在起始狀態時的初位矢和初速度，求速度、位矢或質點運動方程，用積分法. 其中，**類問題的解題方法是求導，求導不需附加條件;求解第二類問題需要積分，而積分則需要相應的初始條件，積一次分，需一個初始條件.有些情況下，不能直接積分，需作變量代換.另外，在不同坐標系下(如直角坐標系與自然坐標系)，物理量的表達式不同，故學習中要準確掌握. 四、解題指導 1.已知質點運動參數方程為，式中，R和w為常量，試求： (1)質點軌跡方程是什么？做何運動？ (2)1s末的位矢. (3)速度和加速度大小. 【分析】這是已知運動方程求速度、加速度的典型問題，即運動學**類問題，通過求導法進行計算. 解(1)由參數方程消去t，可得軌跡方程 這是以尺為半徑、圓心位于(0，R)點的圓方程，即質點做圓周運動. (2)運動方程矢量形式為 將t=1s代入上式得 (3)由速度定義 其中 速度大小為 可見v的值為一常量，表明質點做勻速率圓周運動，角速度為w. 再由加速度定義 其中 加速度大小為 2.—質點在xOy平面上運動，運動方程為(式中，t以s計，x和y以m計).求： (1)以時間t為變量，寫出質點位置矢量的表示式； (2)求出t=1s時刻和t=2s時刻的位置矢量，計算這1s內質點的位移； (3)計算t=0～4s內的平均速度； (4)求出質點速度矢量表示式，計算t=4s時質點的速度； (5)計算t=0～4s內質點的平均加速度； (6)求出質點加速度矢量的表示式，計算t=4s時質點的加速度. (請把位置矢量、位移、平均速度、瞬時速度、平均加速度、瞬時加速度都表示成直角坐標系中的矢量式). 【分析】本題是*基本的直角坐標系下運動學**類問題，意在強化直角坐標系下的運動學基本概念.題目中給出的是參數方程形式，可用矢量式直接寫出質點運動方程形式，再用求導法求出速度和加速度. 解(1)位矢方程(質點運動方程)為 (2)將t=1，t=2代人上式即有 (3)因為 (4)則
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