大學物理 (上)（簡體書）

《大學物理(上冊)》可作為高等學校理工科類大學物理課程的教材或參考書。

緒論
1.物理學的起源與發展
2.為什么要學“大學物理”
3.物理學的方法及思想
4.怎樣學習物理學
第1章質點運動學
§1.1參考系質點
1.1.1運動的絕對性和相對性
1.1.2參考系和坐標系
1.1.3質點
1.1.4時間和時刻
§1.2質點運動的描述
1.2.1位置矢量
1.2.2位移
1.2.3速度和速率
1.2.4加速度
1.2.5位矢、位移、速度、加速度四個物理量的共性
§1.3運動學的兩類基本問題及解法
1.3.1第一類運動學問題
1.3.2第二類運動學問題
§1.4質點運動的線量和角量描述
1.4.1自然坐標系和極坐標系
1.4.2圓周運動的線量描述
1.4.3圓周運動的角量描述
1.4.4線量與角量的關系
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思考題
習題
第2章質點動力學
§2.1牛頓運動定律
2.1.1牛頓運動定律的內容及含義
2.1.2力學中常見的幾種力
2.1.3牛頓定律的應用
§2.2功和能及其關系
2.2.1外力做功與動能的關系
2.2.2保守力做功與勢能的關系
2.2.3非保守力做功與機械能的關系
2.2.4航天器的三種宇宙速度
§2.3沖量和動量及其關系
2.3.1沖量和動量
2.3.2動量定理
2.3.3動量守恒定律
2.3.4火箭飛行原理
§2.4碰撞問題
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思考題
習題
第3章剛體力學
§3.1剛體運動的描述
3.1.1剛體的基本運動形式
3.1.2剛體定軸轉動的描述
§3.2剛體的轉動動能和轉動慣量
3.2.1剛體轉動動能
3.2.2剛體轉動慣量
3.2.3剛體轉動慣量的計算
§3.3力矩與轉動定律
3.3.1力矩
3.3.2轉動定律
§3.4力矩做功與轉動動能定理
3.4.1力矩做功
3.4.2轉動動能定理
§3.5沖量矩與角動量定理
3.5.1沖量矩與角動量
3.5.2角動量定理
3.5.3角動量守恒定律
§3.6綜合例題
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思考題
習題
第4章真空靜電場
§4.1電荷 電荷守恒定律
4.1.1電荷
4.1.2電荷守恒定律
§4.2庫侖定律
4.2.1庫侖定律
4.2.2靜電力所做的功
4.2.3電勢能
§4.3電場 電場強度 電勢
4.3.1電場
4.3.2電場強度
4.3.3電場強度的疊加原理
4.3.4靜電場的環路定理
4.3.5電勢 電勢差
4.3.6電勢的疊加原理
4.3.7電場強度與電勢的關系
4.3.8場強和電勢的計算
§4.4電場的圖示法 高斯定理
4.4.1電場線
4.4.2等勢面
4.4.3電場強度通量
4.4.4高斯定理
4.4.5高斯定理的應用
§4.5靜電場中的導體
4.5.1靜電場中的導體
4.5.2電容 電容器
4.5.3電容器存儲能量與電場能量
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思考題
習題
第5章真空恒定磁場
§5.1磁場與電流
5.1.1基本磁現象 磁場
5.1.2電流
5.1.3電流密度
5.1.4磁感應強度
§5.2畢奧—薩伐爾定律
5.2.1畢奧—薩伐爾定律
5.2.2畢奧—薩伐爾定律的應用
5.2.3運動電荷產生的磁場
§5.3磁場的高斯定理
5.3.1磁感應線
5.3.2磁通量 磁場的高斯定理
§5.4安培環路定理
5.4.1安培環路定理
5.4.2安培環路定理的應用
§5.5磁場對電流的作用
5.5.1磁場對栽流導線的作用力
5.5.2磁場對載流線圈的作用力矩
5.5.3磁場對運動電荷的作用力
5.5.4霍耳效應
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思考題
習題
第6章電磁感應
§6.1電磁感應
6.1.1電磁感應現象
6.1.2電源的電動勢
6.1.3電磁感應定律
6.1.4楞次定律
§6.2動生電動勢和感生電動勢
6.2.1動生電動勢
6.2.2感生電動勢
§6.3自感與互感
6.3.1自感
6.3.2互感
§6.4磁場的能量
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思考題
習題
第7章麥克斯韋方程組
§7.1真空中的麥克斯韋方程組
7.1.1位移電流
7.1.2麥克斯韋方程組
§7.2電磁波與人類文明
§7.3電介質
7.3.1電介質的極化 介質中的場強
7.3.2有介質時的高斯定理
§7.4磁介質
§7.5含介質的麥克斯韋方程組
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思考題
習題
第8章狹義相對論
§8.1狹義相對論產生的歷史背景
8.1.1力學相對性原理和經典時空觀
8.1.2狹義相對論產生的歷史背景和條件
§8.2狹義相對論的基本原理
8.2.1狹義相對論的兩個基本假設
8.2.2洛倫茲變換
8.2.3洛倫茲速度變換關系
§8.3狹義相對論的時空觀
8.3.1同時的相對性
8.3.2時間延緩效應
8.3.3長度收縮效應
§8.4狹義相對論動力學基礎
8.4.1相對論質量和動量
8.4.2相對論動力學基本方程
8.4.3質能關系
8.4.4能量—動量關系
§8.5電磁場的統一性與電磁場量的相對性
8.5.1電磁場的統一性與電磁場量的相對性
8.5.2運動點電荷的電磁場
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思考題
習題
習題參考答案

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人類歷史上出現過的最偉大、最有影響的科學家——牛頓
1.牛頓簡介
艾薩克·牛頓爵士是人類歷史上出現過的最偉大、最有影響的科學家，同時也是物理學家、數學家和哲學家，晚年醉心于煉金術和神學。他在1687年7月5日發表的不朽著作《自然哲學的數學原理》里用數學方法闡明了宇宙中最基本的法則——萬有引力定律和三大運動定律。這四條定律構成了一個統一的體系，被認為是“人類智慧史上最偉大的一個成就”，由此奠定了之后三個世紀中物理界的科學觀點，并成為現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律；從而消除了對太陽中心說的最后一絲疑慮，并推動了科學革命。在力學上，牛頓闡明了動量角動量守恒之原理。在光學上，他發明了反射式望遠鏡，并基于對三棱鏡將白光發散成可見光譜的觀察，發展出了顏色理論。他還系統地表述了冷卻定律，并研究了音速。在數學上，牛頓與萊布尼茲分享了發展出微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定理，提出了“牛頓法”以趨近函數的零點，并為冪級數的研究作出了貢獻。牛頓為人類建立起“理性主義”的旗幟，開啟工業革命的大門。牛頓逝世后被安葬于威斯敏斯特大教堂，成為在此長眠的第一個科學家。在2005年，英國皇家學會進行了一場“誰是科學史上最有影響力的人”的民意調查，牛頓被認為比愛因斯坦更具影響力。
2.牛頓名言
“我不知道在別人看來，我是什么樣的人；但在我自己看來，我不過就像是一個在海濱玩耍的小孩，為不時發現比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對于展現在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒有發現。”
“如果說我比別人看得更遠些，那是因為我站在了巨人的肩上。”
“無知識的熱心，猶如在黑暗中遠征。”
“你該將名譽作為你最高人格的標志。”
“我能算出天體運行的軌道，卻算不出人性的貪婪。”
思考題
2—1 小力作用在一個靜止的物體上，只能使它產生小的速度嗎？大力作用在一個靜止的物體上，一定能產生大的速度嗎？
2—2 摩擦力是否一定阻礙物體的運動？
2—3 有一個彈簧，其一端連有一個小鐵球，你能否做一個在汽車內測量汽車加速度的“加速度計”？原理是什么？
2—4 兩個質量相同的物體從同一高度自由落下，與水平地面相碰，一個反彈回去，另一個卻粘在地面，問哪一個物體給地面的沖量大？
2—5 在系統的動量變化中內力起什么作用？有認說：因為內力不改變系統的總動量，所以不論系統內各質點有無內力作用，只要外力相同，則各質點的運動情況就相同。這話對嗎？
2—6 放煙花時，一朵五彩繽紛的煙花的質心的運動軌跡如何（忽略空氣阻力和風力）？為什么在空中煙花總是以球形逐漸擴大？
2—7 當一質點繞一定點做勻速圓周運動時，動量是否守恒？動能是否守恒？機械能是否守恒？為什么？
2—8 同一過程某一個力做的功，例如，你在勻速運動的卡車上把木箱拉動一段距離時，你的拉力做的功，其大小與參考系的選擇有關嗎？一個物體的機械能和參考系的選擇有關嗎？
2—9 彈簧的彈性勢能總為正值嗎？如果選擇彈簧最大伸長時作為彈性勢能的零點，則平衡位置的彈性勢能為多少？