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第Ⅰ篇 物理学导论3

第1章 物质与运动3

1.1物理学理论的发展3

一、物理运动与物理学理论3

二、支配宇宙运行的四种基本相互作用4

三、粒子物理的标准模型6

热门话题 夸克及“渐近自由”现象7

1.2物理学对工程技术发展的影响9

一、物理学为技术的形成提供科学原理9

二、物理学影响技术进行的路线9

三、物理学左右技术的实施方案10

1.3物质的物理图像10

一、实物（粒子）与场10

二、宏观、微观、介观、宇观11

课间小憩 梦幻神奇的纳米技术13

三、物质形态的分类14

1.4中华人民共和国法定计量单位18

一、法定计量单位的构成18

二、量纲和量纲分析22

内容提要23

练习1物质与运动24

第Ⅱ篇 力学29

第2章 时间、空间与运动学29

2.1质点运动学的基本概念29

一、理想模型 模型化方法29

二、运动相对性 参考系 坐标系31

三、时间32

四、空间33

五、速度38

六、加速度42

2.2质点运动的描述50

一、运动相对性的定量描述 伽利略变换50

二、描述运动的一般方法55

2.3质点运动学的解题思路与方法58

一、运动学的两类问题58

二、运动学的解题方法58

趣味物理 枪打落猴61

2.4圆周运动的角量描述66

一、圆周运动的角量描述66

二、角量与线量的关系67

三、角量与线量的矢量关系69

内容提要71

练习2时间、空间与运动学74

第3章 牛顿运动定律82

3.1物体运动状态变化的原因82

一、力的概念83

二、几种常见的力83

趣味物理 斜拉桥的奥妙87

3.2牛顿运动定律88

一、牛顿第二定律88

物理学家 牛顿90

二、物体具有保持运动状态不变的属性91

三、力的相互作用性92

四、牛顿运动定律的适用范围92

3.3质点动力学的两类问题及解题方法94

趣味物理 摩擦的巧用102

内容提要104

练习3牛顿运动定律105

第4章 守恒定律110

4.1力的时间累积效应110

一、质点的动量定理111

二、质点系的动量定理116

三、动量守恒定律117

四、质心118

五、动量守恒定律在高科技发展中的应用119

4.2质点的角动量定理和角动量守恒定律124

一、质点对定点的角动量124

二、外力对定点的力矩124

三、质点对定点的角动量定理125

四、质点的角动量守恒定律126

课间小憩 彗-木世纪相撞127

4.3力的空间累积效应128

一、功的概念128

二、质点的动能定理131

三、保守力的功 势能135

四、质点系的功能原理140

五、机械能守恒定律143

六、能量守恒定律144

物理前沿 中微子146

物理之窗 第二宇宙速度与宇宙半径152

内容提要153

练习4守恒定律155

第5章 刚体的定轴转动164

5.1刚体运动的基本概念164

一、刚体模型164

二、刚体的运动165

三、转动惯性的量度——转动惯量166

5.2刚体定轴转动的运动学规律169

一、刚体定轴转动的特点与研究思路169

二、刚体定轴转动的运动学规律170

5.3刚体定轴转动的动力学规律174

一、刚体定轴转动的转动定律174

趣味物理 水利工程中的弧形闸门178

二、刚体定轴转动的角动量定理 角动量守恒定律179

三、刚体定轴转动的功能原理 机械能守恒定律185

课间小憩 旋进与导航190

内容提要192

练习5刚体的定轴转动194

第Ⅲ篇 波动205

第6章 简谐振动205

6.1简谐振动及其特征205

一、弹簧振子及其运动分析205

二、简谐振动的特征206

6.2简谐振动的描述方法210

一、简谐振动方程211

二、振动曲线218

三、旋转矢量219

6.3简谐振动的合成222

一、两个同方向、同频率简谐振动的合成223

二、两个同方向、不同频率简谐振动的合成 拍现象226

三、两个相互垂直的简谐振动的合成228

6.4阻尼振动 受迫振动230

一、阻尼振动230

二、受迫振动 共振232

课间小憩 火车的危险速率233

内容提要234

练习6简谐振动235

第7章 波的传播规律244

7.1机械波传播的物理图像244

一、弹性介质模型245

二、横波与纵波246

三、机械波传播的物理图像247

7.2波动的描述方法247

一、波动的几何描述247

二、波动曲线249

三、波动方程252

7.3波的能量特征258

课间小憩 声强与噪音260

7.4波的干涉261

一、波的叠加原理261

二、波的干涉261

物理趣闻 孤立波与孤立子262

三、驻波266

课间小憩 音乐声学270

7.5波的衍射273

7.6机械波的多普勒效应275

一、声源不动，观察者相对于介质以速度vR运动275

二、观察者不动，声源相对于介质以速度vs运动276

三、声源与观察者同时相对于介质运动276

研究进展 超声悬浮技术279

内容提要281

练习7波的传播规律283

第8章 光的波动性291

8.1几何光学简介292

一、光线 光速292

二、几何光学的基本定律293

三、几种光学器件的成像原理295

四、光学仪器302

8.2光波的物理图像305

一、原子发光机理 波列305

二、单色光306

三、光程306

8.3光的干涉308

一、光干涉概述308

二、杨氏双缝干涉310

三、薄膜干涉314

四、迈克尔孙干涉仪321

8.4光的衍射324

一、单缝夫琅禾费衍射325

二、光栅夫琅禾费衍射331

趣味物理 无镜头摄影技术——全息摄影336

三、X射线的衍射338

四、光学仪器的分辨率339

课间小憩 相控阵雷达341

8.5光的偏振性343

一、自然光和偏振光343

二、起偏与检偏344

三、马吕斯定律345

四、布儒斯特定律346

五、双折射现象347

六、偏振光的应用348

内容提要350

练习8光的波动性353

参考文献364