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论大学物理教材改革中几个值得注意的问题 1

绪论 1

一、物理学的研究对象 1

二、物理学与其他学科间的关系 3

三、物理学与社会发展的关系 4

四、物理学与高新科技的关系 5

五、物理学作为工科基础课的必要性和重要性 9

第一篇　力学 12

第一章　质点系力学基础 12

第一节　质点系的质心和质心运动定理 12

一、质心、质心运动定律 12

二、质心的运动方程、速度和加速度 13

三、平均速率与瞬时速率 18

四、向心加速度与切向加速度 18

五、任意曲线运动的描写 20

第二节　质点的简谐振动 22

一、简谐振动及运动方程 22

二、简谐振动的物理量 25

三、简谐振动的旋转矢量表示法 28

四、简谐振动的能量 30

五、两个同方向同频率简谐振动的合成 31

第三节　质点系的动量定理和动能定理 33

一、质点系的动量定理和动量守恒定理 33

二、质点系的动能定理和功能原理 36

三、机械能守恒定律 38

第四节　刚体的定轴转动 40

一、刚体转动的角速度和角加速度 42

二、线量与角量的关系 42

三、匀变速转动公式 43

第五节　刚体的转动定律 45

一、力矩 45

二、转动定律 46

三、转动惯量 47

四、刚体的平衡条件 52

第六节　动量矩和动量矩守恒定律 53

一、刚体定轴转动的动量矩和动量矩定理 53

二、刚体定轴转动的动量矩守恒定律 53

第七节 刚体绕定轴转动的动能　动能定律 57

一、刚体绕定轴转动的动能 57

二、力矩的功 58

三、刚体绕定轴转动的动能定理 58

本章提要 63

思考题 65

习题 68

阅读材料（一）　对称性 因果关系　守恒律 73

一、对称性 73

二、因果关系和对称性原理 74

三、守恒律与对称性 75

四、物理学定律的层次性 75

第二章　狭义相对论基础 76

第一节　牛顿相对性原理和伽利略变换 76

一、牛顿相对性原理 76

二、伽利略变换 77

第二节　狭义相对论的基本原理　洛伦兹变换 78

一、爱因斯坦假设 79

二、洛伦兹变换 79

三、相对论速度变换公式 80

第三节　狭义相对论的时空观 81

一、同时的相对性 81

二、时间膨胀 83

三、长度收缩 85

四、相对论视角形象 87

第四节　狭义相对论动力学简介 88

一、相对论质量 88

二、狭义相对论力学的基本方程 89

三、相对论动能 89

四、质能关系 90

五、相对论能量和动量关系 91

第五节　相对论力的变换关系 92

一、相对论动量能量变换 92

二、相对论力的变换公式 93

本章提要 94

思考题 96

习题 97

阅读材料（二）　广义相对论简介 98

一、广义相对论的等效原理 99

二、广义相对论时空特性的几个例子 99

第二篇　电磁学 103

第三章　静电场 103

第一节 电场强度　静电场的高斯定律 103

一、电场强度、场强叠加原理 103

二、电通量、静电场的高斯定律 108

第二节　静电场的环路定理　电势 115

一、静电场力的功　环路定理 115

二、电势能、电势和电势差 116

第三节 电场强度与电势梯度的关系 121

一、等势面 121

二、电场强度与电势梯度的关系 121

第四节　静电场中的导体 123

一、导体的静电平衡 123

二、电容和电容器 125

三、几种常见电容器及其电容 126

四、电容器的连接 127

第五节　静电场中的电介质 129

一、电介质的极化 129

二、极化强度和极化电荷 130

三、电介质中的电场强度、极化电荷与自由电荷的关系 131

四、电位移、有电介质时的高斯定理 132

第六节　静电场的能量 135

一、带电体系的静电能 135

二、电场的能量和能量密度 137

本章提要 141

思考题 143

习题 144

阅读材料（三）　静电的应用 148

一、范德格拉夫静电起电机 148

二、静电除尘 148

第四章　稳恒磁场 151

第一节　真空中稳恒电流的磁场 151

一、稳恒电流 151

二、磁场、磁感应强度 152

三、毕奥-萨伐尔定律 153

四、运动电荷的磁场 158

第二节　稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理 159

一、磁通量、磁场的高斯定理 159

二、安培环路定理 160

第三节　磁场对电流的作用 164

一、磁场对载流导线的作用 164

二、磁场对载流线圈的作用 166

三、磁力的功 167

四、带电粒子在磁场和电场中的运动 170

第四节　电磁场的相对论性变换 175

一、电场力和磁场力的相对论变换 175

二、电场强度E和磁感应强度B的相对论变换 176

三、匀速运动电荷的电场和磁场之间的关系 177

第五节　磁场中的磁介质 181

一、介质的磁化 181

二、有磁介质时的高斯定理和安培环路定理 184

三、磁介质的磁化规律 185

本章提要 189

思考题 190

习题 191

阅读材料（四）　地球和行星的磁场 195

第五章　电磁感应和电磁场 197

第一节　电磁感应定律 197

一、电动势 197

二、法拉第电磁感应定律 198

三、楞次定律 199

第二节　动生电动势和感生电动势 200

一、动生电动势 200

二、感生电动势 204

三、感应电动势的相对性 209

第三节　互感和自感 210

一、互感 210

二、自感 211

三、LR电路的暂态过程 214

四、磁场的能量 216

第四节　麦克斯韦电磁场理论 219

一、位移电流、全电流安培环路定理 219

二、麦克斯韦方程组 222

本章提要 223

思考题 225

习题 225

参考文献 229