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Robert A Pelcovits Ph ... 著

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出版社： Barron s Educational S...

ISBN：9781438007427

商品编码：10610840910

包装：平装

外文名称：Barron's AP Physics C

出版时间：2016-02-01

页数：656

正文语种：英语

图书基本信息

Barron's AP Physics C
作者： Robert A. Pelcovits Ph. D.;Joshua Farkas M. D.;
ISBN13： 9781438007427
类型： 平装(简装书)
语种： 英语（English）
出版日期： 2016-02-01
出版社： Barron's Educational Series
页数： 656
重量（克）： 997
尺寸： 27.432 x 21.082 x 3.302 cm

商品简介

Updated and streamlined to reflect the most recent AP Physics C exam, this new edition presents:

• One diagnostic test and two full-length Physics C practice tests
• All test questions answered and explained.
• A detailed review of all test topics
• Study advice and test-taking tips
• An appendix of Physics C equations

征途：解锁理论物理的殿堂——经典力学与电磁学深度解析 面向所有对高等物理充满热情，渴望在严谨的数学框架下理解宇宙基本运作规律的求知者。 本书并非旨在成为应试的工具，而是致力于为读者构建一个坚实、深入且富有洞察力的理论物理基础。我们聚焦于将物理学的两大支柱——经典力学（牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学）与经典电磁学（静电学、稳恒电流、感应现象及麦克斯韦方程组的完整阐述）——置于一个连贯且逻辑严密的数学体系中进行探讨。 第一部分：宏观世界的精确描述——经典力学 (Classical Mechanics) 本部分将带领读者超越高中阶段对简单运动方程的机械应用，深入到物理学的核心建模方法论。我们相信，对物理现象的深刻理解，来源于对其数学结构本质的把握。 章节一：运动学的再审视与基础动力学（Kinematics and Newtonian Foundations） 本章将从更抽象的视角重审位移、速度和加速度。我们不仅关注笛卡尔坐标系下的描述，更会引入自然坐标系（如径向和横向坐标系）来处理曲线运动，理解法向加速度和切向加速度的物理意义。 随后，我们进入牛顿定律的深化阶段。重点不在于简单地计算作用力，而在于力是矢量、力是相互作用的表象这一概念的严谨性。我们将深入探讨： 非惯性系中的动力学： 惯性力和科里奥利力的引入，解析旋转参考系中抛体运动的偏转（地转效应的微观体现）。 动量与冲量： 动量守恒的普遍性，并将其应用于弹性与非弹性碰撞的二维分析。 功与能的深刻关联： 势能的定义及其保守力场的本质。重点解析定理（Work-Energy Theorem），阐明功与动能变化的定量关系，而非仅仅作为计算工具。 章节二：振荡、旋转与刚体动力学（Oscillations, Rotation, and Rigid Body Dynamics） 简谐振动（SHM）被提升至微分方程的求解高度。我们将详细分析阻尼振动与受迫振动，深入探讨共振现象的物理机制及其在工程中的重要性。理解$omega_0, gamma, omega_d$之间的关系是掌握振动系统的关键。 刚体动力学部分是建立三维运动直觉的难点所在： 转动惯量： 不仅仅是计算公式，更要理解其几何依赖性和平行轴定理/垂直轴定理的几何推导。 角动量守恒： 将其视为对应于时间平移对称性的基本守恒律（通过诺特定理的直观理解）。详细分析进动（Precession）和章动（Nutation）现象。 刚体绕固定轴的转动： 将线积分思想应用于转动系统，理解力矩是引起角动量变化的“转动力”。 章节三：从积分到变分——拉格朗日力学（Lagrangian Mechanics） 这是从“力”的视角转向“能量”视角的关键飞跃。本章将完全构建在虚位移（Virtual Displacement）和约束（Constraints）的概念之上。 广义坐标的选择： 理解选择一组独立坐标描述系统的自由度的必要性。 拉格朗日方程的推导与应用： 利用达朗贝尔原理（D'Alembert's Principle）推导出欧拉-拉格朗日方程。重点演示其在处理复杂约束（如单摆、双摆）时远胜于牛顿法的地方。 循环坐标与守恒量： 深刻理解若拉格朗日量不显含某一广义坐标，对应的广义动量守恒的物理意义，这是连接能量守恒与对称性的桥梁。 章节四：相空间与哈密顿力学（Hamiltonian Mechanics） 本章将物理系统提升到更抽象的数学空间——相空间。 勒让德变换： 从拉格朗日量 $L(q, dot{q}, t)$ 到哈密顿量 $H(q, p, t)$ 的数学变换，并解释哈密顿量在保守系统中的物理意义（总能量）。 正则方程： 学习一对一阶微分方程组（哈密顿正则方程），取代拉格朗日方程的二阶形式。 泊松括号（Poisson Brackets）： 引入这一核心工具，理解其在描述物理量时间演化中的作用，并预示着量子力学中对易子（Commutators）的概念。 第二部分：看不见的驱动力——经典电磁学（Classical Electromagnetism） 本部分旨在将电荷和电流视为物质在场论中的源，系统地建立电场、磁场与电磁波的统一描述。 章节五：静电学的数学结构（Electrostatics） 我们从库仑定律出发，但迅速过渡到场的概念。本章的核心是理解高斯定律在不同积分形式和微分形式下的物理含义。 电势的定义： 强调电势是标量场，是电场保守性的内在体现。 泊松方程与拉普拉斯方程： 将静电学问题转化为求解二阶偏微分方程。重点解析边界条件（Dirichlet/Neumann）在确定物理解中的作用。 导体中的静电平衡： 深入分析导体表面电荷分布的唯一性定理。 章节六：磁场与稳恒电流（Magnetostatics and Steady Currents） 磁场部分从安培定律开始，但需要区分其积分形式和微分形式。 毕奥-萨伐尔定律与安培环路定理： 比较这两种计算磁场的方法，理解何时使用积分，何时使用微分形式。 磁矢量势（Magnetic Vector Potential, $mathbf{A}$）： 引入$mathbf{A}$作为磁场的源，并利用$ abla cdot mathbf{B} = 0$的特性将其定义出来，为后续的电磁波理论铺垫。 安培定律在物质中的修正： 引入磁化强度 $mathbf{M}$ 和磁场强度 $mathbf{H}$，分析抗磁性、顺磁性和铁磁性的基本区别。 章节七：电磁感应与麦克斯韦方程组的统一（Electromagnetic Induction and Maxwell's Equations） 法拉第电磁感应定律是连接电场和变化磁场的关键。 动生电动势与感生电动势： 区分这两种在非惯性系中观察到的感应现象。 麦克斯韦的修正： 详细分析位移电流（Displacement Current）的引入是如何修正安培定律，从而解决了电荷不守恒的悖论，并确保了电荷守恒的数学一致性。 四组麦克斯韦方程的完整表述： 彻底理解这四条方程（两条积分形式，两条微分形式）如何完整地描述了所有经典电磁现象。 章节八：电磁波的产生与传播（Electromagnetic Waves） 本章是电磁学的高潮，将从麦克斯韦方程组的齐次形式中推导出波动方程。 自由空间中的波动方程： 导出 $ abla^2 mathbf{E} - frac{1}{c^2} frac{partial^2 mathbf{E}}{partial t^2} = 0$。 电磁波的性质： 证明电磁波是横波，并推导其相速度 $c = 1/sqrt{epsilon_0 mu_0}$，从而在理论上统一了电学、磁学与光学。 坡印廷矢量（Poynting Vector）： 介绍 $mathbf{S}$ 矢量，用于量化电磁能的流动方向和能量密度，将能量概念引入到场论中。 本书强调概念的清晰性、数学推导的严谨性，以及物理图像的构建。它要求读者具备扎实的微积分和线性代数基础，并将之视为理解复杂物理系统的必备工具。通过对这些核心理论的深入探究，读者将建立起对自然界基本作用力更深层次的认识。

评分☆☆☆☆☆

在处理那些需要多步骤推理的、开放式（尽管AP考试主要是选择题，但概念的理解必须是开放的）问题时，这本书提供的解题思路模板是无价之宝。尤其在涉及角动量守恒或能量守恒的复杂系统（比如行星运动或振动阻尼）时，一个清晰的逻辑链条比零散的公式堆砌要有效得多。这本书在解析例题时，常常会展示出不止一种解题路径，比如，对于一个力学问题，它可能先用牛顿定律的积分形式（微积分方法），然后用拉格朗日方程的思想（变分法概念的启蒙），对比两种方法如何殊途同归。虽然AP考试本身不要求拉格朗日力学，但通过这种对比，它极大地拓宽了读者的物理思维视野，让你明白物理定律之间内在的统一性。这种“不止于要求”的深度讲解，对于那些对物理有强烈好奇心、不满足于仅仅应付考试的学生来说，提供了极大的智力满足感。它让你感觉自己不是在准备一个高中考试，而是在进行一次严谨的科学探究。

评分☆☆☆☆☆

最后，要谈谈它的回顾和复习功能。学习周期中，考前冲刺阶段最怕的就是知识点遗忘和交叉混淆。这本书的附录部分，被组织得极具策略性。它没有简单地罗列所有公式，而是将核心的物理量、它们的单位、以及它们之间的关系，以对照表的形式呈现出来。例如，在电磁学和力学的部分，你会看到关于场、势、功、能量的类比关系被清晰地并列展示。更出色的是，它对那些容易混淆的概念，如磁场对电荷的作用力和电场对电荷的作用力，在描述它们在不同坐标系下的表现差异时，做了非常细致的区分总结。这种结构化的回顾工具，避免了在临近考试时不得不翻阅厚厚章节的困境。它提供了一种高密度的知识提炼，让学习者能够在短时间内激活大量的长期记忆，确保所有重要的基础知识点都能在记忆的“前沿”保持活跃状态，这种对学习流程的深刻理解，使得这本书成为了一个完整的学习闭环，而不仅仅是一个知识的仓库。

评分☆☆☆☆☆

真正让我对这本书评价产生质变的是它所收录的练习题和模拟考试的“陷阱”设置。AP物理C考试的难度，很大程度上不在于知识点本身有多么深奥，而在于它如何巧妙地结合不同的物理分支，并利用语言的模糊性来测试你对基本假设的理解。这本书的单元测试和全真模拟卷在这方面做得非常“阴险”——用褒义。例如，在一个关于电容和电路的题目中，它可能在文字描述中悄悄地将“导线电阻忽略不计”改成了“考虑导线的有限电阻”，这一个微小的变动，立刻将原本简单的RC电路瞬态分析，推向了需要更复杂积分处理的领域。初学者很容易忽略这个细节，直接套用标准公式。但这本书通过这样的设置，迫使用户在解题前，必须对题目的物理模型进行一次彻底的“解构”和“重组”。我发现，许多其他资料只关注“怎么算对”，而这本书则着重训练你的“怎么看穿问题背后的真实意图”。这种对细节的苛刻要求，无疑是通往高分甚至满分的关键，它教会我们，物理考试不仅仅是数学运算，更是一种对物理情境精确建模的能力考验。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，我必须承认，这本书的排版和插图设计可以说是教科书级别的典范。很多物理习题集，为了追求内容的密度，常常将图表挤压得非常小，或者使用黑白线条图，使得空间关系的把握非常困难。但《Barron's AP Physics C》在这方面做得尤为出色。特别是在涉及力学中的刚体转动和振动系统（如简谐运动和复摆）时，清晰、比例准确的二维和三维示意图是至关重要的。这本书采用了高质量的印刷和图文布局，每一个关键的受力分析图或者运动轨迹图都占据了足够大的空间，并且标注得清晰明了，颜色编码的运用也极大地帮助了我区分不同的力、矢量方向和坐标轴。更重要的是，它在概念解释段落中，很少出现大段的、令人望而生畏的纯文字堆砌。相反，关键的定义、定理和重要的公式总是被突出显示，用粗体或不同的背景色块框起来，确保了信息在视觉上的可扫描性和优先级。这种设计哲学显然是服务于“高强度学习”的需求，确保你在快速翻阅或回顾特定知识点时，能够迅速定位到核心内容，避免了在不必要的细节中迷失方向，极大地提升了备考的效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的覆盖面广度和深度实在令人惊叹，它不仅仅是一本应试指南，更像是一本物理概念的“精炼教科书”。我最欣赏的一点是它在处理那些晦涩难懂的微积分在物理学中的应用时所展现出的清晰度和耐心。比如在电磁学部分，当涉及到法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组的微分形式时，很多参考资料往往只是简单地罗列公式，然后期望读者自己去消化其中的数学内涵。然而，这本书却花了大量的篇幅，通过图形辅助和循序渐进的推导过程，将抽象的向量微积分概念与实际的物理现象——如磁通量的变化如何产生电动势——紧密地联系起来。作者似乎非常清楚地知道，对于高中阶段的学生来说，将数学工具的“操作性”与物理意义的“理解性”有效结合起来是多么关键的一环。对于那些希望真正掌握大学物理入门水平的学生来说，这本书提供的不仅仅是“知道如何计算”的技巧，更是“理解为什么这样计算”的底层逻辑。它的例题设计也十分巧妙，往往从一个基础的、容易理解的场景入手，逐步引入更复杂的边界条件或变量，迫使读者不断挑战自己对原理的掌握程度，而不是仅仅依赖于套用公式模板。这种全方位的训练，让我在面对真实考试中那些需要综合分析的、措辞稍有不同的问题时，也能保持相当的信心和从容。