時代教育·國外高校優秀教材精選：物理學（捲1 力學和熱學）（翻譯版·原書第4版） [College Physics Volume 1: With an Integrated Approach to F epub pdf mobi txt 電子書下載 2024

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[美] 艾倫·詹巴蒂斯塔（Alan Giambattista），[美] 貝蒂·麥卡锡·理查森（Robert Richardson），[美] 羅伯特C.理查森（Betty Richardson）著，劉

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發表於2024-11-22

商品介绍

齣版社：機械工業齣版社

ISBN：9787111485292

版次：4

商品編碼：11678533

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名：時代教育·國外高校優秀教材精選

外文名稱：College Physics Volume 1: With an Integrated Approach to Forces and Kinematics(Fourth Ed

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書籍描述

內容簡介

　　《時代教育·國外高校優秀教材精選：物理學（捲1 力學和熱學）（翻譯版·原書第4版）》基於美國物理教育研究的成果，突齣地體現瞭以學生為本的教育理念。教材通過每章精彩的引子、詳細且邏輯化的講述、最新科技進展與學習內容的有機結閤、有趣且簡單易行的演示實驗、物理在眾多領域中的J立用實例等，再加上友好的寫作方式和精美的插圖來激發、培養學生的學習興趣。教材在每小節之後、每道例題之後都設置瞭檢測性題目，在本章結束後提供答案，幫助學生及時鞏固知識，查找問題。此外，作者還重視對解題能力和技巧的培養與訓練。教材中每道例題均由解題策略、題解和討論三部分構成。在解題策略補分中，嚮學生講解、演示分析解決問題的思路和方法；其後給齣標準化的解題；最後進行討論。
　　《時代教育·國外高校優秀教材精選：物理學（捲1 力學和熱學）（翻譯版·原書第4版）》中，作者艾倫·詹巴蒂斯塔、貝蒂·麥卡锡·理查森、羅伯特C。理查森對物理概念的論述和物理知識的應用尤其重視。在講授重要物理概念和物理量時，作者迴避瞭生硬地直接給齣定義的方法，而是首先使學生明白為什麼要引入某個物理概念或物理量，之後再給齣嚴格定義。在內容安排上，作者捨去瞭一些公式的證明，將更多的篇幅用於講述物理學在生物／生命科學、化學、地質學／地球科學、天文學／空間科學、建築學、技術／機械、運輸、運動及日常生活等眾多方麵的應用。作者用引人入勝的應用實例嚮學生展示瞭物理學對於瞭解自然界和人類自身的重要作用，使學生們在理解物理學法則的同時感受物理學的魅力！

內頁插圖

譯者序
前言
第1章緒論
1.1 為什麼學習物理
1.2 談談物理
1.3 科學計數法和有效數字
1.4 單位
1.5 量綱分析
1.6 解決問題的技能
1.7 估算

第一篇力學
第2章力
2.1 相互作用與力
2.2 慣性與平衡：牛頓第一定律
2.3 相互作用對：牛頓第三定律
2.4 引力
2.5 接觸力
2.6 張力
2.7 基本作用力
第3章加速度與牛頓第二定律
3.1 位置與位移
3.2 速度
3.3 加速度與牛頓第二定律
3.4 牛頓定律的應用
3.5 速度的相對性；參考係
第4章加速度為常量的運動
4.1 加速度恒定的直綫運動
4.2 自由落體運動
4.3 拋體運動
4.4 錶觀重量
第5章圓周運動
5.1 勻速圓周運動的描述
5.2 徑嚮加速度
5.3 水平彎道與傾斜彎道
5.4 衛星和行星的圓軌道運動
5.5 變速圓周運動
5.6 角加速度
5.7 錶觀重量與人造引力
綜閤復習：第1～5章
第6章能量守恒
6.1 能量守恒定律概述
6.2 恒力的功
6.3 動能
6.4 引力勢能（1）
6.5 引力勢能（2）
6.6 變力的功
6.7 彈性勢能
6.8 功率
第7章動量
7.1 矢量的守恒定律
7.2 動量
7.3 衝量-動量定理
7.4 動量守恒
7.5 質心
7.6 質心運動
7.7 一維碰撞
7.8 二維碰撞
第8章力矩與角動量
8.1 轉動動能和轉動慣量
8.2 力矩
8.3 力矩的功
8.4 轉動平衡
8.5 應用：人類身體的平衡
8.6 轉動形式的牛頓第二定律
8.7 滾動物體的運動
8.8 角動量
8.9 角動量的矢量性
綜閤復習：第6～8章
第9章流體
9.1 物態
9.2 壓強
9.3 帕斯卡原理
9.4 重力對流體壓強的影響
9.5　壓強的測量
9.6 浮力
9.7 流體的流動
9.8 伯努利方程
9.9 黏度
9.1 0黏性阻力
9.1 1錶麵張力
第10章彈性體與振動
10.1 固體的彈性變形
10.2 鬍剋定律
10.3 鬍剋定律之外
10.4 剪切變形和體積變形
10.5 簡諧運動
10.6 簡諧運動的周期與頻率
10.7 簡諧運動的圖形分析
10.8 擺
10.9 阻尼振蕩
10.1 0受迫振動和共振
第11章波動
11.1 波與能量的傳播
11.2 橫波與縱波
11.3 弦上橫波的波速
11.4 周期波
11.5 波的數學描述
11.6 波的圖像
11.7 疊加原理
11.8 反射與摺射
11.9 乾涉與衍射
11.10 駐波
第12章聲波
12.1 聲波
12.2 聲波的速度
12.3 聲波的振幅與強度
12.4 聲駐波
12.5 音色
12.6 人耳
12.7 拍
12.8 多普勒效應
12.9 迴聲定位與醫學成像
綜閤復習：第9～12章

第二篇熱學
第13章溫度與理想氣體
13.1 溫度與熱平衡
13.2 溫標
13.3 固體和液體的熱膨脹
13.4 氣體的分子圖像
13.5 絕對溫度與理想氣體定律
13.6 理想氣體動理論
13.7 溫度與反應率
13.8 擴散
第14章熱量
14.1 內能
14.2 熱量
14.3 熱容與比熱容
14.4 理想氣體的熱容
14.5 相變
14.6 熱傳導
14.7 熱對流
14.8 熱輻射
第15章熱力學
15.1 熱力學第一定律
15.2 熱力學過程
15.3 理想氣體的熱力學過程
15.4 可逆過程和不可逆過程
15.5 熱機
15.6 冰箱與熱泵
15.7 可逆熱機和可逆熱泵
15.8 熵
15.9 熱力學第三定律
綜閤復習：第13～15章
附錄A 數學知識
附錄B 部分核素錶
答案
圖文齣處
緻謝
教師反饋錶

前言/序言

　　本書用於兩學期的大學物理課程，需要學生具備代數和幾何方麵的數學知識。我們寫作此書的主要目標為：
　　嚮學生介紹學習其他課程和未來工作中必須具備的基本物理概念。
　　強調物理學是認識真實世界的工具。
　　教授可使學生受益終身的、用途廣泛的解決問題的方法。
　　在闡述全書主題的過程之中，我們始終將上述目標銘記於心。
　　本版的改進之處盡管本書的基本原則一以貫之，但是使用過前三版的教師和學生們對本書提齣的詳盡建議和反饋，促使我們不斷更細緻地改進（講授）方法。第4版所做的一些最重要的改進如下：
　　為瞭使學生瞭解他們正在學習的物理與今後工作的聯係，第4版章後題目中新增加瞭111處涉及生物醫學方麵的應用，12個生物醫學的例題，10處關於生物醫學方麵應用的文字討論。
　　各章首頁羅列瞭本章所提供的物理學在生物醫學方麵的應用。
　　在檢測題、練習題和章後題目中增加瞭89個排序題。
　　新增瞭一些檢測題，使學生們在讀書時有更多的機會暫停下來，檢查對於所學新概念的理解。
　　每章都配置瞭一套閤作題，供學生小組閤作解題之用。
　　擴展和加強瞭鏈接內容，以開闊學生視野，讓學生們發現一個新概念或許就是以前引入的某個概念的拓展、應用或特殊形式。其目的在於使學生領悟：物理學將為數不多的一係列基本概念應用於眾多不同的情景，它不是彼此間缺乏聯係的事實或方程的堆積。
　　以前版本中的大部分旁注現被並入正文，以便更流暢地錶達思想，減少雜亂的錶述。
　　適用於學生反饋係統的選擇題被冠以“應答器（Clicker）”標記。偶數號選擇題目沒有給齣答案@，以供教師利用應答器檢測學生的學習效果之用。
　　各章的一些改動如下：
　　第1章擴展瞭通用解題指導部分的內容。
　　第2章2.1節中介紹力是物體間相互作用時，明確地指齣要參考牛頓第三定律。更加突齣瞭對於力的識彆：要求學生分辨施力物體和受力物體。增加瞭一個鏈接，以加強牛頓運動定律中的主題，即在求閤力的時候，無論什麼種類的力作用於物體上，均按相同的方法相加（矢量加法）。
　　第3章較早地引入瞭運動圖，並充分使用。通過檢測題、例題、練習題和章後題目要求學生們建立或解釋運動圖。
　　第4、5章繼續強調運動圖。在其他描述方法（圖像或方程）之前，通過運動圖，引入勻加速運動。第4章中增加瞭一個鏈接，對g（引力場強度）的錶麵上看來不同的解釋進行瞭說明。
　　第6章增加瞭解題方法專欄，說明如何選用不同的解題方法（能量或牛頓運動定律）。更加簡單和直觀地解釋瞭“為什麼引力勢能等於引力功的負值”。本章中更多地使用瞭能量麯綫。
　　第7章現在包含瞭對投影心博計的文字討論。
　　第11章討論瞭動物怎樣通過地震波互相聯絡和感受環境。簡化瞭關於乾涉和相位差的錶述。
　　第12章擴展瞭關於各種動物可感知的聲波頻率範圍的討論。更加直接地講述瞭（非相對論）多普勒效應，強調j，波對於波源和觀察者的相對速度。增加瞭關於多普勒效應解題方法的專欄。
　　第16、17章增加瞭對水、DNA和蛋白質中氫鍵的描述。將氫鍵簡化為點電荷間的相互作用，該模型使學生可以估測其中力的大小和氫鍵的結閤能。第16章中還加入瞭關於凝膠電泳的討論。
　　第18章加強瞭對水的電阻率及其如何強烈地依賴於離子濃度的討論。
　　第19章右手定則的圖示更清晰，並引入瞭與之等效的右手螺鏇法則。關於迴鏇加速器工作原理的解釋更明確。
　　第22章通過證明電磁波的存在，說明電場和磁場是真實的，而更加清楚地解釋瞭麥剋斯韋對於統一電和磁規律的貢獻。本章包含瞭對動物感知紅外以及紫外暴露引起的生物效應的討論，並改進瞭偏振片工作原理的講述。
　　第23章簡化瞭關於乾涉相長和乾涉相消相差的討論。
　　第27章給齣瞭其他模式的放射性衰變，例如：質子發射、雙盧發射。討論瞭2011年日本東北海嘯引發的福島核電站事故。
　　第28章簡明地敘述瞭宇宙膨脹和Higgs場。
　　綜閤覆蓋學生通過本書能夠瞭解整體物理知識。我們將以前的版本用作學生們最初的學習資源，在自己的課程中對此進行瞭測試。不過，在更傳統的教室環境中應用此教材，其所具有的完整性和清晰性同樣是優勢。使用本書時，教師不必麵麵俱到，可以根據學生需求--這個更重要的因素確定課時講解例題，指導學生開展同伴教學及閤作學習，講述應用或進行演示，以加強他們對較難概念的理解。
　　概念優先的教學方法大學物理課程的一些初學者錯誤地認為學習物理學就是記住一長串的方程並且具備將數字代入其中的能力。我們要幫助學生明白：為數不多的基本物理概念可以廣泛地用於多種情景。物理教育研究已經錶明：學生不能自動地獲得概念性的認識，概念必須被講解，學生纔有機會掌握它們。我們呈現給大傢的這套教材，基於我們多年對本課程的教學工作，將概念理解與分析技巧結閤在一起。這種“概念優先”的方法幫助學生建立起對於物理學的直覺；那些“公式”和解題技能不過是應用概念的工具。書中的概念例題、概念練習題，姒毆各章後麵的各種排序題、瓷_冒營差芋慧概念和思考題和選擇題為學生提供瞭檢查和加強理解物理概念的機會。
　　物理量，我們藉助為什麼需要這個量，為什麼它是有用的，為什麼它需要精確的定義等問題，以一種非正式的方法引入它們。然後我們從這種非正式的、直覺性的想法過渡到它們的正式定義和物理名稱。與看上去隨意地、直接地被正式定義的概念相比，這種采用富於啓發性方法引入的概念，更容易被學生記憶和掌握。
　　例如：在第8章中，通過對轉動動能的討論自然地引齣瞭轉動慣量的概念。學生可以理解鏇轉的剛體具有轉動動能，因為其上的粒子在運動。我們討論為什麼將剛體的動能用一個對於所有粒子均相同的量（角速率）來錶達更有用，而不通過對速率這個對各粒子不同的量來求和。一旦學生明白瞭為什麼要這樣定義轉動慣量，他們就為進入更睏難的力矩和角動量部分的學習作瞭更好的準備。
　　我們迴避毫無目的地給齣概念和公式。如果教材中沒有對某個公式進行推導，我們至少會給齣它的齣處或對其閤理性進行論證。例如：9.9節中引入泊肅葉定律時，通過兩根連在一起的相同管予，證明體積流量與單位長度的壓強差成正比。然後再討論為什麼AV/At與半徑的4次方成正比（而不是像理想流體那樣與半徑的平方成正比）。
　　同樣，我們發現如果不說明目的而直接定義位移和速度矢量的話，那麼這些定義對於學生來說似乎太隨意，也不直觀。因此，我們在討論運動學量前就先引入瞭牛頓定律，使學生明確力決定物體運動狀態如何變化。這樣，當我們定義瞭運動學量，給齣瞭加速度的準確定義之後，便可定量地應用牛頓第二定律去發現力如何影響物體的運動。在介紹像速度、功這樣具備通用名稱的物理概念時，我們特彆注意為概念的講解進行鋪墊。
　　創新的內容組織作為概念優先教學法的一部分，本套教材在內容組織方麵與其他的一些教科書有所不同。最有意義的內容重組是對力與運動部分內容的處理。在本教材中，第2～4章的主題是力與牛頓運動定律。運動學被作為研究力是怎樣影響運動的工具在第3、4章引入。
　　第2章為引入力和牛頓定律後麵的內容搭建瞭概念框架。牛頓第三定律所暗含的成對相互作用力的概念，從一開始就被建立起來（參見2.1節）。力被直觀地用作矢量的典型--當兩個力同時作用時，它們的作用效果與兩者的方嚮以及大小都相關。較早地引入力這個概念使學生有更充裕的時間來發展一些關鍵的技能，用於進行受力分析、作受力分析圖，用矢量加法求閤力（可暫時隻用於求解平衡問題）。這些內容不涉及變化率的概念，也不用求解二次方程。
　　采用這種方法的一個優點是，第2章中的公式較少，所以能夠更多地教授物理概念和必須的數學技巧。

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