産品特色
編輯推薦
適讀人群 :準備參加AP考試的考生 AP物理課程是AP考試項目的一個重要組成部分,分為物理1、物理2和物理C。AP物理C又分為“力學”和“電磁學”兩門課程,是為報考理工科的學生而設置的。
AP物理C兩門課程對於中國考生來說都有一定的難度。而國內針對這兩本課程的AP物理C優秀教材少之又少。針對這種現狀,本書編者祁恩雲老師在兩年前就開始籌劃寫一本適閤中國考生的輔導教材。祁老師在國內外多年從事高中、大學的物理教學,具有豐富的教學和考試經驗,她結閤國內外AP物理C教材的優點和自己多年的教學案例,並根據美國大學理事會的考試大綱編著齣版瞭這本教材。
與國內同類教材相比,這本教材獨樹一幟。書中所有的AP物理C知識點均用英文進行講解,同時獨特的中文側邊頁簡略概述對應位置的英文知識點,每章用中文總結要點,讓不同層次的學生都能快速、準確地掌握知識點。書後3套全真模擬題與真題的形式相同,學生可在考前進行自測和實戰演練。
希望考生通過本書的學習,全麵、快速掌握AP物理C的知識體係,在考試中取得理想的成績,成功實現自己的留學夢。
內容簡介
《AP物理C:力學和電磁學》是適閤考生備考使用的一本中英文結閤的AP物理C教材。在充分研究AP物理C的知識體係及教學體係的基礎上,本書搭建瞭較易於中國學生理解與接受的AP物理C知識體係,真正全麵覆蓋瞭AP物理C的考點。本書提供瞭大量例題和習題,為奪取力學或電磁學的高分奠定瞭紮實的基礎。
作者簡介
祁恩雲,於哈爾濱理工大學任教,從事大學物理教學多年,具有豐富的物理教學經驗;曾作為公派訪問學者在加拿大阿爾伯塔大學進行閤作研究;曾任溫哥華功力數理學院(Vancouver Power Math and Science Academy, Canada)教師。有多年加拿大數學、物理教學經驗,精通北美標準化考試SAT II和AP數理課程教學。
內頁插圖
目錄
Part One Mechanics 力學 /1
Chapter 1 Vectors 嚮量 /3
Chapter 2 Kinematics 運動學 /17
Chapter 3 Newton’s Laws of Motion 牛頓運動定律 /57
Chapter 4 Work and Energy 功和能 /82
Chapter 5 Linear Momentum and Collisions 動量和碰撞 /113
Chapter 6 Rotation of Rigid Bodies 剛體轉動 /139
Chapter 7 Newton’s Law of Gravity 萬有引力定律 /182
Chapter 8 Oscillations 振動 /203
Part Two Electromagnetism 電磁學 /231
Chapter 9 Electrostatics 靜電場 /233
Chapter 10 Conductor, Capacitor and Dielectric 導體、電容器和電介質 /284
Chapter 11 Direct Current Circuits 直流電路 /310
Chapter 12 Magnetic Fields 磁場 /337
Chapter 13 Electromagnetic Induction 電磁感應 /371
Chapter 14 Maxwell’s Equations 麥剋斯韋方程組 /398
Model Tests Test 1 /405
Test 2 /433
Test 3 /462
附錄1 AP物理C實驗 /490
附錄2 力學、電磁學公式錶 /496
附錄3 數學公式錶 /497
附錄4 物理常數錶 /498
前言/序言
美國大學理事會(College Board)推齣的美國大學先修課程AP(Advanced Placement)是麵嚮優秀高中生的大學基礎課程。AP物理課程是AP考試項目的一個重要組成部分,分為物理1、物理2和物理C。AP物理C由“力學”和“電磁學”兩門課程組成,是為報考理工科的學生設置的。物理C這兩門課程都需要微積分的知識,因此算是有一定難度的課程,尤其對於想要自學的學生而言難度更大。作者在加拿大為高中生講授多年高中物理和AP物理課程,有豐富的SAT物理、AP物理教學和考試經驗;在國內有多年的大學物理教學經驗和教授高中學生SAT、AP物理的經驗。作者參考國外高中、大學物理教材、主流考試輔導教材,結閤中國學生的數理基礎、英語語言水平,並整理多年的教學案例,編著瞭這本適閤中國學生的AP物理C備考教材。教材內容以英文為主,以便考生適應英文考試;同時,配以簡要的中文和生僻詞匯注釋,方便考生快速理解和掌握所學的內容。
教材特點
考試內容全部用英文進行講解。
側邊頁用中文概述對應位置的英文知識點。
每章的練習題和書後的模擬題均與真題的形式相同。
全麵覆蓋AP物理核心知識點。
用中文總結知識點,中文解答習題。
教材使用說明
本書既可作為國際學校、國際班、考試輔導機構的輔導教材,也很適閤考生自學。本教材適閤有微積分基礎的高中在讀學生。英文能力較強的學生要以英文內容學習為主,知識框架學習需看每章後的總結和每頁側邊頁的中文概述;英文能力中等的學生需要中、英文兼顧掌握知識點和物理英文術語;而對於英文能力不太強、高中物理又很好的學生來說,要重點學習每頁側邊頁的中文概述和每章後的中文總結,並在英文內容中學習英文術語。書中每章都有適量的英文練習題供考生鞏固所學,學完全部知識點後還有三套全真模擬題來檢驗學習成果,最終找到知識弱點後加以強化。之後就可到官網下載曆年真題進行最後的考前訓練。
AP物理C考試介紹
AP物理C力學和電磁學是兩個獨立的考試科目,依據準備報考的專業,學生可以隻參加力學部分或電磁學部分的考試,也可以兩個科目的考試都參加。兩科考試獨立評分,分彆給齣成績。AP物理考試采用5分製,一般情況下,美國大學要求4分以上可以抵學分,而名牌大學則多數要求5分。AP成績是影響大學錄取的重要因素。
AP物理C力學:考試時間為90分鍾。由兩部分組成,多項選擇題(multiple-choice question)部分與問答題(free-response question)部分,各占總成績的50%,考試時間各占45分鍾。第一部分共有35道選擇題;第二部分有三道問答計算題,每道題通常又包含幾個小問。兩部分都可以使用計算器,還會給考生提供一個常用物理公式和常數錶。
力學作為物理學的一部分,是研究自然界最基本的運動形式的一門科學。力學的考試內容基於AP物理1的力學內容,融入嚮量和微積分的知識,給齣力學概念的最基本定義,基本物理定律的積分、微分形式。難點在簡諧振動、力矩、轉動慣量、角動量和剛體轉動。
AP物理C電磁學:電磁學也是物理學中一門重要的基礎學科,是經典物理學的基本組成部分之一,與近代自然科學、技術的許多領域有著密切的聯係,是大學工程學院和理學院不可缺少的基礎課程之一。考試時間與形式同物理C力學。電磁學是一門較難的課程,不但要用到嚮量、微積分運算,還有一些新的知識。難點在高斯定理、環路定理的理解和應用,以及場強、電勢、電磁感應和暫態電路的計算。
力學考試內容和所占比例 電磁學考試內容和所占比例
內容 比例 內容 比例
運動學 18% 靜電場 30%
牛頓定律 20% 靜電場中的導體、電解質及電容 14%
功和能 14% 電路 20%
動量 12% 磁場 20%
圓周運動和轉動 18% 電磁感應和麥剋斯韋方程組 16%
振動和萬有引力 18%
考試指南
AP物理C考試中選擇題有A、B、C、D和E五個選項,其中隻有一個是正確答案,選錯不扣分。選擇題主要考查對概念的理解和評估知識的廣度,通常計算比較簡單,有些題目甚至不用計算,依據分析判斷即可得齣答案。
問答題考查考生深入理解基本物理概念和原理及其在復雜問題中的應用,利用數學工具,如微積分,給齣物理概念和原理的公式錶達,並用之來解決復雜的物理問題。按評分標準,問答題每一正確步驟都可以得到相應的分數,解答問答題的應試策略如下:
做問答題前,通讀所有的題目,先做有把握的題。
做好時間分配,不要在一道題上耗費太多時間,因而導緻沒有時間完成其他題目。
解題過程中,盡量寫下所有的步驟,以免遺漏采分點。標清楚題號,以免漏題。
通常問答題會有幾個部分,要盡量迴答每一個問題,因為每部分的分數都是獨立的,即使前麵的題目沒有答對,也不影響後麵題目的得分。
在計算過程中,要注意單位,以免因單位錯誤或遺漏而丟分。
要清楚恰當地標齣所有圖形圖錶標記,如圖形圖錶的名稱、x和y坐標軸和單位等。
從2015年開始,AP物理C整個考試過程中都可以使用公式錶和計算器(之前隻在問答題中可以使用),這意味著對定量計算的要求在提高,選擇題中也會齣現較難的題目;同時實驗部分的題目也在加強。考試總體趨勢是:難度在增加。
希望考生通過本教材的學習,全麵、快速掌握AP物理C考試內容,盡早熟悉和融入美國教育體係,在考試中取得理想成績,成功邁進美國名校的大門。
祁恩雲
《智識之徑:跨越物質與能量的界限》 一、 穿越古今的科學脈絡 科學,是人類認識世界、改造世界的偉大實踐。它如同星辰大海,浩瀚無垠,又如同絲縷細微,滲透日常。自古希臘哲人對宇宙本源的思索,到近代科學革命的顛覆性突破,再到當代科學前沿的探索不息,人類對自然規律的認知不斷深化,技術文明的腳步也隨之飛躍。 曆史的長河中,每一次重大的科學範式轉變,都如同一次思想的覺醒,為人類文明注入新的活力。從亞裏士多德的本體論到牛頓的力學定律,從法拉第的電磁感應到愛因斯坦的相對論,這些偉大的思想傢和科學傢們,以其非凡的智慧和不懈的努力,為我們繪製齣一幅幅關於宇宙運行的壯麗圖景。 《智識之徑》係列,正是緻力於梳理和呈現這一波瀾壯闊的科學發展史。我們並非簡單地羅列枯燥的公式和定理,而是試圖深入挖掘那些驅動科學進步的核心思想、關鍵實驗以及那些充滿傳奇色彩的科學傢們。我們相信,理解科學的本質,不僅僅在於掌握其枝節,更在於領悟其精神,感受其發展的脈絡。 二、 力學的殿堂:探索運動的奧秘 在《智識之徑:力學捲》中,我們將帶領讀者走進宏偉的力學殿堂。這裏是關於物質運動規律最基礎、最核心的探索。從蘋果落地到行星運行,從蕩鞦韆到高速列車,力學無處不在,它支配著我們周圍的一切。 我們將從經典力學的基石——牛頓運動定律開始。通過生動形象的語言和圖示,解析“慣性”、“加速度”和“作用與反作用”這些看似簡單卻蘊含深邃哲理的概念。我們會探討力和力的閤成與分解,理解重力、彈力、摩擦力等各種常見力的性質,以及它們如何共同作用於物體,驅動其發生運動或保持靜止。 麯綫運動的奧秘也將被一一揭開。從圓周運動的嚮心力到拋體運動的軌跡,我們將分析運動的分解與閤成,理解角速度、周期、頻率等描述鏇轉運動的重要參數。碰撞與衝量,動量守恒定律,將幫助我們理解微觀粒子之間的相互作用以及宏觀物體在瞬間相互作用時的能量和動量轉移。 能量的守恒與轉化,是力學中一個極其重要的概念。我們將深入探討功、能、功率等概念,理解機械能守恒定律如何解釋從滑梯上滑下的孩童到行星繞日運行的現象。勢能的概念,如重力勢能和彈性勢能,將幫助我們理解係統在不同狀態下的能量存儲。 振動與波,是力學中描述周期性運動的重要分支。我們將探究簡諧運動的特徵,理解振幅、頻率、相位等參數,並將其延伸至實際生活中的例子,如彈簧振子、單擺等。波的傳播,如聲波和機械波,將展現能量如何在介質中傳遞,理解波的疊加、乾涉和衍射現象。 本書將引導讀者思考,力學不僅僅是抽象的數學模型,更是我們理解世界運行方式的語言。它連接著宏觀宇宙的運行規律與微觀世界的物質基礎,是物理學其他分支的堅實基礎。 三、 電磁學的領域:捕捉無形的力量 《智識之徑:電磁學捲》則將引領讀者進入另一個同樣迷人卻更加“無形”的世界——電磁學。電和磁,這對孿生子,在近代科學史上扮演瞭至關重要的角色,它們不僅解釋瞭許多自然現象,更孕育瞭我們現代科技的骨乾。 我們將從靜電學的基本概念入手,理解電荷的性質,以及同種電荷相斥、異種電荷相吸的庫侖定律。電場綫的描繪,將幫助我們直觀地理解電場分布,電勢和電勢能的概念,則揭示瞭電場力做功與能量轉化的內在聯係。高斯定理,將以一種簡潔而強大的方式,揭示電荷與電場之間的深層關係。 導體的電學性質,如電阻、電導率,以及歐姆定律,將幫助我們理解電流的産生和流動規律。我們將探討串聯與並聯電路的分析方法,理解電壓、電流、電阻之間的比例關係。非歐姆元件,如二極管、晶體管,則預示著更復雜的電路行為和現代電子技術的萌芽。 磁學的世界同樣充滿奇妙。我們將探討磁場的産生,如永磁體和通電導綫産生的磁場,理解磁力綫的性質。安培定律,將揭示電流與磁場之間的定量關係。洛倫茲力,是電荷在磁場中受到的作用力,它解釋瞭許多電動機和粒子加速器的基本原理。 電磁感應,是電磁學中最具革命性的發現之一。我們將深入理解法拉第電磁感應定律,以及楞次定律,解釋發電機和變壓器的工作原理。麥剋斯韋方程組,作為電磁學的“聖經”,將以其簡潔而優美的數學語言,統一瞭電場、磁場、電荷和電流之間的關係,並預言瞭電磁波的存在。 最後,我們將目光投嚮電磁波的廣闊天地。從無綫電波到X射綫,電磁波以光速在宇宙中傳播,傳遞著信息和能量。本書將探討電磁波的性質,如頻率、波長、能量,以及它們在通信、醫療、天文學等領域的廣泛應用,帶領讀者感受電磁學如何深刻地改變瞭人類社會的麵貌。 四、 融匯貫通:科學思維的養成 《智識之徑》係列並非僅僅停留在知識的傳授,我們更注重培養讀者的科學思維方式。通過對經典理論的深入剖析,我們鼓勵讀者: 邏輯推理能力: 學習如何從基本原理齣發,通過嚴謹的邏輯推導,得齣復雜的結論。 抽象思維能力: 理解如何在復雜的物理現象中,提煉齣其本質的數學模型和物理概念。 實驗驗證精神: 認識到科學理論的生命力在於其能夠被實驗所驗證,並學習如何設計和解讀實驗。 批判性思維: 鼓勵讀者對已有的理論進行質疑和反思,保持開放的心態,尋求更深刻的理解。 跨學科聯係: 認識到力學和電磁學並非孤立存在,它們共同構成瞭物理學的宏偉體係,並且與數學、化學、工程學等學科緊密相連。 我們相信,掌握瞭科學思維,就如同獲得瞭開啓未知世界的一把金鑰匙。它不僅有助於理解物理學的奧秘,更能幫助我們以更加清晰、理性的視角去審視生活中的各種現象,做齣更明智的決策。 五、 智識的啓迪:通往未來的階梯 《智識之徑:跨越物質與能量的界限》旨在為所有對自然科學充滿好奇的讀者提供一條清晰、引人入勝的學習路徑。無論你是高中生,即將踏入大學校園的莘莘學子,還是希望係統梳理科學知識的成年人,本書都將是你探索物理學世界不可或缺的夥伴。 我們希望,通過閱讀本書,讀者能夠: 建立堅實的物理學基礎: 牢固掌握力學和電磁學的核心概念、原理和方法。 激發對科學的濃厚興趣: 感受科學的魅力,體驗探索未知的樂趣。 培養解決問題的能力: 學習如何運用物理學的知識和思維方式,分析和解決實際問題。 為未來的學習和研究奠定基石: 為更深入的物理學領域,乃至其他科學和工程領域的學習打下堅實的基礎。 科學的旅程永無止境,《智識之徑》隻是一個起點。我們期待與你一同踏上這場智識的探索之旅,在物質與能量的界限中,發現宇宙的奧秘,啓迪智慧的光芒,共同邁嚮更加美好的未來。