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经典篇 2

第一讲 运动和力 2

一、质点运动学 3

（一）运动的描述 3

（二）匀加速直线运动 7

（三）抛体运动 7

（四）圆周运动 9

思考与练习 14

二、牛顿运动定律 14

（一）牛顿运动定律 14

（二）几种常见的力 19

（三）自然界中的四种基本相互作用 22

（四）牛顿运动定律的应用 24

思考与练习 26

三、动量与角动量 27

（一）动量和动量守恒 27

（二）冲量和动量定理 31

（三）火箭是怎样飞行的 33

（四）角动量和角动量守恒定律 36

思考与练习 39

四、功与能 40

（一）变力的功 40

（二）保守力与势能 42

（三）动能和动能定理 43

（四）功能原理 44

（五）机械能守恒定律 45

思考与练习 45

五、刚体的定轴转动 46

（一）刚体的运动 47

（二）刚体的定轴转动定理 48

思考与练习 55

第二讲 电与磁 56

一、静电场 56

（一）电荷和电场 56

（二）静电场的性质 60

（三）静电场中的导体与电介质 67

思考与练习 71

二、恒定电流 72

（一）恒定电流的条件和导电规律 72

（二）电源与电动势 76

（三）闭合回路的欧姆定律 77

（四）基尔霍夫定律 78

思考与练习 81

三、磁场 82

（一）恒定电流的磁场 82

（二）磁场对运动电荷及通电导线的作用 87

（三）恒定磁场的基本性质 93

（四）磁场中的磁介质 97

思考与练习 99

四、电磁场与电磁波 100

（一）电磁感应的基本规律 100

（二）感应电动势 103

（三）自感与互感 107

（四）麦克斯韦电磁场理论 108

（五）电磁波 110

思考与练习 112

第三讲 波 113

一、机械振动 113

（一）简谐振动 113

（二）描述振动的物理量 115

（三）简谐振动的合成 116

（四）振动的频谱分析 118

思考与练习 119

二、机械波 120

（一）机械波的产生与传播 120

（二）波的描述 121

（三）平面简谐波的波动方程 122

（四）波的能量 125

（五）声波 125

思考与练习 131

三、电磁波 131

（一）电磁波的发现 132

（二）电磁波谱 135

（三）电磁波的应用 136

（四）电磁辐射污染 139

思考与练习 142

四、光的波动性 142

（一）光源 142

（二）光的干涉现象 145

（三）光的衍射现象和光学仪器的分辨本领 149

（四）认识偏振光 155

思考与练习 159

第四讲 能与能源 160

一、温度 160

（一）热是什么 161

（二）平衡态 162

（三）温度 162

（四）温标 163

（五）温度计 164

思考与练习 166

二、热力学第一定律 166

（一）内能 166

（二）功与热量的等效性 168

（三）热力学第一定律 169

（四）能量转化与守恒定律 170

思考与练习 172

三、热力学第二定律 173

（一）可逆过程与不可逆过程 173

（二）热力学第二定律的两种表述 174

（三）卡诺定理 174

（四）热力学第二定律的统计解释 175

（五）熵增加原理 177

（六）熵与能量退降 178

思考与练习 178

四、能源的基本概念和基础知识 179

（一）人类利用能源的历史 179

（二）能源的分类 180

（三）能源的评价 181

（四）各种能源的危险性比较 182

（五）能量转化的基本原理 183

思考与练习 184

五、形形色色的能源 184

（一）核能 184

（二）太阳能 191

（三）风能 192

（四）氢能 193

（五）地热能 194

（六）生物质能 194

（七）海洋能 195

思考与练习 197

六、能源与可持续发展 198

（一）化石能源面临枯竭 198

（二）环境污染 199

（三）节能与科学用能 201

（四）能源与可持续发展 203

思考与练习 204

近代篇 206

第一讲 狭义相对论 206

一、狭义相对论的创立 206

（一）伽利略相对性原理和运动的相对性 206

（二）电磁学疑难 209

（三）狭义相对论的创立 213

思考与练习 217

二、狭义相对论 217

（一）狭义相对论的基本假设 217

（二）狭义相对论的时空观 220

（三）狭义相对论的其他结论 231

（四）狭义相对论的贡献、局限性和发展 234

思考与练习 240

第二讲 量子物理 241

一、量子力学是怎样建立的 241

（一）光的波粒二象性 241

（二）原子的结构 246

（三）微观粒子的波粒二象性 252

思考与练习 253

二、波函数 不确定度关系 薛定谔方程 253

（一）波函数 254

（二）不确定度关系 255

（三）薛定谔方程 257

思考与练习 259

展望篇 261

第一讲 21世纪物理学研究的发展前景 261

一、走近物理学研究的前沿 261

（一）理论物理 261

（二）凝聚态物理 263

（三）纳米物理 264

（四）空间物理 266

（五）关于奇特大分子C60的研究 268

思考与练习 270

二、21世纪物理学研究发展展望 270

（一）当今物理学研究前沿的十大难题 271

（二）21世纪物理学研究的发展趋势 274

思考与练习 276

第二讲 物理学研究在社会和技术发展过程中的推动作用 277

一、物理学与社会、技术之间的相互影响 277

（一）近代科学史上的带头学科——物理学 277

（二）物理学研究对其他学科的影响 279

（三）技术对物理学研究的反作用 281

思考与练习 282

二、继续开拓物理学研究的新领域 282

思考与练习 284

实验篇 286

第一讲 大学基础物理实验 286

一、物理实验课的性质、任务与要求 286

（一）物理实验课的性质与任务 286

（二）物理实验课的基本要求 287

二、物理测量的基本方法 289

（一）比较法 289

（二）放大法 289

（三）换测法 290

三、测量误差和数据处理 291

（一）测量误差 291

（二）数据处理 292

四、基本实验 295

实验一 长度和质量的测量 295

实验二 重力加速度的测量 301

实验三 用电桥法测量电阻 304

实验四 全息照相 306

实验五 密立根油滴实验 312

实验六 用光电效应法测定普朗克常量 316

实验七 弗兰克-赫兹实验 319

实验八 光的单缝衍射 322

第二讲 小学科学课程中实验活动的指导 327

一、实验在小学科学课程中的作用 327

（一）激发学生的学习兴趣 327

（二）帮助学生更好地学习科学知识 327

（三）培养学生的实验能力 328

（四）培养学生的逻辑思维能力 330

（五）培养学生的科学态度和科学精神 331

二、小学科学课程中实验活动的主要类型 331

（一）按照实验的操作者分类 331

（二）按照实验方法分类 332

（三）按照实验结果是否量化分类 332

（四）按照实验在探究过程中的作用分类 333

三、小学科学课程中实验教学的基本策略 334

（一）用现代科学教育理念指导实验教学活动 334

（二）根据教学的实际需要确定实验的内容和类型 335

（三）通过精心设计、反复实验，确定实验方法，掌握操作要领 337

（四）把握实验活动的基本教学过程 338

（五）根据实验难度、学生能力和教学实际情况，确定指导的程度、时机、方式和内容 339

（六）从培养学生科学素养的高度，全面评价学生的实验活动 340

主要参考文献 342

附录 347

附录Ⅰ 常用物理量单位 347

附录Ⅱ 基本物理常量 350

附录Ⅲ 希腊字母表 351