六大思想构建物理学·第1卷：C单元·守恒定律约束了相互作用 N单元·物理学规律是普适的(影印版 原

　　本书是对大学物理是课程重新设置的一个尝试，它突破了基础物理课程以“编年史”介绍的教学模式，采用了一个全新的教学理念来讲授物理学，即按照物理学发展过程中不可替代的六个重大物理思想来介绍物理学，突出了物理学的骨架，这种做法适应目前物理学科的发展，可以解决由于物理学学科的发展引起的知识量剧增和物理教育在选择教学内容时无从下手的困难。毫无疑问，这种突出物理学理论“骨架”的物理教学方法，无疑是以后物理课程教学改革的一个方向，用这种方法来处理物理学的教学内容，可以克服学生对入学后感到自己所学习的物理学都是过去二三百年的物理知识，没有新鲜感的问题。如本书介绍了各种各样的能量和守恒定律，虽然讲的都是牛顿力学为主的内容，但给人一种耳目一新的感觉，让人感到牛顿力学不单单是处理简单的运动问题，学生的视野一下子扩展到了多个领域，把传统的热学、化学等方面的问题拿到一块讲，做到了很好的融合。

前言

《六大思想构建物理学》要目

作者简介

C单元

N单元

Preface

Table of Contents for Six Ideas That Shaped Physics

About the Author

Unit C

Unit N

关于C单元的几点说明（中文）

学生学习指导（英文）

第C1章

相互作用概述10

本章概览10

C1.1 科学的本质12

C1.2 物理学的发展和结构13

C1.3 本单元概览18

C1.4 力学导论16

C1.5 基本相互作用18

C1.6 宏观相互作用20

C1.7 “运动”的描述22

C1.8 物理技能：专业词汇24

C1.9 物理技能：单位25

亚里士多德思维测试27

两分钟测试29

习题29

习题答案31

亚里士多德测试答案31

第C2章

矢量32

本章概览32

C2.1 矢量和标量34

C2.2 基本矢量运算35

C2.3 分量37

C2.4 矢量的大小39

C2.5 一维和二维矢量39

C2.6 分解法矢量运算42

C2.7 矢量单位45

C2.8 参考系45

两分钟测试47

习题48

习题答案50

第C3章

相互作用与动量转移52

本章概览52

C3.1 速度54

C3.2 相互作用与动量转移56

C3.3 冲量和力58

C3.4 质量和重量61

C3.5 动量流和运动63

C3.6 物理技能：不成立的矢量方程65

两分钟测试66

习题67

习题答案69

第C4章

质点和质点系70

本章概览70

C4.1 质点系72

C4.2 动量守恒72

C4.3 系统的质心74

C4.4 质心如何运动77

C4.5 惯性参考系80

C4.6 与地球的相互作用82

两分钟测试84

习题84

习题答案87

第C5章

动量守恒的应用88

本章概览88

C5.1 非孤立系统时的动量守恒 90

C5.2 孤立系统的自由度 91

C5.3 解决问题的框架92

C5.4 构建模型图像94

C5.5 求解动量守恒问题96

C5.6 飞机和火箭100

两分钟测试102

习题103

习题答案105

第C6章

能量概述106

本章概览106

C6.1 相互作用和能量 108

C6.2 动能 109

C6.3 势能的测量111

C6.4 负能量？115

C6.5 后面章节的内容116

C6.6 能量问题中的参考系选择117

两分钟测试120

习题121

习题答案122

第C7章

一些势能函数124

本章概览124

C7.1 电磁相互作用126

C7.2 引力相互作用128

C7.3 地球表面的引力129

C7.4 弹性势能131

C7.5 一些事例134

C7.6 物理技能：有效数字138

两分钟测试139

习题140

习题答案142

第C8章

力和能量144

本章概览144

C8.1 动量和动能146

C8.2 点积147

C8.3 相互作用对dK的贡献148

C8.4 质心功的含义150

C8.5 地球的动能151

C8.6 力定律152

C8.7 接触相互作用154

两分钟测试157

习题158

习题答案160

第C9章

转动动能162

本章概览162

C9.1 转动动能概论164

C9.2 角度的测量164

C9.3 角速度166

C9.4 转动惯量168

C9.5 转动惯量的计算169

C9.6 平动和转动172

C9.7 无滑动转动173

两分钟测试176

习题177

习题答案181

第C10章

热能182

本章概览182

C10.1 案例：消失的能量184

C10.2 热是能量184

C10.3 热能186

C10.4 摩擦和热能187

C10.5 热量和功188

C10.6 比热容190

C10.7 和热能相关问题192

两分钟测试196

习题197

习题答案199

第C11章

化学键能200

本章概览200

C11.1 势能图像202

C11.2 化学键205

C11.3 潜热206

C11.4 化学能和核能209

C11.5 能量储存的其他形式213

两分钟测试213

习题214

习题答案217

第C12章

功率、碰撞和冲击218

本章概览218

C12.1 功率 220

C12.2 碰撞的种类 223

C12.3 弹性碰撞224

C12.4 弹弓效应229

C12.5 非弹性碰撞230

C12.6 小行星的冲击232

两分钟测试235

习题236

习题答案238

第C13章

角动量240

本章概览240

C13.1 人体转动问题242

C13.2 叉积243

C13.3 粒子的角动量246

C13.4 刚体的角动量247

C13.5 运动物体角动量249

C13.6 角冲量和转矩250

两分钟测试253

习题255

习题答案256

第C14章

角动量守恒258

本章概览258

C14.1 陀螺的进动260

C14.2 一些应用262

C14.3 角动量守恒263

C14.4 解题范例265

C14.5 应用：中子星271

两分钟测试273

习题274

习题答案277

专业术语279

符号及其含义289

关于N单元的几点说明（中文）

学生学习指导（英文）

第N1章

牛顿定律298

本章概览298

N1.1 牛顿定律综述300

N1.2 牛顿第一定律302

N1.3 牛顿第三定律303

N1.4 牛顿第二定律304

N1.5 力的分类307

N1.6 自由落体图像309

两分钟测试310

习题312

习题答案313

第N2章

矢量微积分314

本章概览314

N2.1 矢量的时间导数316

N2.2 速度的定义317

N2.3 加速度的定义320

N2.4 运动图像322

N2.5 运动图像的数值解326

N2.6 匀速圆周运动327

两分钟测试330

测试答案333

第N3章

由运动量求力334

本章概览334

N3.1 运动链336

N3.2 受力图336

N3.3 定性的实例337

N3.4 第三定律和第二定律对儿342

N3.5 作用力与反作用力343

N3.6 一维运动图像344

N3.7 定量的实例347

两分钟测试348

测试答案352

第N4章

由力求运动量354

本章概览354

N4.1 逆向运动链356

N4.2 图像化的不定积分356

N4.3 一维运动积分358

N4.4 一维自由落体运动362

N4.5 三维运动积分363

N4.6 建立轨迹图像365

N4.7 牛顿程序367

两分钟测试369

习题370

习题答案372

第N5章

静力学374

本章概览374

N5.1 运动中的力：概览376

N5.2 静力学概论376

N5.3 涉及转矩的静力学问题377

N5.4 运动中的力问题求解380

N5.5 静力学问题求解382

两分钟测试386

习题387

习题答案389

第N6章

直线运动390

本章概览390

N6.1 自由粒子图像392

N6.2 匀速运动393

N6.3 静摩擦力和动摩擦力394

N6.4 阻力399

N6.5 直线加速运动400

N6.6 约束运动求解步骤401

两分钟测试404

习题405

习题答案407

第N7章

物体的耦合408

本章概览408

N7.1 耦合力的标记410

N7.2 推动连接的块体412

N7.3 弦，真实情况和理想情况414

N7.4 滑轮418

N7.5 解题步骤应用418

两分钟测试420

习题421

习题答案424

第N8章

圆周运动426

本章概览426

N8.1 匀速圆周运动428

N8.2 方向430

N8.3 变速圆周运动431

N8.4 弯道与倾斜433

N8.5 实例436

两分钟测试439

习题441

习题答案443

第N9章

非惯性参考系444

本章概览444

N9.1 虚拟力446

N9.2 伽利略变换446

N9.3 惯性参考系450

N9.4 直线加速参考系452

N9.5 转动加速参考系454

N9.6 虚拟力的应用455

N9.7 自由落体参考系和重力457

两分钟测试459

习题460

习题答案462

第N10章

抛体运动464

本章概览464

N10.1 重力和抛体运动466

N10.2 简单抛体运动467

N10.3 一些基本特性469

N10.4 抛体运动解题框架470

N10.5 阻力和极限速度474

两分钟测试476

习题477

习题答案480

第N11章

振动482

本章概览482

N11.1 弹簧振子系统484

N11.2 求解运动方程485

N11.3 谐振子模型488

N11.4 弹簧悬挂系统489

N11.5 与圆周运动类比491

N11.6 单摆493

两分钟测试495

习题496

习题答案498

第N12章

轨道概论500

本章概览500

N12.1 开普勒定律502

N12.2 绕大质量主星的轨道503

N12.3 开普勒第二定律505

N12.4 圆轨道和开普勒第三定律506

N12.5 圆轨道问题508

N12.6 黑洞和暗物质513

两分钟测试515

习题515

习题答案517

第N13章

行星运动518

本章概览518

N13.1 椭圆和双曲线520

N13.2 轨道的轨迹图像523

N13.3 守恒定律和轨道527

N13.4 求解轨道问题529

两分钟测试532

习题533

习题答案535

附录NA

微分537

NA.1 导数537

NA.2 一些有用的规则537

NA.3 导数和斜率539

NA.4 链式法则539

NA.5 其他函数的导数540

习题541

习题答案541

附录NB

积分542

NB.1 不定积分542

NB.2 定积分542

NB.3 基本定理543

NB.4 不定积分544

NB.5 变量替换法545

习题546

习题答案546

专业术语547

元素周期表553

符号及其含义554