具体描述
本书涵盖国内物理竞赛大纲全部内容. 计有理论16章,实验5章,是一本内容十分完整的物理竞赛教材,其中实验部分更为同类书所鲜见. 本书作者都是具有丰富大学物理教学经验,又长期从事国际、国内物理竞赛教学的大学正、副教授,叙述高屋建瓴、深入浅出,重视物理思想和物理方法及物理概念的历史发展,并注意联系科技新成果和学科的最新进展. 全书题例丰富,每节末有紧扣内容的例题,每章末有综合例题,例题选择力求典型、切题,分析力求思路清晰、方法精巧.每章末附有大量习题,习题选择力避陈题,编排由浅入深,层次分明. 对较难的习题,给出简明扼要的提示,书末附有全部习题的答案.
作者简介
郑永令,复旦大学物理系教授,中国物理学会教学委员会委员,2000~2003年国际物理奥赛中国国家队领队、主教练。2009年全国奥林匹克物理竞赛命题组教授,《大学物理》编委,《物理教学》副主编。
目录信息
第1章 质点运动学
1.1参照系与质点(1)
1.2时间和长度的计量(1)
1.3直线运动(2)
1.4曲线运动(5)
1.5切向加速度和法向加速度(9)
1.6圆周运动角位移、角速度和角加速度(10)
1.7相对运动(12)
本章综合例题(13)
本章习题(21)
第2章 静力学(24)
2.1力和力矩(24)
2.2质点和质点系的平衡平衡的稳定性(27)
2.3刚体和质心(29)
2.4刚体的平衡(30)
2.5静止流体的压强(32)
2.6浮体平衡的稳定性(34)
本章综合例题(35)
本章习题(45)
第3章 牛顿运动定律(50)
3.1牛顿运动定律(50)
3.2牛顿运动定律的应用(52)
3.3伽利略相对性原理(54)
*3.4非惯性系中的惯性力(54)
本章综合例题(57)
本章习题(66)
第4章 动量与角动量(70)
4.1动量、冲量和动量定理(70)
4.2动量守恒定律(73)
*4.3质心运动定律(75)
*4.4质点和质点系的角动量(77)
*4.5角动量定理和角动量守恒定律(77)
*4.6变质量体系的运动方程火箭(82)
本章综合例题(84)
本章习题(90)
第5章 功与能(95)
5.1功和功率(95)
5.2几种力的功势能(96)
5.3动能和动能定理(103)
5.4机械能守恒定律(105)
5.5碰撞(107)
5.6开普勒定律(110)
本章综合例题(111)
本章习题(120)
第6章 振动与波(124)
6.1简谐振动(124)
6.2阻尼振动(130)
6.3受迫振动共振(131)
6.4简谐振动的合成(131)
6.5机械波的形成与传播(133)
6.6波动的描述方法(134)
6.7简谐平面波的波动方程(136)
6.8波的能量(138)
6.9惠更斯原理波的反射、折射和衍射(139)
6.10波的叠加波的干涉(141)
*6.11驻波(143)
*6.12多普勒效应(144)
本章综合例题(146)
本章习题(154)
第7章 气体定律与分子动理论(158)
7.1平衡态与状态参量(158)
7.2气体三条实验定律(159)
7.3理想气体状态方程(162)
7.4混合理想气体道尔顿分压定律(166)
7.5分子运动的基本概念(168)
7.6气体分子热运动的图景和特征(168)
7.7理想气体的压强公式(169)
7.8温度的微观意义(170)
7.9理想气体的内能(171)
7.10分子平均碰撞数与平均自由程(173)
7.11表面张力(173)
7.12毛细现象(175)
7.13气液相变(177)
7.14固液相变(178)
7.15固气相变(179)
7.16三相点(179)
本章综合例题(180)
本章习题(189)
第8章 热力学定律(192)
8.1热力学第零定律(192)
8.2热力学第一定律(192)
8.3热力学第一定律对理想气体热力学过程的应用(194)
8.4循环过程(199)
8.5热力学第二定律(203)
8.6可逆过程和不可逆过程(203)
本章综合例题(204)
本章习题(213)
第9章 静电场(216)
9.1库仑定律(216)
9.2电场与电场强度(217)
9.3静电场的高斯定理(219)
9.4电势(222)
9.5静电场中的导体(224)
9.6静电能(230)
本章综合例题(232)
本章习题(257)
第10章 稳恒电流(262)
10.1电流强度、电流密度与电流的连续性方程(262)
10.2欧姆定律(263)
10.3简单电路(265)
10.4复杂电路基尔霍夫方程组及电路定理(267)
本章综合例题(274)
本章习题(289)
第11章 磁场(292)
11.1磁场与磁感应强度(292)
11.2磁场对电流的作用磁矩(295)
11.3磁场的高斯定理和安培环路定理(297)
11.4带电粒子在磁场中的运动(300)
本章综合例题(306)
本章习题(313)
第12章 电磁感应(317)
12.1电磁感应定律(317)
12.2动生电动势和感生电动势(320)
12.3自感与互感(324)
12.4交流电(328)
本章综合例题(335)
本章习题(340)
第13章 光的反射与折射(344)
13.1光的直进性(344)
13.2光的反射与折射(345)
13.3费马原理(349)
本章综合例题(351)
本章习题(358)
第14章 透镜成像(361)
14.1单球面折射成像(361)
14.2薄透镜(364)
14.3光学仪器(369)
本章综合例题(373)
本章习题(378)
第15章 狭义相对论(381)
15.1牛顿时空观与力学相对性原理(381)
15.2光速不变原理与狭义相对性原理(383)
15.3时间膨胀与长度收缩(383)
15.4洛伦兹变换(386)
15.5相对论的动量和能量(389)
本章综合例题(394)
本章习题(399)
第16章 原子和原子核(402)
16.1原子的核式结构(402)
16.2氢原子的玻尔理论(404)
*16.3量子力学简介(409)
16.4原子核(416)
16.5放射性与核反应(418)
16.6衰变方式和衰变能(420)
*16.7基本粒子(425)
本章综合例题(426)
本章习题(431)
第17章 实验误差与数据处理(433)
17.1实验误差分析(433)
17.2实验不确定度的评定(434)
17.3实验数据的作图与拟合(438)
本章习题(440)
第18章 力学实验(442)
18.1力学实验的基本仪器及使用注意事项(442)
18.2典型的力学实验和基本实验方法(444)
18.3力学综合实验(456)
第19章 热学实验(463)
19.1温度计的特性测量与校准(463)
19.2量热器及其正确使用(467)
19.3用比重瓶法测量液体的热膨胀系数(469)
19.4冷却规律的研究和冷却法测量金属比热容(470)
19.5热学综合实验(473)
第20章 电磁学实验(476)
20.1电磁学实验基本操作要点(476)
20.2基本电学实验(476)
20.3电学和磁学综合实验(488)
第21章 光学实验(499)
21.1基本光学仪器结构及使用要点(499)
21.2光学实验仪器调整的基本方法(501)
21.3光学仪器和光学元件使用中的注意事项(501)
21.4基本光学实验(502)
21.5光学综合实验(510)
部分常用数据、公式和符号(517)
习题提示(521)
习题答案(560)
全国中学生物理竞赛内容提要(576)
参考资料(584)
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书最让我惊叹的是它在“解题策略”方面的独到之处。它不仅仅是提供了大量的题目和答案,更重要的是,它教会了我如何去“想”一道题,如何去“拆解”一道题。我记得在学习“动量守恒”时,遇到一个关于碰撞的复杂问题,书中的解题思路并不是直接套用公式,而是先引导我去分析碰撞过程中动量是否守恒,以及如何选取合适的参考系来简化问题。特别是书中关于“能量守恒与动量守恒”的联合应用,以及在不同参考系下进行分析的技巧,让我受益匪浅。这本书善于提供多种解题思路,并且分析每种思路的优缺点,这让我能够根据题目的具体情况,选择最有效的方法。我尤其喜欢书中关于“反证法”和“特殊化方法”在物理解题中的应用,这些方法在很多情况下能帮助我们快速排除错误选项,或者直接得到关键信息。通过这本书的训练,我不再是那种只会套用公式的“题海战术”型选手,而是能够真正理解题目背后的物理原理,并运用灵活的思维去解决问题。它让我明白,解题不仅仅是计算,更是一种逻辑推理和策略运用。
我对这本书最深切的感受是它对“实验精神”的重视。虽然这是一本以理论为主的教材,但书中对许多物理现象的解释,都离不开实验的支撑。在讲解“流体力学”时,作者通过对伯努利方程的推导,并结合生活中“火车经过站台时,人容易被吸向火车”的例子,让我直观地理解了压强与流速的关系。这种实验验证式的讲解,让抽象的理论变得生动具体,也让我对实验在物理学发展中的重要性有了更深的认识。书中还介绍了一些经典的物理实验,比如“密立根油滴实验”和“卢瑟福α粒子散射实验”,并深入分析了这些实验的设计思路、数据处理过程以及它们对物理学发展的贡献。这不仅让我了解了这些重要的实验,更重要的是,它教会了我如何去设计一个合理的实验,如何从实验数据中提取有用的信息,以及如何评价一个实验的可靠性。这种对实验的细致分析,让我能够将理论知识与实际观测联系起来,从而更全面地理解物理世界。在我独立思考和解决某些问题时,我也会不自觉地去想象相关的实验场景,并从中寻找灵感。
这本书最让我感到兴奋的一点是它对“数学工具”在物理学中应用的强调。我一直认为,数学是物理学的语言,而这本书则将这一理念发挥到了极致。在讲解“振动与波”时,作者并没有回避那些看似复杂的数学推导,而是将其清晰地呈现出来,并说明了每一个步骤的物理意义。我记得在学习“阻尼振动”时,书中对于微分方程的求解过程,虽然有一定的难度,但作者通过逐步分析,让我理解了阻尼系数如何影响振动的衰减速率,以及共振现象发生的条件。这种对数学原理的深入挖掘,让我不再畏惧复杂的数学公式,反而能够将其视为理解物理现象的强大工具。特别是书中关于“傅里叶分析”在波现象中的应用,虽然只是初步的介绍,但已经足以让我领略到如何将复杂的周期性波分解成一系列简单的正弦波,以及这种分解在信号处理和信息传递中的重要性。通过这本书,我学会了如何将物理问题转化为数学模型,如何运用数学工具解决这些模型,最终再将数学解回归到物理的意义上来。这种“建模-求解-解释”的完整过程,是我在其他教材中很少能获得的。它不仅提升了我的解题能力,更重要的是培养了我用数学思维去解决物理问题的能力,这是参加奥赛至关重要的能力。
这本书的语言风格非常具有感染力。它不是那种枯燥乏味的教科书,而是充满了智慧和思考的交流。作者在讲解过程中,经常会使用一些生动形象的比喻,或者抛出一些发人深省的问题,来引导读者主动思考。我记得在学习“简谐振动”时,作者将振动比作弹簧连接的物体,然后逐步分析其运动规律,并通过类比来解释阻尼和驱动力的作用。这种“生活化”的讲解方式,让我在阅读的过程中,仿佛是在与一位经验丰富的老师进行对话,受益匪浅。而且,书中对某些原理的论述,会展现出一种“哲学思辨”的味道,例如关于“因果律”在物理学中的体现,或者“决定论”与“概率论”在微观世界中的交织。这让我意识到,物理学不仅仅是关于“是什么”,更是关于“为什么”和“怎么样”。这本书让我对物理学产生了前所未有的热爱,它不仅仅是我的学习工具,更是我精神世界的一个重要组成部分。
这本书的魅力在于它能够将看似独立的物理分支巧妙地联系起来,展现出物理学内在的统一性。在学习“光学”时,我被书中关于“惠更斯原理”与“光的衍射”的关联所深深吸引。作者通过生动的动画演示(虽然是文字描述,但足够形象),让我理解了波前如何传播,以及波的干涉和衍射如何由此产生。这让我对光的波动性有了更加深刻的理解,也为我后来学习电磁波的传播奠定了基础。而且,书中在讲解“原子物理”时,对玻尔模型与量子力学的过渡,进行了非常细致的梳理。我记得关于“量子化能级”的讨论,作者通过对氢原子光谱的分析,解释了为何电子的能量不是连续的,以及这如何与光谱线的离散性相对应。这种从宏观现象推导微观机制的思路,让我对量子世界的神秘和奇妙有了初步的认识。更令我印象深刻的是,书中在“统计力学”的章节中,将热力学与微观粒子行为联系起来。通过对麦克斯韦-玻尔兹曼分布的讲解,我理解了宏观热现象是如何由大量微观粒子的无规则运动统计决定的。这种“宏观归因于微观”的视角,让我对物理学的整体框架有了更清晰的认识,也为我理解很多看似复杂的热学问题提供了全新的思路。
我必须承认,这本书的深度和广度是我之前从未遇到过的。它不仅仅满足于对高中物理知识的覆盖,更是深入挖掘了许多与奥赛相关的更深层次的概念和技巧。例如,在“力学”部分,对于“相对论力学”的引入,虽然篇幅不多,但其精炼的阐述,让我第一次接触到了狭义相对论的基本思想,并了解到它在高速运动物体中的重要性。这不仅拓宽了我的视野,更让我意识到物理学的边界远比我想象的要广阔。书中在讲解“圆周运动”时,并非仅仅停留在向心力公式,而是花了很大篇幅去分析非惯性参考系下的受力分析,以及科里奥利力在其中的作用。我记得有一次,我在解决一个关于旋转平台上物体运动的问题时,正是因为书中的详细讲解,让我能够准确地运用科里奥利力进行受力分析,最终得到了正确的答案。此外,书中对于“万有引力与航天”的章节,其内容的详实程度令人惊叹。从开普勒定律的推导,到人造卫星的轨道设计,再到引力势能的计算,每一个环节都讲解得细致入微,并且结合了大量的实际天文观测数据和航天工程实例。这让我在学习理论知识的同时,也感受到了物理学在解决现实问题中的强大力量。读这本书,就像是在攀登一座知识的高峰,虽然过程充满挑战,但每一步的攀登都带来了前所未有的开阔视野和深刻的理解。
一本真正能点燃我对物理学热情的书,它不仅仅是知识的堆砌,更像是一场充满智慧与挑战的探险。从拿到这本书的那一刻起,我就被它严谨又不失趣味的编排所吸引。书中的概念阐述清晰透彻,如同拨开迷雾的阳光,让那些看似晦涩难懂的物理原理变得触手可及。作者在讲解过程中,巧妙地融入了大量经典的奥赛题目,这些题目不仅仅是例题,更是引导我深入思考、理解理论精髓的钥匙。我记得在学习“热力学”那一章时,书中提供的多角度分析方法,让我不再局限于单一的公式套用,而是能够从能量守恒、熵增等更深层次的原理去理解问题的本质。特别是书中关于“不可逆过程”的深入探讨,结合了实际生活中的例子,比如一杯热水逐渐冷却,让我对熵这个概念有了更直观的认识,也为我打开了从微观统计力学角度理解宏观热现象的大门。而且,这本书在论述过程中,总能恰到好处地引导读者去探究“为什么”,而不是仅仅停留在“是什么”。这种追根究底的学习方式,极大地激发了我对物理学内在逻辑的探索欲望。我甚至会花费大量时间去思考书中抛出的每一个问题,尝试从不同的角度去构建解题思路,这种过程本身就充满了乐趣。这本书就像我的私人物理导师,它不仅传授知识,更教会我如何学习,如何思考,如何用物理的语言去理解这个世界。我还会时不时地翻阅以前的章节,总能在新的理解层面发现新的收获,这种“温故而知新”的体验,是很多教材所无法提供的。这本书已经成为了我物理学习道路上不可或缺的伙伴,为我的奥赛备战提供了坚实的基础和源源不断的动力。
这本书在“概念辨析”方面做得非常出色。它能够清晰地辨析那些容易混淆的概念,并提供准确的定义和区分方法。我记得在学习“能量”时,书中对“动能”、“势能”、“内能”等概念进行了非常详细的区分,并强调了能量守恒定律的适用条件。特别是关于“功”和“能”的关系,以及“功率”的定义,作者通过精辟的阐述,让我不再对这些概念感到模糊。在学习“磁场”时,对于“磁感应强度”和“磁场强度”的区分,以及“磁通量”的定义,书中都进行了严谨的阐述,并提供了相应的数学表达式和单位。这种对基本概念的清晰界定,是我能够深入理解后续内容的基础。而且,书中还经常会指出一些学生容易犯的错误,并给出正确的解释。这让我能够提前规避一些学习中的“陷阱”,从而更有效地掌握知识。每一次阅读,我都会发现自己对一些概念的理解更加深入和准确,这种“渐进式”的理解提升,是这本书给我带来的最宝贵的财富。
这本书的独特之处在于它能够将“历史的维度”融入到物理知识的讲解中。在介绍每一个重要的物理概念或理论时,作者都会简要地回顾其发展历程,以及为之做出贡献的科学家。例如,在讲解“牛顿万有引力定律”时,书中不仅阐述了定律的内容,还详细介绍了牛顿如何从苹果落地和月球绕地运动的观察中,推导出普适的引力规律。这种对历史的追溯,让我能够理解科学是如何一步步发展起来的,以及其中的智慧和艰辛。在学习“电磁学”时,对法拉第、麦克斯韦等人的贡献的介绍,让我感受到了人类对自然规律探索的伟大历程。这种将科学史融入教学的方法,不仅增加了学习的趣味性,更重要的是,它能够帮助我们理解科学的本质,培养对科学的敬畏之心。我因此对那些伟大的物理学家产生了浓厚的兴趣,也更加坚定了自己学习物理的决心。
这本书给我最深刻的印象是它对物理直觉的培养。很多时候,我们学习物理只是机械地记忆公式和解题步骤,但这本书却恰恰相反,它鼓励我们去“感受”物理。在讲解“电磁感应”时,作者没有仅仅罗列法拉第定律和楞次定律,而是通过生动的比喻和形象的图示,引导我们去体会磁场变化如何“驱动”电子的运动,以及感应电流如何“抵抗”这种变化。这种“拟人化”的讲解方式,虽然初听起来有些非传统,但却极大地降低了理解的门槛,让我能够快速建立起对电磁现象的直观感受。我尤其喜欢书中关于“位移电流”的讨论,它打破了传统思维中电流必须是电荷的定向移动的认知,通过麦克斯韦方程组的视角,展现了电场变化也能产生磁场,这一颠覆性的思想让我对电磁波的产生和传播有了全新的认识。在做那些复杂的电磁场分析题时,我不再是盲目地套用公式,而是能够凭借对磁场分布和电场变化的直观理解,迅速定位问题的关键,并构建出合理的解题模型。这种能力,是在反复揣摩书中原理的过程中逐渐形成的。而且,这本书在例题的选择上也颇具匠心,很多题目并非那种一眼就能看出解法的“送分题”,而是需要我们深入分析题设条件,并结合所学知识进行灵活运用。通过这些题目的锻炼,我学会了如何从看似杂乱的物理场景中提取出最核心的信息,并将其转化为数学模型,最终求解。它不仅仅是一本解题指南,更是一本培养物理思维的“炼金石”。
难度不够,但非常、非常地适用于竞赛入门。习题有提示,但例题和习题都有点儿老了
难度不够,但非常、非常地适用于竞赛入门。习题有提示,但例题和习题都有点儿老了
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