作者：钱铮,王海云,唐茂勇,朱红莲
出版社：清华大学出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
应用物理学简明教程习题指导书试读：
内容简介
本书主要是配合《应用物理学简明教程》教材而编写的一本辅导书，按教材的章节顺序编排。全书分为13章，每章包含内容提要、例题解析、同步题解和自测练习等四个部分。本书内容较为全面详细，既可用于上述教材的配套教学，也可作为独立的参考书供应用型理工科大专院校各专业和成人教育或继续教育学生及社会自学者学习大学物理时使用。前言FOREWORD
为了适应应用型理工科大专院校和成人教育的需要，“全国高等理工院校成人教育研究会物理学科委员会”教材编委会编著了一本物理教材：《应用物理学简明教程》（清华大学出版社出版，2014年7月第1版）。从该教材出版2年来的使用情况看，一方面要在有限的教学时间内，使学生较好地掌握所学知识并熟练地解题有一定的困难；另一方面，为了方便教师课堂教学和学生课后自学，我们组织编写了这本学习指导书。
本书与教材同步，方便读者课后自学。所以本书的目录结构与教材的篇章相同。每章分为以下四部分：
一、内容提要
按每章的教学内容给出了各章节所教授知识的较全面、较详细的小结。目的是方便读者在使用本书时随时查阅相关的定义、定理和公式。
二、例题解析
选择若干有代表性的例题，从概念分析、解题思路等方面出发，对各例题作较详细的解答。帮助读者拓展思路，提高解题技巧。
三、同步题解
同步题解是对书中各章的思考题和练习题的解答。这部分内容不建议读者在解题前阅读，而是当解题出现困难时，或自己解题完成后作为参考。
四、自测练习
按书上每章的基本内容和要求，另出的一套由选择题、填空题、计算题等组成的测试题目，书后只给出这些自测题的答案。目的是让读者检验和巩固每章节内容学习后的效果。
大学物理的学习过程与中学阶段有所不同，对所学知识既要知其然，还要知其所以然。要更注重物理思想、物理过程的学习，从而更深刻地理解物理公式背后所蕴含的真理。要熟练地掌握矢量、微分和积分等高等数学知识在解题过程中的应用。另外，大学物理的学习过程与中学阶段也有所相同，即都要通过大量的思考和练习来深刻理解和巩固所学的知识。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”让我们以陆游的这首诗来勉励大家在学习物理学的过程中要多做题、多练习。知识是相通的，学好物理学对后续知识的学习一定会有很大的帮助。
本书由苏州大学的钱铮老师编写第1、2、3、12、13章；南京邮电大学的王海云老师编写第7、8、10、11章；大连海洋大学的唐茂勇老师编写第4、5、6、9章。由钱铮老师负责全书的统稿工作。
本书的编写工作得到了东南大学周雨青教授的大力支持，周老师对本书的内容提出了很多建设性的意见和建议；编者所在学校的相关领导也给予了大力的支持，在此一并表示衷心感谢。编者2016年7月于苏州大学第1章质点运动学【内容提要】一、质点运动的描述（仅对平面运动）
1．位置矢量：简称位矢，是描述质点在任意时刻位置的物理量。如图1-1所示，位置矢量是由坐标原点指向质点所在位置的有向线段r=r（t）=x（t）i+y（t）j
2．位移：是描述质点在一段时间内位置变化情况的物理量，它是质点在t时刻的位置指向t+Δt时刻位图1-1置的有向线段BABABAΔr=r-r=（x-x）i+（y-y）j=Δxi+Δyj
一般情况下，位移的大小|Δr|与路程Δs不相等，只有当Δt趋于零时，|dr|=ds。
3．速度：是描述质点位置变化快慢的物理量。位移Δr与时间Δt之比，称为质点在时间Δt内的平均速度
当Δt→0时，平均速度的极限称为质点在某一时刻的瞬时速度，简称速度即瞬时速度等于位置矢量对时间的一阶导数。注意，质点瞬时速度υ的方向总是沿着质点运动轨迹的切线方向（见图1-1）。
在平面直角坐标系中，瞬时速度的大小为
4．加速度：是描述速度随时间变化快慢的物理量。速度在Δt时间内的增量Δ υ与时间Δt之比，称为质点在时间Δt内的平均加速度
当Δt→0时，平均加速度的极限称为质点在某一时刻的瞬时加速度，简称加速度也就是说，瞬时加速度等于速度对时间的一阶导数，或位置矢量对时间的二阶导数。注意，除直线运动外，加速度的方向一般不指向质点运动轨迹的切线方向。
在平面直角坐标系中，加速度的大小为二、直线运动
1．直线运动的位置、位移、速度和加速度：质点作直线运动的轨迹是一条直线。为简单起见，通常就取直线运动的轨迹为x轴，如图1-2所示。作直线运动质点的位置、位移、速度和加速度各运动量可按标量来处理。当上述各量沿x轴正向时为正，反之为负。质点直线运动的位置、位移可表示为
质点直线运动的瞬时速度和瞬时加速度可表示为（图1-3）图1-2图1-3
注意：当υ和a的方向相同时，质点作加速运动；当υ和a的方向相反时，质点作减速运动。作变速直线运动的质点，速度为零时，加速度不一定为零；加速度为零时，速度也不一定为零。
2．匀速直线运动：速度的大小和方向都不随时间改变的直线运动称为匀速直线运动，即
质点作匀速直线运动的运动方程为00x=x+υ（t-t）00式中x是x在t=t时的值。
3．匀变速直线运动：加速度的大小和方向都不随时间改变的直线运动称为匀变速直线运动，即
匀变速直线运动的位置、速度和加速度之间满足以下三个方程000式中x和υ是x和υ在t=t时的值。三、抛体运动
在忽略空气阻力的情况下，被抛出物体的运动轨迹为抛物线。抛体运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运0动。如图1-4所示，设t=0时，物体在坐标原点O以初速度υ和抛射角θ抛出，则抛体运动加速度a的分量式为xa=0ya=-gg为重力加速度。抛体在落地前任意时刻t的速度分量式为x0v=υcosθy0v=υsinθ-gt而抛体的运动方程为图1-4
在图1-4中，抛体落点与原点O之间的距离称为射程R
抛体所能到达的最大高度称为射高H四、圆周运动
1．圆周运动的加速度：讨论圆周运动的加速度时，通常取沿法线方向和切线方向的直角坐标系，称为自然坐标系，如图1-5所示。质点沿法线方向的加速度称为法向加速n度或向心加速度a，其大小为图1-5t质点沿切线方向的加速度称为切向加速度a，其大小为圆周运动的总加速度大小为当质点作匀速圆周运动时，切tn向加速度a为零，只有法向加速度a。2．圆周运动的角量描述：若用极坐标系描述圆周运动，则只需要一个变量θ，就可以确定质点的位置，从而大大简化了运算（见图1-6）。某时刻t，半径OA与x轴的夹角θ图1-6称为质点在t时刻的角位置。角位置的时间变化率称为角速度ω，有角速度的时间变化率称为角加速度β，有
当质点作匀速圆周运动时，角速度ω是一个常量，而角加速度β=0，其运动方程为0θ=θ+ωt0其中，θ是t=0时质点的角位置。
当质点作匀变速圆周运动时，质点的角加速度β是一个常量。其运动方程、角速度和角加速度随时间的变化关系分别为00其中，θ和ω是t=0时质点的角位置和角速度。
3．角量与线量的关系：上述θ、ω、β称为角量，而x、υ、a称为线量。角量和线量之间有如下的对应关系：五、相对运动
由于运动的描述是相对的，因此，同一物体的运动，在不同的参照系中有不同的描述。同一个质点在参照系S和参照系S′中的位置矢量和速度矢量之间的关系（见图1-7）为r=r′+utυ=υ′+u
如果S′系相对于S系作匀速直线运动，u为常矢量，则两参照系中描述同一个质点加速度的关系为a=a′其中，a是质点相对于S系的加速度，a′是质点相对于S′系的加速度。以上三式称为伽利略变换公式。图1-7【例题解析】
例1-1 一质点沿x方向运动，其加速度随时间的变化关系为：00a=3+2t（SI）。如果初始时刻质点的速度为υ=5m/s，位置为x=1.5m，求当t=3s时质点的位置和速度。
解 运动学中的问题基本上分为两类：第一类称为微分问题，即当质点的运动方程r=r（t）已知时，可用微分法计算质点的运动速度和加速度。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]