本書針對的是一學期的概念性物理課程。全書共分6單元21章，內容包括力學、熱力學、電磁學、光學、核物理學、近代物理學等，具體涉及運動的基本概念，落體運動和拋體運動，牛頓運動定律，圓周運動，行星和引力，能量和振動，沖量和動量，轉動，流體，溫度和熱力學，熱機和熱力學第二定律，靜電現象，電路，磁體和電磁學，波的生成，光波和顏色，光和成像，原子的結構，原子核和核能，相對論，日�，F象深入研究等。本書的特點是在介紹物理學概念的同時，引入了可用這些概念來解釋的日�，F象，強調了物理學的實用性及其與日常生活的關聯性，而不要求讀者具備高深的數學知識。
秦克誠，北京大學物理學教授，長期從事物理學的研究與教學工作。從1998年開始，作者花了六年半時間寫成了80萬字科普作品《郵票上的物理學史》。
第1章 物理學是基礎科學1
1.1 能量是怎么回事？2
1.1.1 全球變暖的爭論2
1.1.2 能量是怎樣卷入的？3
1.1.3 物理學和能量3
1.2 科學事業4
1.2.1 科學和彩虹4
1.2.2 什么是科學方法？5
1.2.3 應當如何介紹科學？6
1.2.4 可以討論的問題6
1.3 物理學的范圍7
1.3.1 物理學如何定義？8
1.3.2 物理學的主要分支有哪些？8
1.4 測量和數學在物理學中的作用9
1.4.1 為什么測量這么重要？9
1.4.2 數學能幫什么忙？10
1.4.3 為什么使用公制單位？10
1.5 物理學和日常現象11
1.5.1 為什么要研究日常現象？11
小結12
關鍵術語13
第1單元 牛 頓 革 命
第2章 運動的描述16
2.1 平均速率和瞬時速率17
2.1.1 平均速率的定義17
2.1.2 速率的單位17
2.1.3 瞬時速率18
2.1.4 可以討論的問題19
2.2 速度20
2.2.1 速率和速度的區別20
2.2.2 矢量21
2.2.3 瞬時速度的定義21
2.3 加速度21
2.3.1 平均加速度的定義22
2.3.2 瞬時加速度的定義23
2.3.3 加速度的方向23
2.3.4 汽車速率不變時能作加速運動嗎？23
2.4 運動的圖形表示24
2.4.1 一幅圖形能告訴我們什么？24
2.4.2 速度圖和加速度圖25
2.4.3 能從速度圖求走過的距離嗎？26
2.5 勻加速運動27
2.5.1 勻加速運動中速度怎樣變化？28
2.5.2 走過的距離如何隨時間變化？28
小結29
關鍵術語30
第3章 落體運動和拋體運動31
3.1 重力引起的加速度32
3.1.1 如何測量重力加速度？32
3.1.2 伽利略關于落體運動的想法與
亞里士多德的想法有何不同？34
3.2 落體追蹤34
3.2.1 速度如何隨時間變化？35
3.2.2 小球在不同時間里下落多大的距離？35
3.2.3 下扔小球36
3.3 向上扔球38
3.3.1 小球的速度如何變化？38
3.3.2 小球能飛到多高？39
3.4 拋體運動40
3.4.1 拋體的軌跡是什么樣子？40
3.4.2 飛行時間由什么決定？41
3.5 打靶42
3.5.1 槍支射出的子彈會下落嗎？42
3.5.2 橄欖球的飛行43
3.5.3 怎樣能達到**的距離？43
小結46
關鍵術語46
第4章 牛頓運動定律：運動的解釋47
4.1 歷史簡述48
4.1.1 亞里士多德關于運動的原因有何
看法？48
4.1.2 伽利略怎樣挑戰亞里士多德的看法？49
4.1.3 牛頓完成了什么業績？49
4.2 牛頓**定律和第二定律51
4.2.1 什么是牛頓**運動定律？51
4.2.2 力和加速度有什么關系？51
4.2.3 力怎樣相加？52
4.3 質量和重量54
4.3.1 如何對質量進行比較？54
4.3.2 如何定義重量？54
4.3.3 為何重力加速度與質量無關？55
4.4 牛頓第三定律56
4.4.1 第三定律怎樣幫助我們定義力？56
4.4.2 怎樣用第三定律來證認力？56
4.4.3 一頭騾子能夠加速一輛小車嗎？57
4.4.4 什么力使汽車加速？57
4.5 牛頓定律的應用59
4.5.1 推椅子時涉及哪些力？59
4.5.2 跳傘運動員不開傘時會持續加速嗎？60
4.5.3 小球扔出后發生了什么事情？61
4.5.4 怎樣分析連接在一起物體的運動？61
小結62
關鍵術語63
第5章 圓周運動、行星和引力64
5.1 向心加速度65
5.1.1 什么是向心加速度？65
5.1.2 怎樣求速度的改變量?v？66
5.1.3 向心加速度的大小有多大？66
5.1.4 什么力產生向心加速度？66
5.2 向心力67
5.2.1 什么力幫助汽車順利通過彎道？67
5.2.2 彎道修成內低外高會發生什么？69
5.2.3 坐摩天輪時遇到哪些力？70
5.3 行星運動71
5.3.1 早期的天界模型是什么樣？71
5.3.2 哥白尼與托勒密的模型有何區別？72
5.3.3 開普勒行星運動定律73
5.4 牛頓萬有引力定律75
5.4.1 牛頓有什么驚人發現？75
5.4.2 什么是牛頓萬有引力定律？75
5.4.3 重量與引力定律怎樣關聯？76
5.4 月亮和其他衛星77
5.4.1 如何解釋月相？77
5.4.2 月亮服從開普勒定律嗎？78
5.4.3 人造衛星的軌道79
5.4.4 可以爭論的問題79
小結80
關鍵術語81
第6章 能量和振動82
6.1 簡單機械、功和功率83
6.1.1 什么是簡單機械？83
6.1.2 功怎么定義？84
6.1.3 任何力都做功嗎？84
6.1.4 功和功率有什么關系？85
6.2 動能85
6.2.1 如何定義動能？85
6.2.2 什么是負功？86
6.2.3 汽車的停車距離86
6.3 勢能87
6.3.1 什么是重力勢能？87
6.3.2 勢能的實質是什么？87
6.3.3 什么是彈性勢能？88
6.3.4 什么是保守力？89
6.4 能量守恒89
6.4.1 擺在擺動時的能量有何變化？89
6.4.2 能量守恒是什么意思？89
6.4.3 為什么使用能量的概念？90
6.4.4 能量分析為何像計賬似的？91
6.4.5 可以爭論的問題92
6.5 彈簧和簡諧運動94
6.5.1 拴在彈簧上的質塊的振動94
6.5.2 什么是周期和頻率？95
6.5.3 任何回復力都產生簡諧運動嗎？95
小結96
關鍵術語97
第7章 動量和沖量98
7.1 動量和沖量99
7.1.1 小球彈跳時發生了什么事？99
7.1.2 怎樣分析如此快速的變化？99
7.1.3 什么是沖量和動量？100
7.1.4 如何應用沖量-動量原理？100
7.2 動量守恒102
7.2.1 動量為何及何時守恒？103
7.2.2 動量守恒和碰撞103
7.3 反沖104
7.3.1 什么是反沖？104
7.3.2 獵槍的反沖105
7.3.3 火箭怎么工作？105
7.4 彈性碰撞和非彈性碰撞106
7.4.1 什么是完全非彈性碰撞？106
7.4.2 碰撞中能量守恒嗎？106
7.4.3 臺球彈跳時發生了什么事？107
7.5 互成一角度的碰撞108
7.5.1 二維非彈性碰撞108
7.5.2 二維彈性碰撞110
7.5.3 可以討論的問題111
小結111
關鍵術語112
第8章 固體的轉動113
8.1 什么是轉動？114
8.1.1 角位移和角速度114
8.1.2 什么是角加速度？115
8.1.3 恒定角加速度115
8.1.4 線速度和角速度有什么關系？116
8.2 轉矩和桿秤116
8.2.1 桿秤何時平衡？116
8.2.2 什么是轉矩？117
8.2.3 多個轉矩如何相加？118
8.2.4 什么重心？118
8.3 轉動慣量和牛頓第二定律119
8.3.1 什么是轉動慣量？119
8.3.2 適用于轉動的牛頓第二定律120
8.3.3 求旋轉木馬的轉動慣量121
8.4 角動量守恒122
8.4.1 什么是角動量？122
8.4.2 角動量何時守恒？122
8.4.3 滑冰運動員自轉速率的變化123
8.4.4 開普勒第二定律124
8.5 騎自行車和其他驚人絕技125
8.5.1 角動量是矢量嗎？125
8.5.2 角動量和自行車126
8.5.3 旋轉凳和陀螺127
小結129
關鍵術語130
第2單元 流體的行為和熱學
第9章 流體的行為132
9.1 壓強和帕斯卡原理133
9.1.1 壓強如何定義？133
9.1.2 什么是帕斯卡原理？134
9.1.3 水壓機如何工作？134
9.2 氣壓和氣體的行為135
9.2.1 怎樣測量氣壓？135
9.2.2 氣壓如何變化？136
9.2.3 空氣柱的重量137
9.2.4 氣體的體積如何隨壓強改變？138
9.3 阿基米德原理140
9.3.1 什么是阿基米德原理？140
9.3.2 浮力來源于什么？140
9.3.3 有哪些力作用在浮體上？141
9.3.4 為何一艘鋼船會浮在水面上？142
9.3.5 氣球何時上浮？142
9.4 運動的流體143
9.4.1 為什么流速會變？143
9.4.2 黏性如何影響流動？144
9.4.3 層流和湍流145
9.5 伯努利原理146
9.5.1 什么是伯努利原理？146
9.5.2 管道和軟管中各處壓力如何變化？146
9.5.3 氣流和伯努利原理147
9.5.4 商店前的廣告球為何會懸在空中？147
小結149
關鍵術語150
第10章 溫度和熱量151
10.1 溫度及其測量152
10.1.1 怎樣測量溫度？152
10
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