高中数学(第一册上)//素质教育新学案(高一上学期)

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isbn号码:9787107157493
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具体描述

书籍简介: 《经典物理学原理与应用探究(修订版)》 作者: 李明 教授,王芳 博士 出版社: 时代教育出版社 出版时间: 2023年10月 定价: 89.00 元 --- 概述:跨越百年的科学之光 《经典物理学原理与应用探究(修订版)》是一部旨在深入探讨十九世纪物理学基石——经典力学、电磁学以及热力学核心概念的权威著作。本书不仅是对经典物理学知识体系的全面梳理,更侧重于引导读者理解这些基本原理是如何构建我们对宏观世界运行机制的认知的。全书内容力求在保持科学严谨性的同时,增强对物理思想和实验验证过程的描述,适合物理专业本科生、对物理学有浓厚兴趣的高中学生(高年级),以及希望回顾和深化经典理论基础的工程技术人员阅读。 本书区别于传统教科书的特点在于,它强调原理的哲学基础与实际应用中的数学建模的紧密结合,避免了单纯的公式堆砌,致力于揭示物理定律背后的深刻洞察力。 第一部分:牛顿力学的精髓与拓展(约450页) 本部分聚焦于经典力学的两大支柱:牛顿力学和拉格朗日/哈密顿力学。 第一章:运动的描述与力的概念重审 详细探讨了惯性系与非惯性系下的运动学描述,引入了矢量分析在三维空间中的应用。重点分析了“力”这一基本物理量的内涵,区分了接触力、场力以及理想化模型中的约束力。本章通过对抛体运动和圆周运动的深入分析,夯实了微积分在描述瞬时变化中的作用。 第二章:刚体的平衡与转动动力学 超越质点概念,系统阐述了转动惯量、角动量守恒定律的物理意义。内容涵盖了转动刚体的定轴转动、平面运动以及三维空间的欧拉角描述。特别增加了关于陀螺进动和章动现象的详细物理图像解析,帮助读者理解其在导航系统中的应用基础。 第三章:引力理论的深化 从开普勒定律到牛顿万有引力定律的建立过程进行了详尽的叙述。本章还包含了对卫星轨道计算的实例分析,以及引力场中的势能概念。修订版中,新增了对牛顿引力在弱场近似下与狭义相对论的初步联系的讨论(不涉及广义相对论的复杂数学)。 第四章:解析力学:从牛顿到拉格朗日 这是本部分的关键突破点。本书以清晰的逻辑引入了虚功原理和达朗贝尔原理。随后,详细推导并解释了拉格朗日方程的构造及其在保守系统和非保守系统中的应用。重点解析了坐标选择的自由度与广义坐标的概念,展示了如何利用最小作用量原理优雅地解决复杂多体系统问题。 第五章:哈密顿力学:相空间与守恒律 在拉格朗日力学的基础上,过渡到更抽象、更具结构性的哈密顿力学。本章详述了正则变换、泊松括号的定义及其在守恒量判别中的作用。对于高级学习者,本章提供了相空间轨迹和相图分析的方法论,为量子力学的过渡埋下了伏笔。 第二部分:电磁场的统一与波动(约350页) 本部分旨在阐明电场、磁场以及光如何被统一在经典电动力学的框架之下。 第六章:静电学基础与物质的电特性 从库仑定律出发,系统阐述了电场强度、电势的概念,并详细讨论了高斯定律在求解具有特定对称性电场中的高效性。本章花费大量篇幅探讨了导体、电介质的极化现象,并引入了介电常数和电容的概念,结合实际电路中的应用进行剖析。 第七章:稳恒磁场与麦克斯韦方程组的建立 电流对磁场的影响(毕奥-萨伐特定律、安培环路定理)是本章核心。随后,着重讲解了磁感应强度和磁介质(磁化强度、磁导率)。关键在于,本书细致地梳理了麦克斯韦如何通过引入“位移电流”的概念,完成了电磁场方程的完备化,这一历史性的飞跃得到了充分的体现。 第八章:电磁感应与交流电路基础 法拉第电磁感应定律是理解电磁能量转换的关键。本章详细分析了动生电动势和时变电动势,并结合变压器原理进行应用说明。同时,引入了RL、RC、LC电路在阶跃响应和正弦交流电驱动下的瞬态与稳态分析,强调了阻抗和相位的概念。 第九章:电磁波的产生、传播与性质 基于麦克斯韦方程组的波动解,本章导出了电磁波方程,并分析了在真空及理想介质中电磁波的横波特性、能量密度与能流(坡印廷矢量)。对电磁波谱的各个频段的物理特点及其应用进行了简要的概述。 第三部分:热力学与统计观念的初探(约300页) 本部分关注能量、熵和统计规律在宏观系统中的体现。 第十章:热力学定律与宏观过程 从宏观角度定义了温度、热量、功等概念。详细阐述了热力学第一定律(能量守恒)在不同过程中的应用,特别是等温、绝热、等压和等容过程的功和热量计算。本章的重点在于对热力学第二定律——熵增原理的深刻理解,通过卡诺循环和热力学第三定律,阐明了过程的不可逆性。 第十一章:气体动力学理论:从微观到宏观的桥梁 本章将统计思想引入物理分析。通过对理想气体分子运动论的假设,推导出了气体分子的平均动能与宏观温度之间的关系,并利用麦克斯韦速率分布函数分析了不同温度下分子速度的分布特性。本章也探讨了实际气体存在的范德华方程,以展示对理想模型的修正。 第十二章:能量转换与熵的意义 本章着重于实际热机(如蒸汽机、内燃机)的工作原理与效率分析,将热力学第二定律应用于工程限制的讨论。重新审视熵的概念,将其与信息论的初步思想进行联系(不深入信息论本身),强调熵是系统无序程度的量度,是决定过程方向的根本物理量。 总结与展望 本书最后一部分对经典物理学的成就进行了总结,并简要介绍了其局限性(如黑体辐射、光电效应),为读者向量子力学和相对论的进一步探索搭建了坚实的知识桥梁。全书的编排逻辑清晰,图表丰富,旨在培养读者独立解决复杂物理问题的能力。 (总字数:约1500字)

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书在“数学思想方法”的渗透方面做得尤为突出。例如,在学习不等式时,它不仅仅是教授求解的方法,更强调了“数形结合”的思想。通过将不等式转化为几何图形(如直线、抛物线)的交集或范围,学生可以更直观地理解不等式的解集。书中大量的图形辅助说明,让抽象的代数运算与直观的几何图形联系起来,从而加深了学生对不等式性质和解法的理解。此外,在讲解函数的单调性时,书中也巧妙地运用了图像的斜率变化和函数值的增减关系来解释,让学生从动态的角度去认识函数的性质。这种对数学思想方法的重视,能够帮助学生建立起更宏观的数学视野,培养他们举一反三、灵活运用数学知识的能力,而不仅仅局限于解题技巧的学习。

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这本书在“探究性学习”的设计上也颇具亮点。我发现书中并非总是直接给出结论,而是在某些章节的末尾设置了“思考与探究”或“开放性问题”栏目。这些栏目中的问题往往没有唯一确定的答案,需要学生发挥想象力,运用已有的知识去进行探索和研究。例如,在学习概率论的初步知识时,可能会设计一些需要学生通过实验来收集数据,然后分析数据得出概率结论的活动。这种方式能够极大地激发学生的好奇心和求知欲,鼓励他们主动去发现问题、解决问题,培养他们的创新精神和实践能力。这种“做中学”的模式,比单纯的被动接受知识更加有效,也更能让学生体会到学习的乐趣。

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这本书的封面设计简洁明快,主色调采用了一种温暖而又不失专业的蓝色,仿佛预示着数学世界的深邃与严谨。封面上“高中数学(第一册上)”几个大字清晰醒目,下方“素质教育新学案(高一上学期)”则进一步点明了其定位,强调了其在素质教育背景下的实用价值。整体而言,初见之下,这本书给人的感觉是踏实、可靠,并且充满了引领学生探索数学奥秘的诚意。我特别留意到“素质教育新学案”这个词,它让我对接下来的内容充满了期待,希望它不仅仅是知识的传递,更能激发学生对数学的兴趣,培养他们的逻辑思维和解决问题的能力。在如今教育改革的大潮中,能够看到这样一本注重素质培养的书籍,作为家长,我感到非常欣慰。它似乎在传递一种信息:数学学习不应仅仅是应试的工具,更应是塑造健全人格、提升综合素质的重要途径。这种理念的融入,无疑会给学生的学习体验带来积极的影响,也更容易让他们在学习过程中找到乐趣和成就感。

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这本书的语言风格非常值得称赞,它没有使用过于晦涩难懂的数学术语,而是尽量采用通俗易懂的白话进行讲解。在遇到一些关键的概念和定理时,作者会用一些生动形象的比喻来帮助学生理解,比如在讲解“函数”时,将其比喻成一个“加工机器”,输入不同的“原料”(自变量),就会输出相应的“产品”(函数值)。这种方式极大地降低了数学学习的难度,让学生更容易接受和理解。同时,书中还穿插了一些数学史的小故事,介绍一些著名数学家的生平和他们的发现,这不仅增加了学习的趣味性,也让学生对数学这门学科有了更全面的认识,了解数学的发展历程和它对人类文明的贡献,从而激发他们对数学的探索欲望。

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这本书在“章节复习与总结”的设计上也做得很到位。在每个章节的结尾,都提供了详尽的复习纲要,清晰地梳理了本章的核心概念、重要定理、基本方法和典型例题。这种结构化的复习方式,能够帮助学生快速回顾本章的学习内容,巩固知识点,查漏补缺。更重要的是,书中还设置了“能力提升阶梯”或“综合应用题”等板块,将本章的知识点融入到更复杂的综合性题目中,要求学生进行融会贯通的运用。这种设计不仅巩固了学生的知识,更有效地提升了他们的解题能力和综合运用数学知识解决复杂问题的能力,为迎接后续更具挑战性的学习内容打下了坚实的基础。

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本书对“数学建模”能力的培养也给予了充分的关注。在高一的数学学习阶段,引入数学建模的概念,能够有效地将数学知识与实际生活紧密联系起来。书中通过一些实际问题的案例,引导学生思考如何将现实世界的问题抽象成数学模型。例如,在讲解线性函数应用时,可能会出现关于成本、利润、收益率的分析问题,要求学生建立相应的数学函数关系,并运用所学知识进行求解和预测。这些案例的设计,不仅让学生看到了数学在解决实际问题中的巨大作用,也培养了他们分析问题、提炼问题、建立模型、求解模型、解释模型的整个过程。这种能力的培养,对于学生未来在大学专业选择和职业发展上都具有重要的意义。

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本书在习题的设计上可以说是匠心独运,它们不仅仅是简单的知识点巩固,更是对学生思维能力的深度挖掘。我观察到,习题的难度梯度设置得非常合理,从基础的填空题、选择题,到需要学生综合运用知识的解答题,再到一些能够激发创新思维的探索性题目,层层递进,环环相扣。更重要的是,许多题目都融入了实际应用场景,比如结合物理、经济、生活等领域的实际问题,要求学生运用所学数学知识进行分析和解决。这不仅让学生看到了数学的实用价值,更培养了他们将数学知识转化为解决实际问题的能力。我尤其喜欢书中设置的“错题本”和“解题思路拓展”栏目,它们能够帮助学生及时反思错误,总结经验,并在原有知识的基础上进行延伸和拓展,从而实现知识的内化和升华。这种设计充分体现了素质教育的要求,旨在培养学生独立思考、自主学习的能力。

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在讲解集合的概念时,这本书并没有止步于给出定义和表示方法,而是通过列举一些生活中常见的集合例子,如“所有身高超过1.7米的同学”、“所有喜欢打篮球的同学”等,来帮助学生理解集合的内涵。接着,书中深入浅出地介绍了集合间的关系,如子集、真子集、交集、并集、补集等,并且配有清晰的维恩图,使得抽象的集合运算变得直观易懂。我注意到,书中在介绍完基本概念后,会立即安排相关的练习题,让学生及时巩固所学。这些练习题的设计既有基础的集合运算,也有一些稍具挑战性的问题,能够考察学生对集合概念的理解程度以及运算的熟练度。更让我感到惊喜的是,书中还包含了一些关于集合在实际生活中的应用案例,例如在数据分析、逻辑推理等方面,让学生真切地感受到数学的魅力和力量,也让他们意识到学习集合知识的重要性。

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我在阅读这本书时,对它在“逻辑思维训练”方面的设计印象深刻。在高一数学的学习中,逻辑思维的培养至关重要,这本书在这方面做得非常出色。在讲解例如“充分必要条件”的概念时,作者并没有直接给出定义,而是设计了一系列的情境,引导学生去思考不同条件之间的包含关系和推理过程。例如,通过“如果一个数是偶数,那么它一定是整数”这样的例子,让学生体会到“偶数”是“整数”的子集,从而理解充分不必要条件。紧接着,书中会安排一些需要学生进行逻辑推理的练习题,这些题目往往需要学生分析题意,找出隐藏的条件和结论,并运用逻辑推理的规则去解决。这种循序渐进的训练方式,能够有效地帮助学生锻炼他们的逻辑思维能力,培养严谨的数学观念,这对于他们将来在科学、工程等领域的学习都将受益匪浅。

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我非常喜欢这本书编排的逻辑性,它遵循了由浅入深、由易到难的学习规律,使得初次接触高一数学的学生能够逐步适应。在函数的学习部分,作者并没有一开始就抛出抽象的定义和复杂的公式,而是从生活中的实际例子入手,比如介绍函数与现实世界中各种量之间的关系,如路程与时间、商品价格与数量等。这种“情境化”的教学设计,极大地降低了数学的门槛,让原本可能令人望而生畏的抽象概念变得具体可感。随后,书中又系统地引入了函数的图像、性质以及各种基本函数的解析式,并配以大量精心设计的例题和练习题,覆盖了从基础巩固到能力提升的各个层面。我尤其赞赏的是,在讲解每一个知识点时,作者都力求语言生动形象,避免了枯燥的术语堆砌,而是用通俗易懂的方式进行阐释,并辅以图示和表格,使学习过程更加直观。这种细致入微的处理方式,无疑为学生打下了坚实的数学基础,也为他们日后深入学习更复杂的数学知识提供了有力的支撑。

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