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名師這樣教 物理秒懂:國中沒聽懂、高中變天書,圖解基礎觀念,一次救回來

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商品訊息

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  • 作者: 左卷健男、浮田裕 等8位 追蹤作者 ? 追蹤作者後,您會在第一時間收到作者新書通知。
  • 出版社: 大是 追蹤出版社 ? 追蹤出版社後,您會在第一時間收到出版社新書通知。
  • 出版日:2016/12/1
  • ISBN:9789865612870
  • 適讀年齡:
  • 定價: 360
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內容簡介

國小的有趣自然科,到了國中變身物理課,都聽不懂。
念高中還是躲不掉物理──學測啥都考,避不開自然科,很慘。
物理就是套原理、套公式,用死背應付吧!(所以學得好痛苦)
出社會,就可以不必懂物理了吧?錯!
不只讀書,就業、理財、甚至就醫,你都得懂些物理原理,才能占到先機。
國中沒聽懂、高中變天書,念大學等著被當,出社會無緣當科技新貴……
你的人生不該是這樣的。如果你很苦惱物理學課程,這本書一定能幫到你。

物理就是物體的原理,基本法則貫通在身邊各種現象中
例如,用滑輪抬東西為什麼至少省力一半?
電暖器的紅光會把我晒黑嗎?馬達,有的變頻能省電、有的變頻會燒壞,何故?
巨蛋體育場屋頂該蓋幾公尺高才夠?
海嘯時躲在堤防後面為何沒用?有些地震上下跳、有些地震左右搖,何故?
迴旋加速器跟我體檢和看醫生為什麼大有關係?超導體為什麼對我很有用?
拍照何時該用偏光鏡?哪種電動車才是大勢所趨?手機怎麼收不到訊?
國外帶回來的電器,變壓整流之後為什麼還是不能用?………
物理其實比你想像中有用。而本書的寫法,保證超乎你想像的有趣。

本書由 8 位日本現職高中、大學教師共同編寫,用圖解方式
將力學、功與能、熱力學、電學、電磁學、波動等 6 大基礎物理。
用生活中的各種應用加以解說,
幫你把以前沒聽懂的物理概念,一次救回來!
      
力學:搞懂物體如何平衡、變形和運動

‧搭捷運最有感覺的力——慣性力與離心力
列車起動和煞車時,沒抓好就會摔跤,就是因為慣性。

‧萬物之間都有引力,誰離不開誰?
其實人與人之間也有引力,只是重力的引力更大,所以雙腳會站在地球上,人和人之間卻不會吸在一起。

物理的「功」與「能」,有什麼功能?

.為什麼明明搬了重物移動,作功卻說是零。
如果施力方向與物體移動方向相反,則是作負功。所以搬起行李往前走,搬行李的力對移動行李的作功為零。

.用「功」的原理來設計機器,想要省力,臂就得拉長一點。
利用「槓桿」、「滑輪」等簡單機械,可以改變施力的方向及大小,讓你更省力。

熱力學「熱」會移動,但溫度不會

.溫度指的是物體、液體、氣體的冷熱程度,就是溫度計上顯示的數值。
熱則是指物體內的原子和分子運動時帶有的能量,轉移到其他物體的過程。

.熱力學定律有三種,其實你天天都在操作,像是把冰水加熱,讓熱茶變冷,還有摩擦就會生熱。誰說物理很難學?

電學發電與儲電,都是顯學

.發現電:靜電讓人討厭,卻不可或缺!
如果沒有靜電,影印機就沒辦法讓黑色粉末(碳粉)附著在紙上。

.電動車受重視,不只是因為環保!
因為一般燃燒汽油行走的汽車,能量轉換效率差,最後利用的能量大約只有原本的三分之一。

其他像是
.車子開進隧道時,收音機為什麼會收不到訊號?其實是電場作用。
.墊板摩擦以後,為什麼會把頭髮或小紙片吸起來?這是靜電
.世上萬物幾乎都與波有關—波,如水波、音波、光波、電磁波、地震波都是常見的波。

誰說物理很難又很枯燥,本書保證讓你讀起來像看故事書一樣有趣。

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北一女中物理教師/簡麗賢
國立自然科學博物館館長/孫維新
物理教學影片YouTuber/吳旭明

作者

高見壽

〈第1章力學:搞懂物體如何平衡、變形和運動〉撰稿者。

1949年生於日本岡山縣。岡山大學理學院物理系畢業。於縣立高中教授物理,屆齡退休。目前為岡山理科大學兼任講師。

稻田佳彥

〈第1章力學:搞懂物體如何平衡、變形和運動〉撰稿者。

1966年生於日本廣島縣。東北大學研究所理學研究科物理學第二專攻博士課程後期修畢。曾任大阪大學研究所理學研究科助教等職,現為岡山大學研究所教育學研究科教授。

高橋善樹

〈第2章物理的「功」與「能」,有什麼功能?〉撰稿者。

1957年生於日本福島縣。東北大學理學院物理系畢業。目前擔任福島縣立喜多方桐櫻高中教師。

浮田裕

〈第3章熱力學:分子運動的速度與能量的轉移〉撰稿者、本書內容統籌。

1959年生於日本兵庫縣。甲南大學理學院畢業。甲南大學研究所自然科學研究科物理學專攻碩士課程修畢。現為兵庫縣立星陵高中教師。

小關正廣

〈第4章電學——發電與儲電,都是顯學〉撰稿者。

1950年生於日本群馬縣。群馬大學教育學院畢業。前新島學園中學、高中教師(物理、化學)。現為日本流星研究會會長。

田中岳彥

〈第5章電磁學:發電、醫學、遙控器〉撰稿者。

1959年生於日本三重縣。東京理科大學理學院畢業。筑波大學研究所碩士課程修畢。愛媛大學研究所博士後期課程修畢。博士(理學)。現於三重縣立津西高中任教。

中屋敷勉

〈第6章波:萬物都與波有關,包含你、我〉撰稿者。

1959年生於日本宮崎縣。岡山縣立岡山一宮高中教師(物理)。日本物理教育學會岡山縣幹事。日本物理學會會員。物理奧林匹克日本委員會(JPhO)委員。

左卷健男

本書內容統籌。

1949年生於日本栃木縣。千葉大學教育學院畢業。東京學藝大學研究所教育學研究科修畢(物理化學講座)。歷經同志社女子大學教授等職,現為法政大學教職課程中心教授。著有《有趣又不沉悶的物理》(PHP研究所)、《看穿假科學的智慧》(新日本出版社)、《圖解.化學「超」入門》(Science i)等多部著作。


林展弘

畢業於臺灣大學電機系電信所,過去曾於京都大學從事學術研究,並於大阪松下企業工作。回臺後於輔仁大學譯研所接受口譯訓練,現為中、英、日職業口譯員,並從事日語教育工作。

目錄

作者簡介
推薦序 學習高中物理三部曲——閱讀、理解與應用/簡麗賢
前言 物理——量化現象並透過觀察與實驗,探討大自然原理的學問

1 力學:搞懂物體如何平衡、變形和運動
1 質量與加速度
2 力會使物體變形,也會改變運動狀態
3 用箭頭表達力的量值、方向
4 力可以合成、分解
5 只要有作用力,就有反作用力
6 受力平衡時,不一定是靜止的
7 力矩幫你更省力
8 找出物體的重心
9 速度要有方向,速率代表快慢
10 不管物體有多重,落下速度都相同
11 斜拋運動是垂直及水平運動的結合
12 慣性:物體無法馬上運動,也無法立刻靜止
13 速度和加速度越大,力越大
14 搭捷運最有感覺的力——慣性力與離心力
15 萬物之間都有引力,誰離不開誰?
16 利用既有單位,創新單位
專欄01 為何滑冰選手旋轉時,要收起手臂?

2 物理的「功」與「能」,有什麼功能?
1 出力的同時位移,才是作功
2 為什麼搬了重物,作功竟然是零?
3 靜力平衡:施力N焦耳,但「虛功」
4 利用「虛功原理」,探討物體組合維持平衡的條件
5 想省力,臂就得拉長一點
6 用距離換取省力:斜坡、滑輪
7 用「功」的原理來設計機器
8 能量=作功的能力,一定要運動
9 要給它動能,就必須對它作功
10 重力可形成位能,世界不該是平的
11 預測物體行進,用力學能守恆律
12 巨蛋屋頂蓋多高?
13 力學能會化為摩擦力流失
14 「發」電?其實是能量的轉移
專欄02 為什麼火箭發射的地點都選在赤道附近?

3 熱力學:分子運動的速度與能量的轉移
1 熱會移動,但溫度不會
2 溫度其實是分子運動的速度
3 導熱能力不同,因為比熱不同
4 熱能不是內能,差別在一動一靜
5 熱力學定律有三種
6 熵:評估有效能量的減少程度
7 永動機真的不可能存在嗎?
8 超導體的原理與用途

4 電學——發電與儲電,都是顯學
1 發現電:靜電讓人討厭,卻不可或缺
2 製造電:電的真面目是原子中的「電子」
3 使用大量的電:電學這才得以發展
4 電流像水流,電阻能發光發熱
5 乾電池:低電壓也可以產生大電流
6 電壓:電流乘以電阻
7 串聯:電流不變,各自電壓變小
8 並聯:電壓不變,用電變多
9 一度電是幾千瓦?
10 發電過程,會有能量變成熱而流失
11 變壓、整流,還要轉換頻率
12 電的儲存與電容
13 電動車受重視,不只是因為環保
專欄03 電力儲存——改變世界的關鍵科技

5 電磁學:發電、醫學、遙控器
1 電荷形成「場」,相吸或相斥
2 「場」的樣貌:用正電荷的移動軌跡畫出電力線
3 硬把相斥同極送作堆,所花的功叫做電位差
4 電波干擾,收不到訊——靜電屏蔽
5 絕緣體也能帶電
6 磁鐵切半,磁力為何減半?
7 自然現象與醫療科技都用到電磁學
8 電流會產生磁場——右手定則
9 欲拒還迎——電磁感應
10 送電與變壓
11 紅外線和X光,都是電磁波
12 在電暖爐旁不會曬黑,因為是紅外線
專欄04 所有粒子都有波動性,包括我們

6 波:萬物都與波有關,包含你、我
1 波不是「物體」,而是現象
2 橫波與縱波
3 波與圓周運動、簡諧運動
4 生活中的各種波
5 波的性質——疊加、折射、反射、繞射
6 波的現代科學應用

參考文獻
索引

序/導讀

前言

物理——量化現象並透過觀察與實驗,探討大自然原理的學問

「物理」學習的是物體的原理,從天體運動到基本粒子,物理可說與自然界中的所有狀況息息相關,也有「探討物體的基本性質與運動」的特色。物理盡可能的將現象簡化,以定量表示,並透過觀察與實驗,找出橫跨各種自然現象的共通法則,並探討大自然的原理。

也因為物理的基本法則貫通在身邊各種現象中,透過學習物理,便可以用科學的角度看眼前的世界。

高中學習的物理,內容不外乎「力學」、「熱學」、「波動」、「電學與磁學」及「原子學」等五大項目。本書從中特別選出「力學」、「功與能」、「熱力學」、「電學」、「電磁學」、以及「波動」等六個項目探討。

不過說到物理,或許有些讀者會回想起過去高中上物理課時,「完全聽不懂老師說什麼」的情況。或許也有人是「因為物理好像很難,所以放棄選修」。其中幾個原因可能是「概念太過抽象」或「數學公式及計算題太多」。另外,大家也可能覺得就算選修了物理,上課不過就是套原理、套公式解題罷了,也因此會覺得物理既「枯燥」又「難懂」吧。

不過,如果思考「運動中的物體,最後一定會停下」這類看似常識的論述,並抽絲剝繭、看穿其中只有單純的「慣性作用」,再用這種法則來預測未來的狀況,就會發現其實學物理,就是學習並了解如何應用這些知識而已。如果在解物理題時,能配合了解物理世界的觀念,相信一定會更有趣。

因此,對於國、高中時不擅物理的讀者,本書盡可能以豐富的圖像解說物理的概念。本書設定的目標讀者群,是因為迫於需要、想要在短時間內通透物理學的基礎,以及想了解現代最新知識的上班族等一般社會大眾。

本書的內容說明,是希望讀者能輕鬆閱讀,並在職場及日常生活中派上用場,以及學習生活在現代所要知道的物理知識。當然,也希望正在學習物理學的高中生及大學生能閱讀本書。

本書共有八名作者,其中包含在高中任教物理多年的教師,以及在大學擔任教職的教授們。本書具有其他類似書籍所沒有的三個特點。

特點①
從中學程度開始,使用大量圖解、淺顯易懂的解釋物理學基礎知識。

特點②
針對在日常生活中及職場上,想從基礎開始學習物理的讀者,精心挑選內容。

特點③
以插畫解說較艱澀的物理概念及法則。

本書遵循上述三大特點,針對一般讀者,以「看故事般有趣」、「內容實用」,以及最重要的「內容易懂」為目的撰寫並順利付梓。

最後,特別感謝為本書繪製可愛插圖的插畫家井上行廣先生,及對本書內容給予寶貴意見、並負責編撰作業的科學書籍編輯部石井顯一先生。
 

謹代表所有作者
卷健男、浮田裕


推薦序

學習高中物理三部曲——閱讀、理解與應用

如果調查臺灣的高中生課業學習的問題:「你認為最難的科目是哪一科?為什麼?」相信回答「物理」的人數,可能排在第一名或第二名,尤其是理組(第二類及第三類組)的學生,理由最可能是「很抽象,公式多,考題難」。

在我的高中物理教學經驗中,學生認為學習科目中最難的,物理確實排在前兩名,與數學「不分軒輊」,原因不外乎是需要理解、要花很多時間思考、有些單元很抽象,例如力學、光學和電磁學,以及需要應用數學分析和推導結論公式,擔憂「學校考試的題目很難,有時看不懂題目」。

面對學生學習高中物理的困擾,身為教師的我責無旁貸,應協助學生面對問題、找出困擾原因,提供有效的學習途徑以解決問題。

當學生問我:「究竟要如何學好高中物理?」或「我怎麼樣才能在物理考試獲得高分?」這樣的問題真是「大哉問」。物理成績能不能得高分?這與教師物理試題評量設計有關,包含命題的主題是否都在課堂上教過?難易度是否掌握得宜?題數是否適宜?是否提供學生足夠時間思考題目?題目敘述是否清楚易懂?題目情境是否合理?

如果不討論「物理題目設計得好不好?」,那麼物理成績不佳的原因與學習的態度和方法有關,包含學習態度常常「考前抱佛腳」,認為「背」物理公式就可以應付;如果學習方法是「五不」,也就是「不專心上課、不作筆記、不閱讀課本、不理解思考、不複習主題內容」,成績不佳自然是「理所當然」。

如何提升高中物理的學習效率?建議從學習態度和方法著手。高中物理的內容主題多元,包含力學、波動、光學、電磁學、近代物理與現代科技等,每一單元都與生活有關,生活中有物理,物理在生活中,因此學習物理至少應包含三部曲,即「閱讀、理解、應用」。

要建立物理概念,必須先吸收物理知識,除了上課認真聽老師講授外,「閱讀」物理書和課本教材絕對必要,這是「君子務本,本立而道生」的概念,「閱讀」是建立物理「基本」概念最好的方法。在閱讀中要培養耐心「理解」基本概念的習慣,學不躐等、盈科後進,一步一腳印,並且能與生活或新聞的話題結合,將物理概念「應用」在這些議題中。

因為教學需要,我常閱讀物理書籍與雜誌,也常蒐集與閱讀其他國家的物理教科書和科普書。日前有緣閱讀大是文化出版的《名師這樣教物理秒懂》,內容多元而豐富,繪圖生動而吸睛,以概念為主,不特別強調數學推導,舉例亦以生活應用為範疇,很適合幫助高中學生掌握「閱讀、理解與應用」的學習三部曲,成為學習高中物理的「良師益友」。


北一女中物理教師/簡麗賢

試閱

搭捷運最有感覺的力—─慣性力與離心力

搭捷運時,若列車突然緊急煞車,身體就會往前傾。如果是平常站在平地上,卻感覺到身體前傾的話,那一定是突然被誰推了一下,或是拉了一把。所以這樣說來,在突然煞車的列車車廂裡頭,也有人推了你一把?如果是這樣的話,別人的手應該會接觸到自己的背部。但事實上,在列車中明明沒有人碰到你,卻會有被推的感覺。像這樣明明沒有接觸點,也就是沒有直接的外力作用下,卻感覺被推了一下的情況,一般稱這種無形的力為假想力。物理學上稱為慣性力。

在突然煞車的列車車廂中,我們會說「有一股往前的慣性力作用」。緊急煞車時,如果仔細觀察,會發現吊環往前傾。如果有一輛列車,車廂中看不到窗外景色,聽不到任何聲音,也沒有任何搖晃的話,儘管乘客無法感受到列車正在移動,但可以透過吊環的傾斜方向,進而得知正在煞車、速度正在變慢。列車若是靜止,吊環自然就不會傾斜。那麼,如果保持等速直線移動,會怎麼樣呢?此時吊環也不會傾斜。換句話說,對乘客來說,列車是靜止的,抑或是保持等速移動都沒有差別。相反的,如果看到慣性力作用時,就可得知列車正在加速度運動。

汽車在彎道轉彎時,乘客常會覺得好像被往外甩。這也是一種慣性力。於彎道轉彎時,汽車在圓周運動,此時會有往外的慣性力作用。圓周運動時作用的慣性力,一般稱為離心力。圓周運動也是加速度運動的一種。

為什麼火箭發射的地點都選在赤道附近?

許多國家都會將火箭發射基地的設置地點,選在離赤道近的低緯度區域。其中一部分理由如以下幾點:

(1)重力比高緯度地區小,可減少發射時需要的力。
(2)地球自轉產生的離心力最大,可借力使力。
(3)因地球自轉,地面速度較快,可以較大初速發射。

各位是否注意到,這三個理由中,實際上除了第一點之外,全都只是換句話說而已。首先,嚴格來說,地表的重力是地心引力扣掉因地球自轉產生的離心力。因此(1)與(2)的意思幾乎是相同的。

另外,離心力的產生,是因為地面上的物體擁有因地球自轉而生的速度(從物體外部來看),因此(2)與(3)也只是換句話說而已。

先前之所以說「除了第一點之外」,是因為事實上地球本身的形狀略往赤道方向膨脹,也是造成低緯度地區重力較小的因素。

詳細資料

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    • 編/譯者
    • 林展弘
    • 語言
    • 中文繁體
    • 規格
    • 平裝
    • ISBN
    • 9789865612870
    • 分級
    • 普通級
    • 開數
    • 18開17*23cm
    • 頁數
    • 240
    • 出版地
    • 台灣
    • 適讀年齡

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