“物理”一詞的含義爲事物的內在規律和道理，即物理是研究事物的內在規律和道理的學科。“物”就是事物，既包括人眼可見的物體，又包括不可見的電流、磁場等。“理”指事物變化、相互作用的原理和規律，既可以用語句描述，也可以用數學公式表達。
本書通過貼近生活的經驗和直覺，結合嚴謹規範的數學知識，深入淺出地講解高中物理的基本概念、規律及其數學描述、簡潔直觀的物理圖像、實驗思路和要點，並結合生活、科研、生產中的實例，讓高中物理知識像摩天大廈一樣清晰地呈現出地基、樑柱、框架。
物理是對客觀世界的原理和規律的描述，因此觀察自然現象和進行物理實驗是物理學習的重要組成部分，瞭解客觀世界的原理和規律是學習物理的第一步。物理學習中的大量實驗結論，都是科學家通過精心設計的實驗得出的，需要認真理解和記憶。如果有條件，要認真學習教學實驗；如果出於安全或成本原因不能實踐操作，也要根據文字描述想象整個流程，理解每一步操作和每一個裝置的原理、目的及注意事項。
物理是高度數學化、公式化的學科，用數學公式描述自然現象和變化規律是物理的重要課題，物理早期發展與數學的發展密不可分。物理中有很多數學公式，解決物理題目也經常會用到一定的數學知識，因此紮實的數學能力對學好物理非常重要。學習物理需要重點理解兩類概念：物理量、物理關係。
物理量是將客觀規律轉化爲數學公式的核心，通常是“數值+單位”的形式，用數值精確地表示事物的多少、大小、強弱等性質，用單位標記區分不同的物理量。學習新的物理量時，要注意理解物理量描述的對象，最主要的方法是認真理解其嚴格定義，可以利用生活中的經驗和直覺幫助理解，也可以根據不同物理量之間的關係推理聯想，到一定階段後還需要特別注意擺脫生活慣性印象帶來的認知偏差。
測量物理量是物理實驗中非常重要的步驟，也是理解實驗原理的關鍵步驟。物理量有時可直接用儀器設備測量並讀取數據，有時需要將測得的數據進行一定的數學處理，有時需要經由其他直接測得的物理量計算得到。
物理關係是對物理量之間的關係和變化規律的描述，通常用數學公式表達物理量之間的數量關係。學習新的物理關係時，需要注意理解數學公式中各參數與物理量之間的對應關係，以及公式中各運算符號與物理關係之間的對應關係，將公式的一些性質和形式變換與相應的客觀規律進行聯繫。
變化率和矢量是物理中兩個起到“地基”作用的重要數學概念，能否理解這兩個概念對能否學懂物理有決定性影響，並且這兩個概念在高中物理一開篇的課程中就會迎面而來。然而這兩個概念在高中數學的中後階段纔會學習，高中物理的學習非常符合“萬事開頭難”這句俗語，但只要堅持下去，克服了“開頭難”，接下來很長一段時間的學習都會無比順暢。爲了讓讀者能夠更加透徹和順暢地學懂物理，本書前幾章將用大量篇幅由表及裏、逐層遞進地講解這兩個重要概念的基本知識，讓開頭並沒有那麼難。
——曾仁沁《物理的邏輯》前言五大板塊 · 21章知識圖譜（點擊節點查看核心概念與金句）
每個板塊一個色系；節點編號即章次，節點旁為章名。板塊之間的箭頭表示全書的先後依賴順序。
點擊左方任一節點，查看該章標題、板塊與原書金句。
四組變數驅動的模擬 · 每個讀數都由書中公式即時算出，動畫顯示的是計算結果本身
—
本站解說：第3章 拋體運動和圓周運動。平拋與斜拋的水平分運動速度不變、鉛直分運動遵守 vy=v₀sinθ−gt，位移 sx=v₀t·cosθ、sy=v₀sinθ·t−½gt²，起拋點為原點。WHAT TO WATCH：切換行星看同一初速在月球與木星的射程差 —— g 越小，滯空越久、射程越遠。
—
本站解說：第2章 速度和加速度。勻變速的位移–時間關係是二次函數、速度–時間關係是一次函數。WHAT TO WATCH：按 a>0 / a=0 / a<0，看 v–t 線與 x–t 曲線如何退化；v–t 線下的面積正好等於 x–t 圖上那段位移。
—
本站解說：第8章 機械振動。理想單擺的週期 T=2π√(L/g) 只與擺長和重力加速度有關：週期與擺長的平方根成正比、與擺球質量無關，振動位移可寫成 y=A·sin(ωt)。WHAT TO WATCH：把擺長加倍，週期只變成 √2 倍；拖動擺球質量，T 完全不動。套用「書中 4 秒例」即 L=3.97 m（地球 T=4 s），月球 T 變成 4√6≈9.8 s。
—
本站解說：第7章 動量與動量守恆。p = mv，兩物體在一維碰撞中滿足 m₁v₁+m₂v₂ = m₁v₁′+m₂v₂′；彈性碰撞同時守恆動能，因此動能前後相等。WHAT TO WATCH：Σp 碰撞前後完全相等（長條長度不變），切到非彈性 e=0.8 看動能明顯減少而動量照樣守恆。
12題快速診斷你的物理薄弱板塊
| 名稱 | 公式 | 出處 |
|---|---|---|
| 牛頓第二定律 | F = ma | 第4章 |
| 勻變速直線位移 | x = v₀t + ½at² | 第2章 |
| 動能定理 | W_net = ΔE_k | 第6章 |
| 動量守恆 | m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂' | 第7章 |
| 萬有引力 | F = GMm/r² | 第5章 |
| 庫侖定律 | F = kq₁q₂/r² | 第11章 |
| 法拉第電磁感應 | ε = -dΦ/dt | 第15章 |
| 理想氣體狀態方程 | pV = nRT | 第18章 |
| 光子能量 | E = hν | 第20章 |
| 單擺週期 | T = 2π√(L/g) | 第8章 |
說透什麼：運動是生活中的常見現象，文學作品中有很多描述運動的詞句，如快馬加鞭、刻舟求劍、飛流直下三千尺、兩岸青山相對出、坐地日行八萬裏等。物理對運動的描述雖然不這麼優美，...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
運動是生活中的常見現象，文學作品中有很多描述運動的詞句，如快馬加鞭、刻舟求劍、飛流直下三千尺、兩岸青山相對出、坐地日行八萬裏等。物理對運動的描述雖然不這麼優美，但非常精確——用數字和符號精確地描述位置和時間。
爲了能方便地描述運動，需要先對生活中的物體進行一些簡化和處理，免去不必要的麻煩，質點和參考系就是兩個重要的簡化和處理方式。
說透什麼：生活中，我們用速度描述物體運動的快慢。如果甲比乙的速度快，那麼既可以是在相同時間內甲比乙跑得遠，又可以是跑完相同距離甲用的時間比乙少。本章我們學習物理中速度和加...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中，我們用速度描述物體運動的快慢。如果甲比乙的速度快，那麼既可以是在相同時間內甲比乙跑得遠，又可以是跑完相同距離甲用的時間比乙少。本章我們學習物理中速度和加速度的精確含義。
雖然我們在生活中能直觀感受速度的快慢，但無法像用秒錶計時、用直尺測量長度那樣直接測量速度的大小，而是需要根據運動的距離和時間間接描述速度，由此可知速度是與距離和時間相關的概念。
說透什麼：生活中平面內的運動比直線運動常見，比如野兔在草原上奔跑、船在海面上航行、將鉛球向遠方拋出、輪胎繞輪軸旋轉等。本章我們學習拋體運動和圓周運動這兩種基本的平面運動的...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中平面內的運動比直線運動常見，比如野兔在草原上奔跑、船在海面上航行、將鉛球向遠方拋出、輪胎繞輪軸旋轉等。本章我們學習拋體運動和圓周運動這兩種基本的平面運動的規律。
把東西拋出去是生活中常見的場景，比如打籃球時傳球和投籃都是將籃球拋出，籃球被拋出後的運動軌跡是一條弧線，我們現在學習物體被拋出後的運動規律，以及描述其規律的數學方法。
說透什麼：生活中，力是無處不在的現象，拔河比賽是力氣的較量，剎車需要利用地面的摩擦力，物體都受到地球的重力，力能改變物體的形狀或運動狀態。本章我們學習力的基本規律和對物體...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中，力是無處不在的現象，拔河比賽是力氣的較量，剎車需要利用地面的摩擦力，物體都受到地球的重力，力能改變物體的形狀或運動狀態。本章我們學習力的基本規律和對物體的作用。
雖然生活中到處都有力的作用，能直觀感受力的大小和方向，但對力的本質的探索仍在進行中，平時通常只籠統地把力稱爲物體間的相互作用，結合生活中的直觀感受，進行標準化和規範化，由表及裏地逐步瞭解力的規律。
說透什麼：我們抬起頭來，可以看到遙遠的太陽、月亮和星星，我們還知道地球繞太陽運行，月亮繞地球運行。觀察並研究天體運動，啓示早期物理學家發現了重要的物理規律。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
我們抬起頭來，可以看到遙遠的太陽、月亮和星星，我們還知道地球繞太陽運行，月亮繞地球運行。觀察並研究天體運動，啓示早期物理學家發現了重要的物理規律。
天文學家長期不懈地記錄行星在天空中的位置，分析計算行星的運動規律。開普勒根據前人的觀測記錄，總結出了開普勒三大定律，概括性地描述了行星繞太陽運動的規律，爲萬有引力定律的提出奠定了基礎。
說透什麼：生活中，幾個人一起搬東西時，可能有的人在做有用功，有的人雖然用力但做無用功，有的人不小心還會做負功。物理學根據力改變物體運動狀態的情況，精確地描述力做功的大小，...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中，幾個人一起搬東西時，可能有的人在做有用功，有的人雖然用力但做無用功，有的人不小心還會做負功。物理學根據力改變物體運動狀態的情況，精確地描述力做功的大小，並區分做的是有用功、無用功還是負功。
力讓物體產生加速度，加速度的累積產生速度，因此力能改變物體的速度。力既能讓物體的速率增大，又能讓速率減小，還能不改變速率只改變方向，現在我們詳細分析力改變物體速率的規律。
說透什麼：生活中，除了持續用力推動物體移動一段距離，還經常持續用力推動物體一段時間，用時間衡量力的效果，力在時間上的累積及對物體的作用效果用衝量和動量描述。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中，除了持續用力推動物體移動一段距離，還經常持續用力推動物體一段時間，用時間衡量力的效果，力在時間上的累積及對物體的作用效果用衝量和動量描述。
設恆力F對質量爲m的靜止物體持續作用時間t，將力與時間的乘積Ft叫作力產生的衝量，通常用符號I表示，即I=Ft ，基本單位是牛秒（ N⋅s ）。衝量是矢量，大小等於力的大小與時間的乘積，方向與力相同。
說透什麼：物體來回擺動是生活中的常見現象，鞦韆座椅能來回擺動，座鐘的鐘擺一直來回擺動，彈簧被壓緊後突然鬆開會來回擺動，這些現象都有來回往復等特點，本章我們學習這一有規律的...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
物體來回擺動是生活中的常見現象，鞦韆座椅能來回擺動，座鐘的鐘擺一直來回擺動，彈簧被壓緊後突然鬆開會來回擺動，這些現象都有來回往復等特點，本章我們學習這一有規律的運動類型。
彈簧來回振動的現象在生活中很常見，我們現在利用力與運動的規律，詳細研究彈簧來回振動的全過程。
說透什麼：生活中有很多機械波的現象，向平靜的水面丟入石子，能看到水面上有波紋擴散開來，藝術體操的綵帶有節奏地舞動像波浪一樣，人們聽到的聲音和看到的光也都是波。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中有很多機械波的現象，向平靜的水面丟入石子，能看到水面上有波紋擴散開來，藝術體操的綵帶有節奏地舞動像波浪一樣，人們聽到的聲音和看到的光也都是波。
用繩子能製造簡易的機械波，把一段柔軟的繩子平放在地面或桌面上，讓繩子自然伸長，用手握住一端，左右或上下搖擺，能觀察到“搖擺”沿繩子向前傳遞，這就是機械波，如圖9-1所示。
說透什麼：光是生活中常見的自然現象，光爲綠色植物的光合作用提供能量，是地球生物圈最重要的能量來源。光還能被動物的眼睛接收，用於感知環境信息。大量事實和實驗表明，光在傳播時...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
光是生活中常見的自然現象，光爲綠色植物的光合作用提供能量，是地球生物圈最重要的能量來源。光還能被動物的眼睛接收，用於感知環境信息。大量事實和實驗表明，光在傳播時有波的特點。本章我們學習光傳播的基本規律。
生活中經常把光叫作光線，這是因爲光的傳播軌跡通常是直線，就像物體不受外力時做直線運動。光抵達不同介質的介面時還會發生反射和折射。
說透什麼：電是生活中的常見現象，如電池、電源、閃電、靜電等，我們從本章開始學習電的基本規律，並初步瞭解“場”的概念，正式進入物理學的電磁學分支。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
電是生活中的常見現象，如電池、電源、閃電、靜電等，我們從本章開始學習電的基本規律，並初步瞭解“場”的概念，正式進入物理學的電磁學分支。
冬季天氣乾燥，人們穿脫衣物有時會聽到靜電“啪啪”作響，用手碰觸金屬把手有時會被靜電“打”到，這些都是生活中的電現象。
說透什麼：雖然場這種物質看不見摸不着，但它實實在在地對物體產生力的作用，讓物體有運動狀態變化的趨勢，並能發生能量轉化。本章我們學習靜電場中的能量。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
雖然場這種物質看不見摸不着，但它實實在在地對物體產生力的作用，讓物體有運動狀態變化的趨勢，並能發生能量轉化。本章我們學習靜電場中的能量。
我們學習重力和重力勢能時瞭解到：勢能是與位置有關的能量，物體因有運動的趨勢而具有勢能，靜電場對帶電物體的靜電力也有類似特點，帶電物體在靜電場中有類似的勢能，叫作電勢能。
說透什麼：生活中的電燈、電視、電腦等電器都離不開電路，電路的突出特點是能夠形成穩定、持續、可控的電流，用電流驅動設備運轉。本章我們學習電流的基本規律。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中的電燈、電視、電腦等電器都離不開電路，電路的突出特點是能夠形成穩定、持續、可控的電流，用電流驅動設備運轉。本章我們學習電流的基本規律。
用導線把電池、開關、電阻、燈泡等元件首尾相連，能夠形成一個電路，電路中有電流經過。下面從電場和電勢等電現象的基本規律出發，重新學習電路元件的基本原理。
說透什麼：磁鐵和指南針是生活中常見的小工具，磁鐵之間有類似靜電力的引力和斥力作用，地球磁場始終讓指南針指向南北方向，實驗表明磁現象與電現象之間有直接聯繫，本章我們學習電與...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
磁鐵和指南針是生活中常見的小工具，磁鐵之間有類似靜電力的引力和斥力作用，地球磁場始終讓指南針指向南北方向，實驗表明磁現象與電現象之間有直接聯繫，本章我們學習電與磁的作用規律。
磁力和磁性是生活中常見的現象，磁現象與電現象有很多共性規律，可以借鑑電現象的概念描述磁現象。
說透什麼：生活中，大型家用電器都需要連接在插座上，利用發電廠產生並輸送到家中的電能工作。本章我們學習發電的基本原理——電磁感應。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中，大型家用電器都需要連接在插座上，利用發電廠產生並輸送到家中的電能工作。本章我們學習發電的基本原理——電磁感應。
既然電流周圍總產生磁場，那麼磁場周圍能否產生電流或電場？實驗表明可以，磁場產生電場的規律與電流產生磁場略有不同。
說透什麼：生活中，電磁波有非常廣泛的應用，例如，用手機打電話、體檢時拍X光片、用微波爐加熱、用紅外線測量體溫、用紫外線消毒殺菌等，電磁波由變化的電場和磁場產生。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中，電磁波有非常廣泛的應用，例如，用手機打電話、體檢時拍X光片、用微波爐加熱、用紅外線測量體溫、用紫外線消毒殺菌等，電磁波由變化的電場和磁場產生。
然後迅速將開關撥到左邊，連通電容器和電感線圈所在的迴路，如圖16-3所示。電容器開始放電，電流從帶正電的極板出發，經過線圈抵達帶負電的極板。電容器放電時，在線圈的自感作用下，電路中的電流不是瞬間達到最大值，而是由0逐漸增大。電容器放電結束後，在線圈的自感作用下，電流並非瞬間變爲0，而是由最大值逐漸減小爲0。
說透什麼：生活中的物體由大量分子和原子等粒子組成，我們從本章開始學習微觀粒子的運動規律。描述微觀粒子的實驗現象和運動規律時，仍以牛頓運動定律爲基礎，並用生活中熟悉的模型模...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
生活中的物體由大量分子和原子等粒子組成，我們從本章開始學習微觀粒子的運動規律。描述微觀粒子的實驗現象和運動規律時，仍以牛頓運動定律爲基礎，並用生活中熟悉的模型模擬微觀粒子。
分子動理論是描述分子運動規律的基礎模型，氣體、固體、液體的性質和規律，以及熱力學定律都建立在分子動理論的基礎上。
說透什麼：氣體、固體和液體是物體的三種常見聚集狀態，氣體沒有固定的體積和形狀，固體有固定的體積和形狀，液體有固定的體積但沒有固定的形狀，用分子動理論能描述和解釋這些物質狀...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
氣體、固體和液體是物體的三種常見聚集狀態，氣體沒有固定的體積和形狀，固體有固定的體積和形狀，液體有固定的體積但沒有固定的形狀，用分子動理論能描述和解釋這些物質狀態的基本性質。
溫度是分子平均動能的標度，研究由大量分子組成的系統時，溫度的重要性非常突出，溫度的計算方式正是建立在基本的熱現象基礎上。
說透什麼：熱力學是研究由大量分子組成的系統的變化規律的物理學分支，分子動理論、氣體、固體、液體的基本特點都是熱力學的重要內容，熱力學還有若干像牛頓運動定律一樣重要的基本規...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
熱力學是研究由大量分子組成的系統的變化規律的物理學分支，分子動理論、氣體、固體、液體的基本特點都是熱力學的重要內容，熱力學還有若干像牛頓運動定律一樣重要的基本規律，即熱力學定律。
早期科學家普遍認爲做功和傳熱是兩種不同的過程，長期將“熱”當作一種實在的物質——“熱質”，認爲傳熱是熱質的轉移，直到實驗證實做功與傳熱對於改變物體溫度是等效的，纔將做功與傳熱密切地聯繫了起來。
說透什麼：牛頓運動定律是描述和分析物理規律的基本理論，然而隨着物理學的發展，一些關於微觀粒子的規律無法用牛頓運動定律解釋，爲了能科學地描述和解釋微觀粒子的規律，近代物理學...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
牛頓運動定律是描述和分析物理規律的基本理論，然而隨着物理學的發展，一些關於微觀粒子的規律無法用牛頓運動定律解釋，爲了能科學地描述和解釋微觀粒子的規律，近代物理學家提出了全新的理論體系——量子理論。
利用力做功的定義式計算能量時，能量的大小可以是任意數值，然而物理學家在研究黑體輻射現象時，發現能量不再能取任意值，而只能是某個最小量的整數倍。
說透什麼：隨着科學理論和實驗技術的發展，科學家可以研究組成物體的分子、原子等微觀粒子的內部結構和作用規律，並用生活中容易理解的模型和相應的數學公式進行描述和分析。...
學習建議：建議結合實驗現象理解公式背後的物理圖像，多做定性分析。
隨着科學理論和實驗技術的發展，科學家可以研究組成物體的分子、原子等微觀粒子的內部結構和作用規律，並用生活中容易理解的模型和相應的數學公式進行描述和分析。
物理學的發展經歷了從宏觀到微觀、從粗略到精細的過程，科學家根據實驗現象，逐步揭示了原子的性質和規律，並建立了描述原子結構的模型。