国家精品课程配套教材：大学物理（上册）（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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康颖 编

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• 大学
• 第2版

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030263773

版次：2

商品编码：10123338

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-01-01

用纸：胶版纸

页数：360

正文语种：中文

编辑推荐

该教材是在一版的基础上修订而成的。在保证基本理论体系的系统性、完整性、科学性的基础上，注意了与中学物理的衔接，适当地提高了起点，重视基础理论，加强了物理规律在实际中的应用，特别是在军事领域的应用。该教材语言流畅，易教易学，深受广大师生欢迎。
该书共分上下两册。本书为其中的上册，主要内容包括力学、振动与波动、热学和电学。

内容简介

《大学物理(第2版)(上册)》是普通高等教育“十一五”国家规划教材，由首届国家教学名师在军队级教学成果一等奖教材《大学物理》的基础上，根据教育部的理工科类大学物理课程教学基本要求，考虑国内外物理教材改革的动向以及我国当前大学物理教学实际，修订和改编而成。
全书分上下两册。上册包括力学、振动与波动、热学和电学，下册包括恒定电流、磁学、光学、近代物理以及供选讲的现代技术的物理基础。另有陀螺与惯性导航、混沌简介、熵与信息、超导、液晶、核磁共振、次声武器、电磁炮等小篇幅阅读材料供学生选读，有利于激发学生学习的积极性，开拓视野，提高科学素质。书后还附有物理学词汇中英文对照表，便于师生查阅。
《大学物理(第2版)(上册)》可作为高等工科学校各专业、理科非物理类专业、军队院校合训和非合训各专业的本科教材，也可作为工程技术人员的参考书，或供自学者使用。

内页插图

目录

第二版前言
第一版序
第1章 质点运动的描述
1.1 参考系坐标系质点
1.2 位置位移速度加速度
1.3 直角坐标描述
1.4 自然坐标描述
1.5 角量描述
1.6 参考系的变换
内容提要
习题
第2章 牛顿运动定律
2.1 牛顿运动定律
2.2 力学中常见的几种力
2.3 牛顿运动定律的应用
2.4 物理量的单位和量纲
2.5 非惯性系惯性力
2.6 动力学方程的数值求解
内容提要
习题
第3章 功和能
3.1 功动能定理
3.2 保守力势能
3.3 功能原理机械能守恒定律
3.4 宇宙速度
内容提要
习题
第4章 冲量和动量
4.1 冲量动量定理
4.2 动量守恒定律
4.3 碰撞
4.4 质心质心运动定理
4.5 质量流动与火箭飞行原理
内容提要
习题
阅读材料1 对称性与守恒定律
第5章 刚体的定轴转动
5.1 刚体的运动
5.2 刚体定轴转动定律
5.3 定轴转动中的功能关系
5.4 角动量与角动量守恒定律
5.5 回转仪进动
内容提要
习题
阅读材料2 陀螺与惯性导航
第6章 机械振动
6.1 简谐运动
6.2 微振动的简谐近似
6.3 简谐运动的旋转矢量表示法
6.4 简谐运动的能量
6.5 振动方向相互平行的简谐运动的合成
6.6 振动方向相互垂直的简谐运动的合成
6.7 阻尼振动受迫振动共振
内容提要
习题
阅读材料3 混沌简介
第7章 机械波
7.1机械波的一般概念
7.2平面简谐波的波函数
7.3波的能量
7.4惠更斯原理
7.5波的干涉
7.6驻波
7.7声波
7.8多普勒效应
内容提要
习题
阅读材料4 次声武器
第8章 气体动理论
8.1 物质结构的微观模型平衡态
8.2 理想气体的压强和温度
8.3 能量按自由度均分定理内能
8.4 麦克斯韦速率分布律
8.5 玻尔兹曼分布律
8.6 分子碰撞平均自由程
8.7 气体内的输运过程
8.8 实际气体的范德瓦耳斯方程
内容提要
习题
第9章 热力学基础
9.1 热力学第一定律
9.2 热力学第一定律对理想气体的应用
9.3 绝热过程和多方过程
9.4 循环过程卡诺循环
9.5 热力学第二定律
9.6 熵熵增加原理
内容提要
习题
阅读材料5 熵与信息
第10章 真空中的静电场
10.1 电荷库仑定律
10.2 电场电场强度
10.3 电通量高斯定理
10.4 静电场的环路定理
10.5 电势能电势
10.6 电场强度与电势的微分关系
内容提要
习题
第11章 静电场中的导体与电介质
11.1 静电场中的导体
11.2 电容电容器
11.3 静电场中的电介质
11.4 有电介质时的高斯定理
11.5 静电场的能量
11.6 静电的应用
内容提要
习题
阅读材料6 静电防护
习题参考答案
附录
附录Ⅰ 物理量的名称、符号和单位(SI)一览表
附录Ⅱ 基本物理常量表
附录Ⅲ 有关地球和太阳的一些常用数据表
附录Ⅳ 物理学词汇中英文对照表

精彩书摘

第1章 质点运动的描述
在物质多种多样的运动形式中，最简单而又最基本的运动是物体之间或物体各部分之间相对位置的变化，称为机械运动。机器的运转、宇宙飞船的航行、水的流动等都是机械运动。力学就是研究物体机械运动规律的学科。在物质运动的所有形。式中几乎都包含机械运动，因此，力学成为物理学和许多工程技术学科的基础。
研究力学，我们采取由表及里、从现象到本质的步骤。先描述物体的位置如何随时间变化，这部分内容称为运动学。然后进一步研究物体间的相互作用及其对运动状态的影响，这部分内容称为动力学。本章研究质点运动学。
1.1 参考系坐标系质点
1.11 参考系与坐标系
一棵树对地面来说是静止的，对前进着的车辆来说它在向后运动。在匀速前进的车厢中，自由下落的小球对车厢来说是沿直线运动的，对地面来说它的运动轨道却是曲线。因此要描述物体的运动，首先必须指明是相对哪一个物体才有意义。被事先选定的标准物体称为参考系。以参考系为标准，就是将参考系当作是“静止”的，来研究物体相对于参考系的运动。例如我们可以将飞行中的飞机当作是“静止”的，研究乘客相对于飞机的运动。这里，飞机就是研究乘客运动的参考系。参考系的选择可以是任意的，主要看问题的性质和研究起来是否方便。讨论地面上物体的运动时，通常选地球为参考系。若要研究宇宙飞船的运动，当运载火箭刚发射时，一般选地球为参考系；当飞船绕太阳运行时，则可选太阳为参考系。事实上，地球以大约3.0×101m·s-1的速度绕太阳运动，而太阳在银河系中也以约3.0×105m·s-1的速度运动着，因此，运动本身是绝对的，而对运动的描述是相对的。
要定量描述物体的运动，还要在参考系上建立坐标系。坐标系是固连在参考系上的，实际上它就是参考系抽象而成的数学框架。直角位置系是常用的坐标系，根据问题的不同特点，也可选用其他坐标系，如柱坐标系、球坐标系等，选取适当的坐标系可以给问题的处理带来方便。
任何物体的运动都是在时间和空间中进行的，运动不能脱离空间，也不能脱离时间，因此要定量描述物体的运动还应当建立时间的“坐标轴”。

前言/序言

　　本书的初版积聚了众多老师宝贵的教学经验，自1997年出版以来，已被多所院校用作教材，并且荣获了2001年军队级教学成果一等奖，2004年，该版教材作了第一次修订和改编，在保证基本理论体系的系统性、完整性、科学性的基础上，注意了与中学物理的衔接，适当地提高了起点，重视基础理论，加强了物理规律在实际中的应用，特别是在军事领域的应用。该教材语言流畅，易教易学，深受广大师生欢迎。
　　为了适应面向21世纪工科物理教学形势的发展和满足广大师生的需求，考虑当前国内外物理教材改革的动向以及我国大学物理教学的实际，根据教育部物理基础课程教学指导分委员会最新颁发的《理工科类大学物理课程教学基本要求》，2008年我们再次对教材进行了修订和改编。修订和改编的总体思路是保留原有的风格和特色，立足于稳中求新。
　　1.体系上未做大的调整，仍然沿用国内外经过长期教学实践形成的体系，分上、下两册出版。上册主要内容包括力学、振动与波动、热学和电学；下册主要内容包括恒定电流、磁学、光学、近代物理以及现代技术的物理基础。阐述中突出基本物理概念、思想、原理和方法，并且始终注意由浅入深，利于教学和自学。
　　2.增加了“几何光学基础”，修订了小篇幅的阅读材料，调整更新了“现代技术的物理基础”的部分专题。小篇幅的阅读材料或在所学知识的基础上作适当拓展，或介绍物理学前沿的有关内容和某些新技术的原理，或联系工程实际应用与军事应用等，留有思维空间，激发学习兴趣。上册新编了对称性与守恒定律、陀螺与惯性导航、混沌简介、次声武器、熵与信息等6篇阅读材料。下册新编了超导电性、全息照相、液晶、核磁共振、电磁炮等8篇阅读材料。原有的“现代技术的物理基础”的专题调整和更新为传感器技术、红外成像技术、激光技术、纳米技术和新能源技术。
　　3.更新了部分例题和习题。例题求解过程注重引导、培养学生科学思维能力和分析问题解决问题的能力。
　　4.全书采用全国自然科学名词审定委员会1996年公布的物理学名词，并且新编了物理学词汇的中英文对照表，便于师生查阅。

物理学前沿探索与应用：当代物理学的核心概念与挑战 图书名称：物理学前沿探索与应用：当代物理学的核心概念与挑战 图书简介 本书旨在为对现代物理学领域怀有浓厚兴趣的读者，特别是本科高年级学生、研究生以及科研工作者，提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，用以理解当代物理学最前沿的理论框架、核心概念以及正在面临的重大挑战。本书结构严谨，内容涵盖从微观的粒子物理到宏观的宇宙学，着重阐述近年来取得的突破性进展及其背后的数学和实验基础。我们力求避免重复基础物理学的经典内容，而是将焦点集中在那些推动学科发展的最新研究方向上。 第一部分：量子世界的深化与拓展 第一章：量子场论（QFT）的现代视角与重整化群 本章深入探讨量子场论作为描述基本粒子相互作用的统一语言的地位。我们将超越基础的费曼图计算，重点介绍有效场论（EFT）的概念，解释它如何在不同能标上提供对物理现象的有效描述，以及重整化群（RG）流如何揭示物理定律的尺度依赖性。具体内容包括：非微扰效应（如瞬子和畴壁）在场论中的体现，以及规范理论中渐近自由的深层含义，例如QCD在短距离内的行为。此外，本章还会触及共形场论（CFT）在统计物理、引力理论以及全息对偶中的关键作用。 第二章：超越标准模型的粒子物理学 标准模型（SM）的成功毋庸置疑，但其固有的局限性——如中微子质量的起源、暗物质和暗能量的存在、以及电弱对称性破缺的机制——驱动着理论物理学家探索新物理。本章详细阐述了大统一理论（GUT）的候选方案，特别是基于SU(5)和SO(10)模型的细节与实验约束。重点分析了超对称性（SUSY）的各种模型（如MSSM），讨论其如何解决层级问题，并梳理了LHC实验对SUSY粒子的最新排查结果。此外，本章还将介绍额外维度理论（如Kaluza-Klein理论和Randall-Sundrum模型）如何通过空间几何来解决质量尺度问题，并探讨惰性中微子等非标准模型候选者。 第三章：凝聚态物理的前沿：拓扑物质态 本章聚焦于拓扑概念如何彻底改变我们对物质相位的理解。我们从拓扑绝缘体（TI）和拓扑半金属的能带结构理论出发，解释其独特的边界态（如狄拉克锥和外尔点）是如何由体态的拓扑不变量所保护的。详细剖析了分数霍尔效应及其背后的分数量子霍尔态中涌现的非阿贝尔统计。本章的亮点是对马约拉纳费米子的深入讨论，阐述它们作为准粒子在拓扑超导体中可能实现的要求，及其在拓扑量子计算中的潜在应用前景。 第二部分：时空、引力和宇宙的本质 第四章：广义相对论的高级课题与引力波天文学 在爱因斯坦场方程的基础上，本章深入研究极端引力环境下的物理学。重点讨论黑洞物理的最新进展，包括视界附近强引力场中的物质动力学、彭罗斯过程的现代解读，以及黑洞信息悖论的最新尝试性解决方案（如软毛理论和防火墙假说）。随后，本书详细分析了引力波天文学的理论基础，特别是双黑洞并合（BBH）、双中子星并合（BNS）产生的信号特征。我们将探讨LIGO/Virgo/KAGRA数据如何被用于检验GR的强场极限，并讨论未来探测器（如LISA）将如何揭示宇宙早期的引力波背景。 第五章：量子引力与全息原理 量子引力是理论物理学尚未解决的终极问题之一。本章主要介绍弦论（String Theory）的现代进展，包括M理论作为所有五种超弦理论统一框架的地位。详细解释了AdS/CFT对应（全息原理）的数学构建，阐述了它如何提供一个在特定背景下将量子引力问题转化为非引力量子场论问题的工具，以及这一工具在研究强耦合系统中的巨大潜力。此外，本章也会简要介绍圈量子引力（LQG）的基本思想及其在量子化时空几何方面的独特路径。 第六章：现代宇宙学中的前沿问题 本章着眼于宇宙学观测数据的最新解释和理论挑战。详细分析了宇宙暴胀模型的精细化，区分不同尺度的暴胀动力学及其对原初引力波张量谱的预测。针对暗能量问题，我们将探讨其作为宇宙学常数的局限性，并对比修正引力理论（如f(R)引力）作为替代方案的观测签名。最后，本章深入讨论标准宇宙学模型（$Lambda$CDM）的危机，特别是哈勃常数张力（$H_0$ Tension）的来源及其对早期宇宙物理的暗示。 第三部分：复杂系统与交叉学科前沿 第七章：非平衡态统计物理与涌现现象 本章将统计物理的焦点从平衡态转向复杂多体系统的动态演化。重点阐述随机过程在描述生命体、金融市场等复杂系统中的应用。详细介绍动力学重整化群在分析临界现象中时间依赖性行为（如动态标度律）的应用。此外，本章还将探讨量子多体局域性原理（Many-Body Localization, MBL），解释它如何提供在特定条件下，没有热化的量子系统的机制。 第八章：信息论与物理学的交汇 现代物理学越来越依赖信息论的概念。本章探讨量子信息论的核心度量，如纠缠熵（Entanglement Entropy）在描述量子多体系统基态结构中的关键作用，并将其与拓扑量子场论中的张量网络表述联系起来。介绍信息悖论的最新进展，特别是热力学第二定律在量子信息背景下的推广。同时，本章也会触及计算复杂性理论在物理学中的应用，探讨物理系统模拟的极限。 本书的撰写风格力求学术严谨又不失启发性，每一章都包含了对最新实验结果的引用和对未来研究方向的展望，旨在激发读者深入探索物理学最前沿问题的热情。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量真是没得说，拿到手感觉就很扎实。纸张选得挺好，不是那种一摸就油光的劣质纸，看起来舒服，长时间阅读眼睛也不容易疲劳。更值得称赞的是那些公式和图表的清晰度。你知道有些教材为了省成本，把那些复杂的物理图形印得跟涂鸦似的，根本看不清细节。但这本书不一样，每一个矢量箭头、每一个坐标轴都清晰明确，就连那些很小的标注符号也能一眼识别。尤其是涉及到空间结构和运动轨迹的插图，做得非常直观，对于理解抽象的物理概念，简直是如虎添翼。比如讲到电磁场的分布或者光学的折射，那些示意图几乎能让你直接“看到”物理过程的发生。这种对细节的打磨，真的体现了出版方对教学质量的重视。封面设计虽然比较传统，但整体感觉专业、沉稳，放在书架上显得很有分量，让人一翻开就感觉是在面对一套真正经过精心打磨的教学资源。这种高标准的物理呈现方式，极大地提升了学习的愉悦感和专注度。

评分☆☆☆☆☆

我印象最深的是它对基础概念阐述的细致程度，简直是为初学者量身定做的“保姆式”引导。很多大学物理教材在引入新概念时，常常直接跳到数学推导，中间环节一略而过，搞得我们一头雾水，只能死记硬背公式。但这本教材在讲解诸如加速度、功或动量这些核心概念时，总是会先用非常贴近日常生活的例子来铺垫，用一种非常平缓的语速带你进入那个物理世界。它不只是告诉你“是什么”，更重要的是耐心地解释“为什么是这样”。比如在介绍牛顿第二定律时，它会详细剖析不同参考系下的矢量分解，并且反复强调力的叠加原理的普适性，而不是简单地抛出一个 $F=ma$ 就结束了。这种层层递进的讲解方式，让那些原本感觉晦涩难懂的物理直觉，逐渐变得清晰和自然。对于那些物理基础不太扎实，或者习惯了文科思维的学习者来说，这种循序渐进的教学设计，简直是雪中送炭，让人感觉物理并没有想象中那么高不可攀。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计水平，可以说是真正区分了“应试”和“理解”的教材。我以前用过一些教材，习题要么就是纯粹的公式套用，做完就知道对不对，但不知道背后的物理意义；要么就是偏怪、偏难，为了拔高而拔高，跟实际教学目标相去甚远。但这本教材的习题库，结构性特别强。它通常会把同一知识点设置成不同层次的题目：基础题用来巩固定义和基本运算；中等难度的题目会要求你综合运用两三个不同的物理定律来解决一个稍微复杂一点的实际场景；而最后的“思考与探索”部分，则真正开始考验你的物理思维和建模能力。我特别喜欢那种题目，它们往往不是直接计算，而是要求你对某个物理现象进行定性的分析，或者让你设计一个实验来验证某个结论。完成这些题目后，你会有一种真正的“豁然开朗”的感觉，觉得学到的知识真正活了过来，不再是书本上的僵死符号。这种阶梯式的训练，有效帮助我们把学到的知识内化成了解决问题的工具。

评分☆☆☆☆☆

与其他教材相比，这本书在理论深度和广度上的把握相当精准，尤其是在处理那些“灰色地带”时表现出色。很多教材在处理像最小作用量原理或者能量守恒的更深层次的哲学意义时，往往要么一带而过，要么就是直接引用高等数学的工具，让普通学生望而却步。然而，这本教材却巧妙地找到了一个平衡点。它在介绍能量概念时，不仅仅停留于动能和势能的简单加和，还会适当地引入保守力场和耗散力的区别，甚至会用非常直观的比喻来解释为什么只有保守力做功与路径无关。对于一些跨学科的联系，比如它在介绍振动与波时，会自然地联系到电路中的LC振荡，这种跨领域的点拨，极大地拓宽了我们对物理现象统一性的认知。这种既不失严谨性，又保持了极佳可读性的叙事方式，让学习过程充满了发现的乐趣，感觉自己不仅仅是在准备考试，更是在进行一次科学的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

我个人认为，这套教材在对历史背景和科学思想的穿插叙述方面做得相当到位，这对于培养科学素养至关重要。物理学史常常被视为是知识的附庸，但这本书没有把它当成可有可无的“花边新闻”。在介绍伽利略的落体实验或者开普勒行星运动定律时，它不仅仅是复述了结论，还会详细描述当时的科学环境、他们是如何克服观测和思维上的障碍，是如何与当时的传统观念进行辩论的。这种对“科学是如何发生的”的描述，赋予了冰冷的定律人性化的温度。读起来，你会感受到早期科学家们那种探索未知的勇气和智慧，这比单纯记住几个公式要有意义得多。它让我们明白，物理学不是一蹴而就的真理的集合，而是人类认知不断试错、修正、升华的漫长过程。这种对科学精神的熏陶，是任何考试分数都无法衡量的宝贵财富。