大学物理 上册 王越 刘宇星 丁晓红 王代殊 清华大学出版社 大专院校非物理类理工科大学物理课程辅助 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302490418

商品编码：28746219709

丛书名： 大学物理(上)清华版

开本：16开

 

书名：	大学物理(上)（清华版）
出版社：	清华大学出版社
出版日期：	2018
ISBN号：	9787302490418

 

 

本书根据教育部颁布的“大学物理课程教学基本要求”，结合本校实际，为配合研究型教学编写。全书共20章，分别讲述质点力学、刚体力学、狭义相对论、振动和波、气体动理论、热力学基础、静电场、静电场中的导体与电介质、稳恒电流的磁场、电磁感应、麦克斯韦方程组、波动光学和量子物理基础等方面的内容。

本书在编写过程中，力求概念简明清晰，讲述深入浅出，难度适于中等，可作为大专院校非物理类理工科学生学习大学物理课程的辅助教材，也可供大中专院校物理教师参考。

 

王越  1990年本科毕业于北京工业大学应用物理系，留校任教至今，博士，教授。长期从事晶体生长和宏观物性以及功能陶瓷制备的研究。承担《大学物理》等6门本科生课程和2门硕士生课程。出版《材料物理性能的各向异性》专著1部（化学工业出版社，2007年），发表科研论文30余篇（其中SCI检索10篇、EI检索30篇）、发明专利9件、软件著作权登记3件。发表教研论文9篇。

目前我国工科大学使用的大学物理教材适用的课时数多在126课时左右，教材的深度、难度也各不相同。北京工大通过多年的教学经验，编写了一套适合自己学校，难度适中，有一定特色的大学物理教材。以利于更好实现人才培养目标，并为今后在实际工作中打一个好的基础。

 

第1章质点运动学

1.1质点与参考系

1.2位矢与位移

1.3速度与加速度

1.4抛体运动

1.5圆周运动

1.6运动学中的两类问题

1.7运动的相对性

第2章牛顿运动定律与万有引力定律

2.1牛顿运动定律

2.2惯性系与非惯性系

2.3牛顿定律的应用

2.4万有引力定律

2.5几种典型的非惯性系与惯性力

2.6国际单位制与量纲

第3章动量与角动量

3.1力的冲量与质点的动量定理

3.2质点系的动量定理与动量守恒定律

3.3质心与质心运动定理

3.4质点的角动量与角动量定理

3.5质点的角动量守恒定律

3.6质点系的角动量定理与角动量守恒定律

第4章功和能

4.1力的功与质点的动能定理

4.2质点系的动能定理

4.3一对力的功与保守力

4.4系统的势能

4.5功能原理与机械能守恒定律

4.6对称性与守恒定律

第5章刚体的定轴转动

5.1刚体定轴转动的描述

5.2转动定律

5.3定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律

5.4转动中的功和能

 5.5刚体的平面平行运动

 5.6进动

第6章振动

6.1简谐运动的描述

6.2简谐运动的旋转矢量表示

6.3简谐运动的能量

6.4两个简谐振动的

6.5阻尼振动受迫振动共振

第7章波动

7.1简谐波的描述

7.2波动方程及波的能量

7.3惠更斯原理和波的传播方向

7.4波的叠加干涉与驻波

7.5多普勒效应

第8章狭义相对论基础

8.1伽利略变换与伽利略相对性原理

8.2狭义相对论的基本假设与洛伦兹变换

8.3狭义相对论的时空观

8.4相对论速度变换

8.5狭义相对论动力学基础

第9章气体分子动理论

9.1热力学系统与平衡态

9.2理想气体状态方程

9.3理想气体压强的微观公式

9.4温度的微观意义

9.5分子的自由度与能量均分定理

9.6理想气体的内能

9.7速率分布函数与麦克斯韦速率分布律

9.8分子速率的统计值

 9.9速度分布函数与麦克斯韦速度分布律

 9.10分子按空间位置的分布与玻耳兹曼分布律

 9.11气体分子的平均碰撞频率和平均自由程

 9.12实际气体的范德瓦耳斯方程

第10章热力学基础

10.1热力学定律

10.2热力学定律在等值过程的应用

10.3循环过程和卡诺循环

10.4热力学第二定律及其微观意义

参考书目

 

第3章动量与角动量

牛顿第二定律描述力对物体的瞬时作用规律，但是日常生活中，力对物体的作用往往是持续的，这个持续的作用效果可能更有意义。当一个物体发生转动时，用力矩和角动量等概念来描述物体的运动则更为方便。本章我们将学习力和力矩对时间的累积效应，对质点和质点系的动量定理和角动量定理进行研究和讨论，并得到相应的动量守恒定律和角动量守恒定律。

3.1力的冲量与质点的动量定理

由牛顿第二定律的微分形式F→=dp→dt，可得

F→dt=dp→（3.1）

从t1到t2积分可得

∫t2t1F→dt=∫p→2p→1dp→=p→2－p→1（3.2）

∫t2t1F→dt表示合力F→（此处一般称为冲力）在t1到t2这段时间内的累积，称为合力的冲量，通常记作I→，即

I→=p→2－p→1（3.3）

其中，p→1和p→2分别代表质点在t1和t2时刻的动量。式（3.3）表明，质点在t1至t2时间间隔内所受合力的冲量等于在这段时间间隔内该质点动量的增量。这一结论称作质点的动量定理。式（3.1）和式（3.2）分别为动量定理的微分形式和积分形式。动量定理是矢量式，可写成如下分量式形式： 

Ix=p2x－p1x

Iy=p2y－p1y

Iz=p2z－p1z（3.4）

动量定理是由牛顿第二定律导出的，其适用范围也于惯性系。

用动量定理解决问题的优越性在于，我们不必关注质点在整个过程中所受合力的变化细节，只要力的冲量相同就会产生相同的动量的增量。这在解决合力随时间剧烈变化的问题，如碰撞问题时非常方便。此时，常引入平均力的概念

F→-=∫t2t1F→dtt2－t1=p→2－p→1t2－t1（3.5）

F→-即平均力。式（3.5）表明，作用在质点上的平均力等于质点动量的增量与力的作用时间之比。

例3.1铁匠打铁时将铁锤抬起到h1=1.0m的高度后让其自由落下，铁锤与铁砧上的工件碰撞后弹起到h2=5.0cm高度处。铁锤质量m=5.0kg，作用时间为 Δt=0.02s，求重锤对工件的平均作用力。

解设竖直向上为正方向，此问题为一维问题，可简单地用正、负号表示其方向。根据式（3.5）知道，欲求平均作用力，必须先求得始、末状态的动量差，碰撞过程初始时刻的动量即铁锤质量与其从高度h1处自由下落的末速度的乘积

p1=－m2gh1

碰撞后的动量即铁锤质量与铁锤弹起到h2高度的初速度的乘积

p2=m2gh2

铁锤对工件的平均冲力与工件对铁锤的作用力是一对作用、反作用力，用f-′表示工件对铁锤的平均作用力，有

f-′=p2－p1Δt=m2g(h2+h1)Δt=5.0×2×9.8×(0.05+1.0)0.02=1.35×103N

则铁锤对工件的平均冲力f-为

f-=－f-′=－1.35×103N

其中包括铁锤重力mg=－49N，与冲力相比，重力为一可忽略的小量。通常在处理这类碰撞问题时，往往忽略重力的作用。

例3.2力F→=12t2i→作用在质量m=1.0kg的物体上，使之从静止开始运动，求物体在2s末的动量。

解由动量定理，有

∫t2t1F→dt=p→2－p→1=p→2

代入力的表达式有

p→2=∫2012t2i→dt=4t320i→=32i→kg·m/s

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《大学物理》上册：非物理类理工科专业的物理启蒙与思维训练 导言 在现代科学技术飞速发展的时代，物理学作为研究物质世界最基本规律的学科，其重要性不言而喻。对于大专院校非物理类理工科专业的学生而言，掌握扎实的大学物理知识，不仅是理解和掌握专业领域知识的基础，更是培养科学思维、逻辑推理能力和解决问题能力的关键。本书《大学物理》上册，由王越、刘宇星、丁晓红、王代殊等知名教授倾力编著，并由享有盛誉的清华大学出版社出版，旨在为广大非物理类理工科专业的学子提供一套系统、深入且富有启发性的物理学入门教材。本书不仅涵盖了大学物理的核心内容，更注重培养学生的科学素养和工程思维，是您在大学学习生涯中不可或缺的良师益友。 第一部分：力学——认识世界的基石 力学是物理学中历史最悠久、内容最丰富的基础分支，它研究物体运动及其原因的规律。本书的第一部分，我们将从力学出发，带领您认识宏观世界的运动规律。 第一章：运动的描述 我们将从描述运动的语言入手，介绍位移、速度、加速度等基本概念，并通过矢量和坐标系等工具，精确地量化物体的运动状态。我们会探讨直线运动和曲线运动的特点，理解匀速直线运动、匀变速直线运动的运动规律，并引入匀速率圆周运动的概念，为后续学习奠定基础。我们将通过大量的实例，帮助您将抽象的物理概念与具体的现实生活联系起来，例如分析车辆的启动与刹车、球体的抛射运动等。 第二章：牛顿运动定律 牛顿运动定律是经典力学的核心，它们深刻地揭示了力与运动之间的内在联系。本章我们将详细阐述牛顿第一、第二、第三定律，并重点讲解如何运用这些定律分析各种力学问题。我们将学习惯性、质量、力（包括重力、弹力、摩擦力等）的概念，理解力的合成与分解，并掌握应用牛顿第二定律建立动力学方程，求解运动学参量的方法。本书将通过分析斜面上的物体运动、连接体问题、受迫振动等典型例题，引导您逐步掌握分析和解决复杂力学问题的能力。 第三章：曲线运动与万有引力定律 在掌握了直线运动和牛顿定律的基础上，我们将进一步探索更复杂的运动形式——曲线运动。本章将重点介绍平抛运动、斜抛运动和圆周运动。我们将利用运动的分解与合成，分析这些运动的规律，理解向心力、向心加速度的概念，并将其应用于分析如过山车、卫星绕行星运动等实际场景。接着，我们将引入万有引力定律，这是揭示宇宙天体运动规律的基石。我们将学习如何运用万有引力定律计算天体的引力、轨道周期等，并理解其在天体测量、航天工程等领域的应用。 第四章：机械能守恒定律 能量是物理学中一个至关重要的概念，而机械能守恒定律则是能量转化与守恒在力学中最简单的体现。本章我们将介绍功、动能、势能（包括重力势能和弹性势能）的概念，并推导和阐述机械能守恒定律。我们将学习如何运用机械能守恒定律，简化动力学问题的求解过程，例如分析自由落体、斜面上的滑行、弹簧振子等问题。本书将强调能量观点在解决力学问题中的普适性和简洁性。 第五章：动量守恒定律与冲量 动量是物体运动状态的另一个重要度量。本章我们将介绍动量、冲量的概念，并推导动量守恒定律。我们将重点讲解动量守恒定律在分析碰撞（包括弹性碰撞和非弹性碰撞）、爆炸等问题中的应用。本书将通过分析台球碰撞、火箭发射、粒子散射等实例，帮助您理解动量守恒定律的广泛适用性，以及它在解决涉及相互作用过程中的重要作用。 第二部分：振动与波——运动的韵律与传播 振动和波是自然界中普遍存在的现象，它们构成了我们认识世界的重要组成部分。本部分将带领您深入了解振动与波的奥秘。 第六章：简谐振动 简谐振动是最基本、最普遍的振动形式，许多复杂的振动都可以看作是简谐振动的叠加。本章我们将深入分析简谐振动的特征，包括回复力、振幅、周期、频率以及相位等概念。我们将学习如何用简谐振动的方程来描述其运动，并理解能量在简谐振动过程中的转化。我们将探讨受迫振动和共振现象，并分析其在实际中的应用，例如乐器发声、机械系统的稳定性分析等。 第七章：机械波 机械波是在介质中传播的振动。本章我们将介绍机械波的产生条件、传播方式、波的图象和波的方程。我们将区分横波和纵波，理解波长、频率、波速之间的关系。本书将重点分析波的衍射、干涉和驻波等现象，并解释其形成的原因和规律。我们将通过分析声波的传播、水波的干涉等实例，帮助您理解机械波的普遍性及其在声学、光学等领域的基础作用。 第三部分：热学——物质的宏观性质 热学研究宏观物质的温度、热量、内能等性质，以及它们之间的转化关系。本部分将带您了解热学世界的奇妙之处。 第八章：分子动理论与气体定律 我们将从微观角度出发，介绍分子动理论，解释宏观热现象的微观本质。本章将学习气体分子的运动特点，理解温度与分子平均动能的关系，并引入压强与分子碰撞频率的关系。接着，我们将学习理想气体的状态方程（包括玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律以及理想气体状态方程），并掌握如何运用这些定律分析气体的热力学过程，例如等温变化、等容变化、等压变化等。 第九章：热力学第一定律 热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的具体体现。本章我们将介绍功、热量、内能等概念，并详细阐述热力学第一定律的表达式。我们将学习如何计算不同热力学过程中系统对外做功或外界对系统做功，以及系统内能的变化。本书将通过分析热机、制冷机等实际应用，帮助您理解热力学第一定律的实际意义和工程应用。 第十章：热力学第二定律 热力学第二定律揭示了自然界中能量转化过程的方向性。本章我们将介绍可逆过程与不可逆过程，理解熵的概念，并阐述热力学第二定律的不同表述形式（如克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述）。我们将讨论能量转化过程的效率限制，以及熵增原理在描述自然界发展趋势中的重要作用。本书将引导您思考能量转化的方向性问题，以及其对自然和社会发展的深远影响。 结语 《大学物理》上册作为您大学物理学习的起点，不仅仅是知识的传授，更是科学思维的启蒙和训练。本书在内容编排上力求循序渐进，从最基本的概念入手，逐步深入到复杂的规律和应用。在教学方法上，我们强调理论与实践相结合，通过丰富的例题和习题，帮助您巩固所学知识，培养独立分析和解决问题的能力。我们希望通过本书的学习，您能够深刻理解物理学的魅力，掌握科学研究的基本方法，并为后续的专业学习和未来的职业生涯打下坚实的物理学基础。愿本书成为您探索科学世界、启迪智慧的有力工具。

评分☆☆☆☆☆

作为一名非物理专业的理工科学生，我对物理的认识一直停留在中学课本的模糊印象中，总觉得那是一门需要天赋和大量时间投入的学科。这次选修大学物理课程，校方推荐了这本《大学物理 上册》，抱着“既然要学，就认真学”的想法，我把它带回了宿舍。 初读这本书，最直接的感受是它的编排方式。它不像我过去接触的某些教科书那样，上来就抛出一堆公式和定理，而是尝试用一种更加循序渐进的方式来引导读者。一开始，它会从一些基本概念入手，用一些通俗易懂的语言进行解释，虽然有些地方的表述还是偏学术化，需要稍加思考，但总体来说，它确实在努力拉近物理与非专业读者的距离。 在学习力学的部分，书中对运动学和动力学的讲解，配以大量的图示和生活化的例子，确实让我对一些基本原理有了更清晰的认识。比如，关于惯性、力和运动的关系，通过书中的讲解，我能更好地理解为什么物体会保持静止或匀速直线运动，以及为什么需要外力才能改变它的运动状态。 然而，在进入到能量和动量守恒这些更抽象的概念时，我发现自己还是会感到吃力。书中的推导过程虽然完整，但要真正领会这些守恒定律的普适性和深层含义，并能将其灵活运用到实际问题中，对我而言仍然是一个不小的挑战。我常常感觉自己只是在“套用公式”，而未能真正“理解”其背后蕴含的物理思想。 总的来说，这本书为我提供了一个相对友好的入门途径。它在保持物理知识的严谨性的同时，也尽量照顾到了非物理专业的学习者。虽然我还需要付出更多的努力去钻研和理解，但它确实帮助我建立了一个关于物理学的初步认知框架，让我不再对这门学科感到完全陌生和无从下手。

评分☆☆☆☆☆

说实话，大学物理一直是我心目中的“硬骨头”，尤其是对于我这种数学基础不算特别扎实的非物理专业学生来说，这门课程就像一座横亘在眼前的山。学校推荐的这本《大学物理 上册》，我拿到手后，先是仔细地翻阅了一下目录，发现内容涵盖的范围确实很广，从经典力学到热学，再到波动和光学，几乎涵盖了基础物理学的大部分内容。 在阅读过程中，我最先接触到的是关于运动学和动力学的章节。书中的讲解方式，我个人觉得是比较注重概念的引入和基本原理的阐释。它不像有些教材那样，上来就抛出复杂的公式，而是会先从一些简单的实例出发，逐渐引导读者理解力的作用、运动状态的改变等基本概念。 我发现书中对例题的解析处理得相当到位。每一个例题都会有详细的步骤说明，并辅以清晰的图示，这对我理解如何将理论知识应用于实际问题非常有帮助。尤其是在解决一些涉及到物体受力分析的问题时，书中的图示能够让我更直观地把握各个力的方向和大小。 然而，当课程深入到热力学和波动部分时，我还是会感受到一定的压力。虽然书中的内容是系统性的，但很多概念的理解需要反复咀嚼，并且要将其与一些抽象的数学模型联系起来。我常常需要花费额外的时间去查阅资料，或者请教同学，才能勉强跟上进度。 总而言之，这本书作为一本大专院校非物理类理工科大学物理课程的辅助教材，确实在一定程度上降低了学习的门槛。它在内容组织和例题解析方面做得比较出色，但要真正掌握这门学科，还需要学习者本身付出大量的努力和坚持。

评分☆☆☆☆☆

这学期选了门非物理专业的大学物理课，老师推荐了这本《大学物理 上册》，拿到书的时候，我第一反应是“完了，又要跟公式打交道了”。我一直对物理不是特别感冒，总觉得它高深莫测，充满着各种我无法理解的抽象概念。翻开书，看到那密密麻麻的公式和图表，心里更是没底。不过，抱着“学一点是一点”的心态，我还是硬着头皮开始看了。 刚开始接触力学的章节，感觉比我想象中要好理解一些。书中对于概念的解释，虽然有时还是需要反复琢磨，但配上大量的例题和图示，确实能帮我建立起一个初步的认识。尤其是关于牛顿运动定律的部分，书里用了不少生活中的例子来类比，比如开车启动和刹车时的受力分析，让我感觉物理不再是遥不可及的理论，而是跟我们生活息息相关的。 然而，当学到能量守恒和动量守恒这些抽象的概念时，我就有点吃力了。虽然书里给出了详细的推导过程，但要真正理解这些守恒定律背后的深刻含义，以及它们是如何在各种复杂情况下都能成立的，对我来说还是一个挑战。我发现自己常常在看懂例题的解法，却无法独立解决类似的新问题。这让我开始反思，是不是我理解概念的时候还不够深入，还是解题思路不够开阔。 我对书中关于万有引力部分的讲解印象比较深刻。行星的运动、潮汐现象，这些曾经只在科普节目里看到的奇妙现象，通过书里的公式和解释，我似乎能窥探到其背后的运作规律。比如，书中对地球和月球之间引力的描述，以及由此产生的潮汐力，让我对宇宙的宏大和物理规律的普遍性有了更深的敬畏。 总的来说，这本书对于我们这些非物理专业的学生来说，确实是一本不错的辅助教材。它试图在严谨的物理知识和我们有限的理解能力之间找到一个平衡点。虽然我还需要花费更多的时间和精力去消化书中的内容，但至少它为我打开了一扇了解物理世界的大门，让我不再那么畏惧它，甚至开始对它产生了一点好奇。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，物理学是支撑我们理解世界运行规律的基石，但同时，我也深知它的复杂和挑战性。这次学校为我们这些非物理专业的理工科学生配备了这本《大学物理 上册》，我带着一种既期待又有些忐忑的心情开始了我的学习之旅。 翻开书，我首先被书中清晰的章节划分和逻辑顺序所吸引。从最基础的力学概念开始，它逐步深入到热学、光学等领域。书中对于基本概念的解释，虽然不可避免地带有一定的专业性，但作者们似乎一直在努力地用一种易于理解的方式来呈现，并辅以大量的插图和图表，这极大地减轻了我初次接触这些抽象概念时的陌生感。 令我印象深刻的是，书中在讲解经典力学部分时，并没有简单地罗列公式，而是花了相当大的篇幅去阐述这些公式的由来和适用范围。例如，在讲解牛顿定律时，书中会引用一些常见的物理现象，并详细分析其中的受力情况，让我能够将抽象的理论与现实世界的观察联系起来。 不过，在学习过程中，我仍然遇到了一些难点。特别是在涉及到一些微积分相关的推导时，对于数学基础相对薄弱的我来说，理解起来还是有些吃力。虽然书中提供了必要的数学背景知识，但要做到融会贯通，举一反三，还需要我付出更多的努力去练习和消化。 总体而言，这本书为我提供了一个扎实的大学物理入门基础。它在内容的选择和呈现方式上，都充分考虑到了非物理专业的学生的学习需求。虽然学习过程中伴随着挑战，但它也确实激发了我对物理世界的进一步探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

作为一名来自非物理专业的理工科学生，我对大学物理的认知，一直以来都带着几分敬畏。这门课程被普遍认为是理工科的基础，但其抽象性和严谨性也让许多非物理专业的同学望而却步。此次学校选用了这本《大学物理 上册》作为辅助教材，我怀着学习的心态，开始了我对它的探索。 打开书，首先映入眼帘的是其严谨而又清晰的章节结构。从力学这一物理学的基石开始，它系统地介绍了运动学、动力学、功和能等概念。书中对这些概念的阐述，尝试在保持学术严谨性的同时，也尽可能地贴近初学者的理解习惯。 让我印象比较深刻的是，书中对于一些抽象物理量的引入，比如“能量”和“动量”，并没有直接给出复杂的数学定义，而是先通过一些生动的类比和实例，让读者能够对其产生一个初步的感性认识。例如，在讲解动量守恒时，书中会以台球碰撞为例，形象地解释了动量在相互作用过程中如何传递和守恒。 但不可否认的是，在学习过程中，我仍然会遇到一些挑战。当涉及到一些涉及微积分的推导和证明时，我往往需要花费大量的时间去理解其中的逻辑关系。尽管书中也提供了相关的数学背景知识，但要做到完全掌握，并能灵活运用，对我而言仍然是一个不小的挑战。 总的来说，这本书为我们这些非物理专业的学生提供了一个相对友好的学习平台。它在内容编排和概念引入上都做出了努力，使得物理学不再是那么遥不可及。虽然学习过程仍充满挑战，但它确实帮助我构建了一个初步的物理知识框架，并激发了我对物理世界的好奇心。