大学物理教程（简明版 第二版）/新核心理工基础教材，“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《大学物理教程（简明版 第二版）/新核心理工基础教材，“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材》内容包括：力与运动，运动定理，机械振动与机械波，平衡态与分子热运动的统计规律，热力学定律，静电场，电流与磁场，电磁场，光，量子力学基础。本书具有体系完整、简明扼要，难度适中、课时设置较少的特点，力求贯彻理论联系实际的原则，培养学生的科学思辨能力和解决实际问题的能力。本书中列举了相当多的例题，并配有适量习题和思考题，书末附有参考答案。
　　该书可作为高等院校非物理专业的大学物理课程教材，也可供有关教师、相关工程技术人员和自学者使用。

内页插图

目录

1 力与运动
1．1 质点运动学
1．1．1 质点运动的描述
1．1．2 质点的位矢和运动方程
1．1．3 位移和速度
1．1．4 加速度
1．1．5 运动学两类问题
1．2 质点动力学
1．2．1 牛顿运动定律
1．2．2 相互作用力
1．2．3 牛顿运动定律的应用
1．3 时空观
1．3．1 伽利略变换力学相对性原理
1．3．2 狭义相对论的基本假设
1．3．3 狭义相对论的时空观
习题
思考题

2 运动定理
2．1 动量定理
2．1．1 动量和冲量
2．1．2 动量定理
2．1．3 动量守恒定律
2．1．4 火箭的运动
2．2 功与能
2．2．1 功动能定理
2．2．2 保守力与势能
2．2．3 机械能守恒定律
2．3 角动量定理
2．3．1 角动量定理
2．3．2 角动量守恒定律
2．4 刚体的角动量
2．4．1 外力矩及对转轴的分量
2．4．2 定轴转动刚体的角动量
2．4．3 刚体定轴转动定律
习题2
思考题2
……
3 机械振动与机械波
4 平衡态与分子热运动的统计规律
5 热力学定律
6 静电场
7 电流与磁场
8 电磁场
9 光
10 量子力学基础
参考答案

前言/序言

　　作为自然科学的基础，物理学的起源可以追溯到遥远的古代。老子提出了“道生一，一生二，二生三，三生万物”的宇宙生成假设，认为宇宙万物有共同的本原。亚里士多德提出“四因”解释方案，用“质料、形式、动力、目的”来回答“为什么”。16世纪，伽利略最先把实验方法引入物理学的研究中，开创了利用仪器研究自然规律的先河。1687年牛顿的《自然哲学的数学原理》出版，开辟了物理学的新纪元。20世纪初量子理论和爱因斯坦相对论的建立，使物理学进入了发展的快车道。21世纪物理学在材料物理、光学方面发展异常迅速，2009年“在光学通信领域光在光纤中传输方面所取得的开创性成就”获得诺贝尔物理学奖，标志着物理学在应用方面的巨大进展。物理学的基本理论从根本上改变了人类理解自然的思维方式，而现代物理学的广泛应用从根本上改变了人类的生活方式。物理学已经成为人类新时代的重要的文化背景之一。
　　物理学的重大发现往往是从方法论上突破前人思想方法的局限，进而获得成功的。物理学是包含科学方法最多、最丰富的学科之一，在300种通用科学方法中，物理学中包含170多种。物理教学的理想模式是：创设问题情景（通过实验或现象描述）一分析问题一找出解决问题的出发点（建立概念或提出系统参数）一找出解决问题的可能的途径一从最佳途径出发建立数学模型一求解数学模型一讨论命题的物理意义和可能的技术应用。这一过程就是研究复杂问题的全过程，也是解决复杂问题的基本方法。从方法论的角度看，许多重大科学发现与解决一个物理问题完全一样。因此，物理学方法是发明创造的思维武器，也是开发创造性思维的理论指导。
　　大学物理课程是高等院校一门重要的基础理论课程，有助于理解自然、提高科学认知与思维能力，有助于提升科学品味与文化品位。
　　本书借鉴了部分国内外新版优秀教材，力求贯彻理论体系少而精、理论联系实际的原则，做到在加强理论基础的叙述、加强对学生分析与解决实际问题能力培养的同时，增加对近代和现代物理学知识、观点的介绍。在本书编写过程中，我们注重把培养学生具有科学的思维能力、辩证分析的能力和科学的研究方法作为目标。同时，我们还注重加强大学生的科学素养的培养，拓宽学生的科学视野。
　　本书主要内容包括：力与运动，运动定理，机械振动与机械波，平衡态与分子热运动的统计规律，热力学定律，静电场，电流与磁场，电磁场，光和量子力学基础。考虑到课时设置较少的特点，本书在保证体系完整的基础上力求简明扼要、难度适中，注重例题、习题的代表性。
　　本书由高景主编，参加编写工作的有：董占海，高景，李铜忠，袁晓忠等。
　　由于编者水平有限，衷心希望广大读者提出宝贵意见。

深入理解经典力学：理论与应用的桥梁 《经典力学导论：理论基础与计算方法》 本书定位与目标读者： 本书专为理工科高年级本科生、研究生以及需要系统回顾经典力学知识的科研人员和工程师设计。它旨在超越初级普通物理教材的广度限制，深入剖析经典力学的基本原理、数学结构及其在解决复杂物理问题中的应用。本书强调理论的严谨性与计算方法的实用性相结合，致力于帮助读者构建坚实而灵活的力学思维体系。 全书结构与内容概述： 全书分为四个主要部分，层层递进，逻辑清晰： 第一部分：牛顿力学基础与分析方法（基础回顾与视角转换） 本部分首先对伽利略变换和牛顿运动定律进行严谨的数学化处理，为后续的分析力学打下基础。我们重点讨论了守恒量、积分不变量的物理意义，并引入了约束理论的初步概念，特别是如何处理理想约束和非理想约束。 拉格朗日力学的奠基： 详细阐述了虚功原理、达朗贝尔原理及其在构建变分原理中的核心地位。我们将拉格朗日量 $L = T - V$ 的构建过程置于核心，并推导出欧拉-拉格朗日方程。这一部分将大量使用向量微积分和基础的张量概念来描述系统的广义坐标和约束。 约束的几何描述： 深入分析了完整约束和非完整约束的数学形式。特别关注单侧约束（如接触约束）与多侧约束（如几何约束）的区别，并探讨如何使用拉格朗日乘子法来显式处理这些约束。 第二部分：分析力学的深入拓展（对称性、守恒律与正则变换） 这是本书的核心理论部分，旨在从更抽象的数学结构中揭示物理定律的内在联系。 诺特定理的精妙阐述： 不仅仅停留在陈述和应用诺特定理，我们详细推导了该定理在连续对称性下的普适性，并给出了在场论和流体力学背景下的推广思考。通过具体的例子（如旋转对称性、平移对称性），读者将深刻理解为什么守恒量与系统的连续对称性之间存在必然联系。 哈密顿力学的构建： 从拉格朗日量出发，通过勒让德变换过渡到哈密顿量 $H = sum_i p_i dot{q}_i - L$。本书详细解释了正则坐标和正则动量集的意义，并推导出了哈密顿正则方程。 泊松括号与李代数结构： 引入泊松括号 ${F, G}$ 作为描述物理量之间时间演化关系的强大工具。深入讨论了泊松括号的代数性质，并将其与量子力学中的对易关系联系起来。 第三部分：正则变换、作用量原理与微扰理论（从积分到演化） 本部分聚焦于如何利用更高级的数学工具来求解运动方程，特别是处理复杂的、非完全可积的系统。 正则变换的完备性： 系统介绍四种类型的生成函数 $F_1, F_2, F_3, F_4$ 及其在坐标系转换中的应用。通过考察正则变换对泊松括号的不变性，强化了正则性的物理意义。 小行星运动的解析解法： 采用哈密顿-雅可比方程（HJE）作为核心工具，阐述如何通过求解特征函数 $S(q, t)$ 来直接求得系统的积分形式。这部分将详述如何通过分离变量法求解特定的HJE，以处理如中心力问题等经典案例。 微扰论的应用： 针对那些难以精确求解的系统（如带有微小非线性项的振子或天体力学中的摄动问题），本书系统介绍了正则微扰理论（K.R.H.方法）。强调如何处理微扰项导致的长时尺度上的共振和非线性效应。 第四部分：刚体动力学与连续介质的初步探讨（空间的运动与分布） 本部分将理论从质点系统推广到具有内部自由度的复杂系统，为更高级的物理分支做准备。 刚体动力学的欧拉角描述： 详细推导刚体转动惯量张量及其主轴变换。重点分析欧拉运动方程，并探讨自由刚体的绕固定点转动的经典解——欧拉陀螺运动（包括进动、章动和自旋）。 刚体运动的稳定性分析： 利用李雅普诺夫稳定性概念，分析了稳定（如扁球自转）与不稳定（如橄榄球自转）的转动状态。 场论的萌芽： 初步探讨拉格朗日密度和哈密顿密度的概念，将分析力学的框架扩展到无限自由度系统，为电动力学和流体力学打下概念基础。 本书特色： 1. 数学严谨性： 大量使用微分几何的基本概念（如流形、向量场、微分形式的初步应用），确保理论基础的稳固。 2. 计算导向： 每一章节后都附有“计算与求解示例”，侧重于数值模拟和符号计算软件（如Maple/Mathematica）在求解复杂运动方程中的应用。 3. 深度案例分析： 涵盖了从经典的开普勒问题（使用正则变换求解）到受迫振动的能量耗散分析等深入案例，将理论与实际问题紧密结合。 本书旨在将读者从“会用公式”提升到“理解公式背后的物理原理和数学结构”的层面，为后续深入学习量子场论、广义相对论或高级流体力学奠定不可或缺的基石。