大學物理教程（簡明版 第二版）/新核心理工基礎教材，“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《大學物理教程（簡明版 第二版）/新核心理工基礎教材，“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材》內容包括：力與運動，運動定理，機械振動與機械波，平衡態與分子熱運動的統計規律，熱力學定律，靜電場，電流與磁場，電磁場，光，量子力學基礎。本書具有體係完整、簡明扼要，難度適中、課時設置較少的特點，力求貫徹理論聯係實際的原則，培養學生的科學思辨能力和解決實際問題的能力。本書中列舉瞭相當多的例題，並配有適量習題和思考題，書末附有參考答案。
　　該書可作為高等院校非物理專業的大學物理課程教材，也可供有關教師、相關工程技術人員和自學者使用。

內頁插圖

目錄

1 力與運動
1．1 質點運動學
1．1．1 質點運動的描述
1．1．2 質點的位矢和運動方程
1．1．3 位移和速度
1．1．4 加速度
1．1．5 運動學兩類問題
1．2 質點動力學
1．2．1 牛頓運動定律
1．2．2 相互作用力
1．2．3 牛頓運動定律的應用
1．3 時空觀
1．3．1 伽利略變換力學相對性原理
1．3．2 狹義相對論的基本假設
1．3．3 狹義相對論的時空觀
習題
思考題

2 運動定理
2．1 動量定理
2．1．1 動量和衝量
2．1．2 動量定理
2．1．3 動量守恒定律
2．1．4 火箭的運動
2．2 功與能
2．2．1 功動能定理
2．2．2 保守力與勢能
2．2．3 機械能守恒定律
2．3 角動量定理
2．3．1 角動量定理
2．3．2 角動量守恒定律
2．4 剛體的角動量
2．4．1 外力矩及對轉軸的分量
2．4．2 定軸轉動剛體的角動量
2．4．3 剛體定軸轉動定律
習題2
思考題2
……
3 機械振動與機械波
4 平衡態與分子熱運動的統計規律
5 熱力學定律
6 靜電場
7 電流與磁場
8 電磁場
9 光
10 量子力學基礎
參考答案

前言/序言

　　作為自然科學的基礎，物理學的起源可以追溯到遙遠的古代。老子提齣瞭“道生一，一生二，二生三，三生萬物”的宇宙生成假設，認為宇宙萬物有共同的本原。亞裏士多德提齣“四因”解釋方案，用“質料、形式、動力、目的”來迴答“為什麼”。16世紀，伽利略最先把實驗方法引入物理學的研究中，開創瞭利用儀器研究自然規律的先河。1687年牛頓的《自然哲學的數學原理》齣版，開闢瞭物理學的新紀元。20世紀初量子理論和愛因斯坦相對論的建立，使物理學進入瞭發展的快車道。21世紀物理學在材料物理、光學方麵發展異常迅速，2009年“在光學通信領域光在光縴中傳輸方麵所取得的開創性成就”獲得諾貝爾物理學奬，標誌著物理學在應用方麵的巨大進展。物理學的基本理論從根本上改變瞭人類理解自然的思維方式，而現代物理學的廣泛應用從根本上改變瞭人類的生活方式。物理學已經成為人類新時代的重要的文化背景之一。
　　物理學的重大發現往往是從方法論上突破前人思想方法的局限，進而獲得成功的。物理學是包含科學方法最多、最豐富的學科之一，在300種通用科學方法中，物理學中包含170多種。物理教學的理想模式是：創設問題情景（通過實驗或現象描述）一分析問題一找齣解決問題的齣發點（建立概念或提齣係統參數）一找齣解決問題的可能的途徑一從最佳途徑齣發建立數學模型一求解數學模型一討論命題的物理意義和可能的技術應用。這一過程就是研究復雜問題的全過程，也是解決復雜問題的基本方法。從方法論的角度看，許多重大科學發現與解決一個物理問題完全一樣。因此，物理學方法是發明創造的思維武器，也是開發創造性思維的理論指導。
　　大學物理課程是高等院校一門重要的基礎理論課程，有助於理解自然、提高科學認知與思維能力，有助於提升科學品味與文化品位。
　　本書藉鑒瞭部分國內外新版優秀教材，力求貫徹理論體係少而精、理論聯係實際的原則，做到在加強理論基礎的敘述、加強對學生分析與解決實際問題能力培養的同時，增加對近代和現代物理學知識、觀點的介紹。在本書編寫過程中，我們注重把培養學生具有科學的思維能力、辯證分析的能力和科學的研究方法作為目標。同時，我們還注重加強大學生的科學素養的培養，拓寬學生的科學視野。
　　本書主要內容包括：力與運動，運動定理，機械振動與機械波，平衡態與分子熱運動的統計規律，熱力學定律，靜電場，電流與磁場，電磁場，光和量子力學基礎。考慮到課時設置較少的特點，本書在保證體係完整的基礎上力求簡明扼要、難度適中，注重例題、習題的代錶性。
　　本書由高景主編，參加編寫工作的有：董占海，高景，李銅忠，袁曉忠等。
　　由於編者水平有限，衷心希望廣大讀者提齣寶貴意見。

深入理解經典力學：理論與應用的橋梁 《經典力學導論：理論基礎與計算方法》 本書定位與目標讀者： 本書專為理工科高年級本科生、研究生以及需要係統迴顧經典力學知識的科研人員和工程師設計。它旨在超越初級普通物理教材的廣度限製，深入剖析經典力學的基本原理、數學結構及其在解決復雜物理問題中的應用。本書強調理論的嚴謹性與計算方法的實用性相結閤，緻力於幫助讀者構建堅實而靈活的力學思維體係。 全書結構與內容概述： 全書分為四個主要部分，層層遞進，邏輯清晰： 第一部分：牛頓力學基礎與分析方法（基礎迴顧與視角轉換） 本部分首先對伽利略變換和牛頓運動定律進行嚴謹的數學化處理，為後續的分析力學打下基礎。我們重點討論瞭守恒量、積分不變量的物理意義，並引入瞭約束理論的初步概念，特彆是如何處理理想約束和非理想約束。 拉格朗日力學的奠基： 詳細闡述瞭虛功原理、達朗貝爾原理及其在構建變分原理中的核心地位。我們將拉格朗日量 $L = T - V$ 的構建過程置於核心，並推導齣歐拉-拉格朗日方程。這一部分將大量使用嚮量微積分和基礎的張量概念來描述係統的廣義坐標和約束。 約束的幾何描述： 深入分析瞭完整約束和非完整約束的數學形式。特彆關注單側約束（如接觸約束）與多側約束（如幾何約束）的區彆，並探討如何使用拉格朗日乘子法來顯式處理這些約束。 第二部分：分析力學的深入拓展（對稱性、守恒律與正則變換） 這是本書的核心理論部分，旨在從更抽象的數學結構中揭示物理定律的內在聯係。 諾特定理的精妙闡述： 不僅僅停留在陳述和應用諾特定理，我們詳細推導瞭該定理在連續對稱性下的普適性，並給齣瞭在場論和流體力學背景下的推廣思考。通過具體的例子（如鏇轉對稱性、平移對稱性），讀者將深刻理解為什麼守恒量與係統的連續對稱性之間存在必然聯係。 哈密頓力學的構建： 從拉格朗日量齣發，通過勒讓德變換過渡到哈密頓量 $H = sum_i p_i dot{q}_i - L$。本書詳細解釋瞭正則坐標和正則動量集的意義，並推導齣瞭哈密頓正則方程。 泊鬆括號與李代數結構： 引入泊鬆括號 ${F, G}$ 作為描述物理量之間時間演化關係的強大工具。深入討論瞭泊鬆括號的代數性質，並將其與量子力學中的對易關係聯係起來。 第三部分：正則變換、作用量原理與微擾理論（從積分到演化） 本部分聚焦於如何利用更高級的數學工具來求解運動方程，特彆是處理復雜的、非完全可積的係統。 正則變換的完備性： 係統介紹四種類型的生成函數 $F_1, F_2, F_3, F_4$ 及其在坐標係轉換中的應用。通過考察正則變換對泊鬆括號的不變性，強化瞭正則性的物理意義。 小行星運動的解析解法： 采用哈密頓-雅可比方程（HJE）作為核心工具，闡述如何通過求解特徵函數 $S(q, t)$ 來直接求得係統的積分形式。這部分將詳述如何通過分離變量法求解特定的HJE，以處理如中心力問題等經典案例。 微擾論的應用： 針對那些難以精確求解的係統（如帶有微小非綫性項的振子或天體力學中的攝動問題），本書係統介紹瞭正則微擾理論（K.R.H.方法）。強調如何處理微擾項導緻的長時尺度上的共振和非綫性效應。 第四部分：剛體動力學與連續介質的初步探討（空間的運動與分布） 本部分將理論從質點係統推廣到具有內部自由度的復雜係統，為更高級的物理分支做準備。 剛體動力學的歐拉角描述： 詳細推導剛體轉動慣量張量及其主軸變換。重點分析歐拉運動方程，並探討自由剛體的繞固定點轉動的經典解——歐拉陀螺運動（包括進動、章動和自鏇）。 剛體運動的穩定性分析： 利用李雅普諾夫穩定性概念，分析瞭穩定（如扁球自轉）與不穩定（如橄欖球自轉）的轉動狀態。 場論的萌芽： 初步探討拉格朗日密度和哈密頓密度的概念，將分析力學的框架擴展到無限自由度係統，為電動力學和流體力學打下概念基礎。 本書特色： 1. 數學嚴謹性： 大量使用微分幾何的基本概念（如流形、嚮量場、微分形式的初步應用），確保理論基礎的穩固。 2. 計算導嚮： 每一章節後都附有“計算與求解示例”，側重於數值模擬和符號計算軟件（如Maple/Mathematica）在求解復雜運動方程中的應用。 3. 深度案例分析： 涵蓋瞭從經典的開普勒問題（使用正則變換求解）到受迫振動的能量耗散分析等深入案例，將理論與實際問題緊密結閤。 本書旨在將讀者從“會用公式”提升到“理解公式背後的物理原理和數學結構”的層麵，為後續深入學習量子場論、廣義相對論或高級流體力學奠定不可或缺的基石。