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| 編輯推薦： |
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本书涵盖了新制定的《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》中的核心内容，并精选了相当数量的拓展内容. 本书在修订过程中继承了第1版的特色，采取压缩经典、简化近代、突出重点的方法精选和组织内容.
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| 內容簡介： |
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本教材是在熊天信、蒋德琼等编著的《大学物理》（第2版）的基础上修订而成的，分上、下两册。上册内容包括经典力学、机械振动和机械波、相对论和热学4篇，下册内容包括电磁学、波动光学、量子物理基础及物理学进展与应用3篇。本教材可作为各类高等院校理工科非物理学专业大学物理课程的教材或参考书。其中的习题与思考题解答将另册出版。
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| 關於作者： |
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熊天信，教授，主要从事电磁理论、天线理论与设计、介质波导、复杂介质的电磁特性以及物理课程与教学论等方面的研究，曾担任本科生、研究生的10余门课程的教学工作，发表论文40余篇，主编教材7部，参编一部，四川省级精品课程《中学物理课件设计与制作》课程主持人，曾获四川师范大学优秀课堂教学奖和现化园丁奖。四川师范大学第三届教学名师。
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| 目錄：
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第1篇经 典 力 学
第1章质点运动学
1.1质点参考系和坐标系
1.1.1质点
1.1.2参考系
1.1.3坐标系
1.2质点运动的描述
1.2.1位置矢量和位移运动方程
1.2.2速度
1.2.3加速度
1.2.4法向加速度与切向加速度
1.2.5圆周运动的角量表示
1.3质点运动学的基本问题
1.4相对运动
习题
第2章牛顿运动定律
2.1牛顿运动三定律
2.1.1牛顿第一定律
2.1.2牛顿第二定律
2.1.3牛顿第三定律
2.1.4牛顿运动定律的适用范围
2.2几种常见的力
2.2.1弹性力
2.2.2摩擦力
2.2.3万有引力
2.2.4四种基本相互作用力
2.3牛顿运动定律的应用
2.3.1应用牛顿运动定律解决力学问题的基本方法
2.3.2应用举例
2.4伽利略相对性原理非惯性参考系
2.4.1伽利略相对性原理
2.4.2非惯性参考系与惯性力
2.4.3惯性离心力及其应用
习题
第3章能量与动量
3.1功质点动能定理
3.1.1功
3.1.2质点动能定理
3.2保守力与非保守力做功特点势能
3.2.1弹力、重力和万有引力做功的特点
3.2.2保守力与非保守力
3.2.3势能
3.2.4重力势能和引力势能的关系
3.2.5势能曲线
3.3机械能守恒定律能量守恒定律
3.3.1质点系动能定理
3.3.2质点系的功能原理
3.3.3机械能守恒定律
3.3.4黑洞
3.3.5能量守恒定律
3.4伯努利方程及应用
3.4.1理想流体的定常流动
3.4.2连续性原理
3.4.3伯努利方程
3.4.4伯努利方程的应用
3.5质点与质点系的动量定理
3.5.1动量
3.5.2冲量
3.5.3质点的动量定理
3.5.4质点系的动量定理
3.5.5变质量质点的运动火箭飞行原理
3.6动量守恒定律及应用
3.6.1动量守恒定律
3.6.2对心碰撞
3.7质心质心运动定律
3.7.1质心
3.7.2质心运动定律
习题
第4章刚体力学基础
4.1刚体运动的描述
4.1.1刚体的概念
4.1.2刚体的平动和转动
4.1.3刚体定轴转动运动学
4.2刚体定轴转动动力学
4.2.1力矩
4.2.2刚体定轴转动定律
4.2.3转动惯量及计算
4.2.4刚体定轴转动定律的应用
4.3刚体定轴转动的功和能
4.3.1力矩的功
4.3.2刚体定轴转动的动能
4.3.3刚体定轴转动的动能定理
4.3.4刚体的重力势能
4.4刚体定轴转动的角动量
4.4.1质点的角动量
4.4.2刚体对定轴的角动量
4.4.3刚体定轴转动的角动量定理
4.4.4角动量守恒定律及应用
习题
第2篇机械振动和机械波
第5章机械振动
5.1简谐振动的描述
5.1.1简谐振动
5.1.2简谐运动的动力学方程
5.1.3描述简谐运动的物理量
5.1.4振幅和初相位的确定
5.2简谐振动的旋转矢量表示法
5.3简谐振动的能量
5.3.1振动的动能和势能
5.3.2振动的能量平均值
5.4同方向的简谐振动的合成
5.4.1同方向同频率的两个简谐振动的合成
5.4.2同方向不同频率的两个简谐振动的合成——拍
5.5相互垂直的简谐振动的合成
5.6阻尼振动
5.7受迫振动和共振
5.7.1受迫振动
5.7.2共振及其应用
习题
第6章机械波
6.1机械波的产生和传播
6.1.1机械波产生的条件
6.1.2机械波的形成和传播
6.1.3波面与波线
6.1.4描述波的特征量
6.2平面简谐波及其描述
6.2.1平面简谐波的波动方程
6.2.2波动方程的物理意义
6.3波的能量和能流
6.3.1波的能量和能量密度
6.3.2波的能流和能流密度
6.4声波及其应用
6.4.1声速
6.4.2声强与声强级
6.4.3声压和声压级
6.4.4声音的三要素
6.4.5声波的应用
6.5惠更斯原理波的干涉
6.5.1波的叠加原理
6.5.2惠更斯原理
6.5.3波的干涉
6.6驻波
6.6.1驻波的形成
6.6.2驻波方程
6.6.3振动的简正模式
6.6.4半波损失
6.7多普勒效应
6.7.1波源不动，观察者运动
6.7.2观察者不动，波源运动
6.7.3波源和观察者均运动
习题
第3篇相对论
第7章相对论基础
7.1狭义相对论产生的历史背景和实验基础
7.1.1历史背景
7.1.2迈克耳孙莫雷实验
7.2狭义相对论的基本假设与洛伦兹变换
7.2.1狭义相对论的两个基本假设
7.2.2洛伦兹变换
7.3狭义相对论的时空观
7.3.1相对论时空理论不破坏因果律
7.3.2同时的相对性
7.3.3长度收缩
7.3.4时间膨胀
7.4狭义相对论速度变换
7.5狭义相对论动力学基础
7.5.1质量与速度的关系
7.5.2相对论质点动力学方程
7.5.3质能关系
7.5.4能量和动量关系
7.6广义相对论简介
7.6.1广义相对论的两个基本原理
7.6.2惯性质量和引力质量
7.6.3惯性力与引力的等效
7.6.4广义相对论的实验检验
习题
第4篇热学
第8章气体动理论
8.1气体动理论的基本观点
8.2状态状态参量理想气体的状态方程
8.2.1热力学系统
8.2.2平衡态
8.2.3描述气体系统的状态参量
8.2.4理想气体的三大实验定律
8.2.5理想气体的状态方程
8.3理想气体的压强
8.3.1理想气体的微观模型
8.3.2统计假设
8.3.3理想气体的压强公式
8.4能量均分定理理想气体的内能
8.4.1温度的本质和统计意义
8.4.2分子的自由度
8.4.3能量均分定理
8.4.4理想气体的内能
8.5气体分子的速率分布
8.5.1大量随机事件的统计规律性
8.5.2速率分布函数
8.5.3麦克斯韦速率分布律
8.5.4三种统计速率
8.5.5麦克斯韦速率分布曲线的性质
8.5.6麦克斯韦速率分布律的实验验证
8.6气体分子的平均自由程和碰撞频率
8.6.1分子的平均自由程和平均碰撞频率的含义
8.6.2平均自由程与平均碰撞频率之间的关系
习题
第9章热力学基础
9.1功热量和系统内能的改变
9.1.1准静态过程的功
9.1.2热量
9.1.3系统内能的改变
9.2热力学第一定律及其应用
9.2.1热力学第一定律
9.2.2等体过程
9.2.3等压过程
9.2.4等温过程
9.2.5绝热过程
9.3循环过程卡诺循环
9.3.1循环过程
9.3.2热机及其效率
9.3.3制冷机
9.3.4卡诺循环
9.4热力学第二定律卡诺定理
9.4.1热力学第二定律
9.4.2可逆过程和不可逆过程
9.4.3卡诺定理
9.5熵和熵增加原理
9.5.1克劳修斯等式
9.5.2熵增加原理
9.5.3热力学第二定律的统计意义
习题
习题答案
附录
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| 內容試閱：
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物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律的自然科学。它的基本理论渗透到自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门。它是一切自然科学的基础，对人类未来的进步起着关键的作用。
大学物理课程是理工科专业的一门重要的基础课，也是理工科学生四年大学学习中唯一一门涉及各个学科并与最前沿的科学技术相联系的课程。一方面，它能起到为学生打好必要的物理基础的作用； 另一方面，它可以培养学生的思维能力和解决问题的能力，从而起到增强适应能力、开阔思路、激发探索和创新精神，提高科学素质等重要作用。打好物理基础，不仅对学生在校学习起着十分重要的作用，还将为学生在毕业后的工作中进一步学习新理论、新知识、新技术，不断更新知识奠定基础。
我国在《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》（以下简称《纲要》）的总体要求中提出： “到2027年，教育强国建设取得重要阶段性成效。”“到2035年，建成教育强国。”针对高等教育，《纲要》提出“打造一流核心课程、教材、实践项目和师资团队。”为此，我们以2023版高等学校大学物理课程教学指导委员会提出的《理工学科大学物理课程教学基本要求》(以下简称《基本要求》）为依据，对我们编著的《大学物理》(第2版）进行了修订和调整，以适应时代的要求。将相对论基础部分从下册调整到上册，根据《基本要求》和当今科学进步，补充和修改了部分内容，调整了部分习题，修改了部分文字表述。经修改后，本教材有如下几方面的特点：
1） 重视大学物理与中学物理的衔接，降低学生学习的难度
对于理工科学生来说，物理不是一门全新的、陌生的课程，从初中就开始接触物理，这是对大学物理教学有利的方面。但是，大学物理教材知识体系也是按照物质运动形态从低级到高级的逻辑顺序展开，即以力学、热学、电磁学、光学、近代物理学的顺序排列，容易给学生造成大学物理和中学物理完全相同、没有新东西的印象，对大学物理的教学和学习带来负
面影响。事实上，大学物理是在中学物理基础上的高一级循环，它们所研究的外延有所不同，中学物理主要研究特殊情况，大学物理则借助于微积分和矢量运算，讨论更具一般性的问题。对大多数理工科专业学生来说，大学物理是一门难学的课程。如何使学生学好这门课程、如何使学生从中学物理的学习顺利过渡到大学物理的学习，是不少物理教师一直关心的问题。对此，我们在编写本教材时，在概念的引入方面，尽量地注意到它与中学物理的衔接，以降低学生学习大学物理的台阶。
2） 把握好教材内容的深度和广度，突出教材内容的基础性
大学物理课程作为一门理工科的基础课，不同学校开设的课时数千差万别，同一学校、不同专业开设的课时数也大不相同。在这种情况下，不可能也没有必要使教材包括物理学的方方面面。为此在编写教材时，我们主要以《基本要求》中的A类知识点作为教材的主要内容，而省去了《基本要求》中部分B类知识点的内容，当然，为了反映物理学的一些新进展，也增加了一些《基本要求》中没有的内容。对经典物理的内容，我们力求做到高起点、高标准，使学生正确、准确地理解和掌握物理学的基本概念、物理学的基础知识和基本理论及物理学的研究方法，同时通过介绍物理学家进行研究的过程，让学生感受科学精神。而对于每章习题，相比物理学专业学生的要求，适当降低。这样做，可以让教师根据不同专业的特点、不同的学时数，灵活选取《基本要求》中B类知识点的内容进行教学，增加了教材的灵活性，使教材的适应面更广。
3） 重视物理学与社会生活、工程技术和现代科技的联系，充分激发学生学习的积极性
本教材对《基本要求》中的A类知识点，尽量选用一些与社会生活、工程技术和现代科技热点相结合的新颖实例作为例题，介绍基础物理知识和理论在其中的应用，这些内容，有的作为教材的主体内容出现，有的以知识拓展的形式出现，有的在例题或习题中出现，这在一定程度上增加了教材内容的广度，其目的是要在一定程度上改变物理科学和技术分离、与社会脱节的状态，使学生了解物理学在社会生活、工程技术和现代科技中的应用，了解物理学对人类社会发展的促进作用。这样处理，既有利于学生掌握所学内容，又能提高学生学习大学物理的兴趣，使教材在内容方面既满足培养优秀工程技术人才的需要，也兼顾到培养复合型人才的需要。
4） 重视人文文化的渗透，提高学生的人文素质
大量的教学实践表明，物理学史在培养学生兴趣、科学精神和帮助学生领会物理知识等方面有重要的作用。在物理教学中渗透物理学史，有利于学生巩固和加深理解已学过的物理知识，增强学习的主动性与自觉性，提高学习兴趣和综合素质，培养学生的创新精神，学习物理学家的探索精神和培养学生的科学方法。通过介绍我国古代人民对物理学的贡献，可增强民族自豪感和加强爱国主义教育。为此，我们在第1篇到第6篇中以简短的篇幅分别介绍了我国古代人民在力学、热学、电磁学和光学
中的重要贡献，还在各章中适时地介绍一些重要的物理学家，使学生了解相关科学家对物理学的贡献。这些内容，有的可直接写进教材的主体部分，不易直接写进教材主体部分的，则是通过开“窗口”的形式加以呈现。
另外，我们还在教材中适当地融入了一些人文文化的内容。如一些歌词、诗词、成语和艺术作品中所反映出的物理现象和物理原理； 在例题或习题、思考题中融入一些人文文化的内容； 在篇首编入了一些名人名言，以培养学生的科学精神等。这些内容的引入都能使学生在学习大学物理的过程中，不知不觉地提高学生的人文文化素质。《纲要》中提出，“加强和改进新时代学校思想政治教育”“把学校思想政治教育贯穿各学科体系、教学体系、教材体系、管理体系，融入思想道德、文化知识、社会实践教育……”。为进一步加强这方面的内容，在第3版中增加了“感悟·启迪”板块。
5） 合理地给学生开“窗口”，促进教学内容现代化
对于大学物理的现代化，是不容易做好的一项工作，如果编入的现代内容过多，则会增加教学的课时量，在目前国家对学生总课时量有限制的情况下，这是不现实的。现代物理内容过难，学生也掌握不了，没有现代物理的内容，则会使大学物理内容显得过于陈旧，跟不上物理学的发展步伐。因此，如何给学生开“窗口”，选取哪些内容、多少内容等，一直以来是物理教学工作者研究的课题之一。
为了使大学物理教学内容紧跟物理学的发展，我们采取的手段主要是：如果这部分内容能合理地、有机地融入到教材的主体部分，且不过于增加教材的篇幅的情况下，就直接将这部分内容写入教材； 如果能作为实例的，则编入到教材例题或习题中； 对于不能融入教材的主体部分中的重要内容，则以知识拓展这种开“窗口”的形式向学生介绍，以实现大学物理教学内容的现代化。
6） 精心选择例题、思考题和习题，重视题目的典型性和代表性
学习大学物理，解题难已经成为理工科学生普遍存在的问题。为此，教材对例题的分析和解答上尽可能做到详细，突出解题的思路和方法；在例题和习题的选择上不选难题、偏题和怪题，注重例题的典型性和代表性，注重习题对相关知识的覆盖，以使学生通过练习，全面地理解和掌握所学物理知识。在习题的形式上也力求多样化，有思考题、填空题、选择题、计算题和证明题。所选例题和习题尽可能突出基本训练和基本的物理原理的应用，以突破教材中的难点和加强重点内容的学习为目的； 在题目的内容上尽可能与社会生活、工程技术和现代科技相联系。
7） 优化教材的编排方式，方便教学和学习
为了使学生更好地理解和掌握大学物理的基本知识、基本概念和基本原理，我们将每章的思考题直接编排到相关内容之后，而不是像一般教材那样放在章末。这样编排的最大优点在于能提示学生，解答和分析这些思考题所涉及的知识就是最近一节或几节的内容，有较强的针对性，有利于引导学生及时思考和加强训练所学内容，通过这些思考题的分析与解答，进一步深刻理解相关物理概念、物理规律，掌握相关物理知识。此次修订，适当地调整了教材总体安排，如将相对论部分调整到上册。
本教材编写及修订分工如下： 熊天信编写第1~7、18章和附录； 蒋德琼编写第10~13章； 冯一兵编写第8、9、17章； 李敏惠编写第14~16章； 王力对第14~16章内容进行了修订。熊天信负责全书的统稿工作。
本教材在编写过程中，得到了四川师范大学领导和有关教师的大力支持，他们提出了一些建设性的建议和意见，在此表示衷心感谢。本教材在编写过程中参考了国内外许多优秀的教材和文献，引用了其中一些内容，在此就不一一罗列，编者对这些作者一并表示感谢。
为了方便教学和学习，我们还根据教材内容重新制作了电子教案，使用教材单位若有需要，请与清华大学出版社或作者联系。尽管对教材做了大量的修改，使之更加完善，但由于作者水平所限，疏漏和不足之处在所难免，恳请广大读者不吝批评指正，以使本教材的质量能得到进一步提高。
作者
2025年2月于四川师范大学
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