大学物理教程

前言

第1章物理学的发展及其在高新技术中的应用1

1.1物理学发展简史1

1.2物理学在生物医学中的应用4

1.3物理学在能源方面的应用——太阳电池5

1.4物理学在信息电子技术中的应用10

1.5物理学在航天航空中的应用11

1.6我国现代物理农业工程技术的应用14

1.7纳米材料与纳米技术15

扩展思维梦幻神奇的纳米技术16

第2章质点运动学18

2.1质点运动的描述18

2.2切向加速度和法向加速度自然坐标系26

2.3圆周运动的角量描述平面极坐标系30

2.4相对运动32

本章逻辑主线35

习题36

第3章质点动力学40

3.1牛顿运动定律40

3.2物理量的单位和量纲43

3.3自然力与常见力46

3.4牛顿运动定律的应用51

3.5非惯性系中的力学问题57

3.6动量59

3.7功与能69

本章逻辑主线83

习题83

第4章流体动力学基础91

4.1描述流体运动的基本概念91

4.2理想流体的伯努利方程及其应用95

4.3黏滞流体的运动99

扩展思维锥板黏度计105

习题107

第5章刚体力学109

5.1刚体运动学109

5.2刚体定轴转动定理转动惯量111

5.3力矩对时间和空间的累积效应118

本章逻辑主线125

扩展思维陀螺在航空航天等领域中的应用125

思考题129

习题129

第6章机械振动与机械波134

6.1简谐振动的特征134

6.2简谐振动的特征量138

6.3简谐振动的合成142

6.4机械波的基本概念147

6.5平面简谐波150

6.6波的能量与能流154

6.7波的衍射、反射和折射157

6.8波的干涉和驻波159

本章逻辑主线163

扩展思维多普勒效应163

思考题166

习题167

第7章相对论175

7.1相对论诞生的背景——经典物理学的危机175

7.2狭义相对论的基本原理及其数学工具179

7.3狭义相对论的时空观184

7.4狭义相对论动力学189

7.5广义相对论191

本章逻辑主线198

扩展思维现代宇宙学198

思考题201

习题202

第8章气体动理论203

8.1平衡态温度理想气体物态方程203

8.2理想气体的压强温度的统计意义205

8.3能量均分定理理想气体的内能207

8.4麦克斯韦分子速率分布律210

8.5玻耳兹曼分布律213

8.6分子的平均碰撞次数和平均自由程213

本章逻辑主线215

扩展思维分子运动论与统计物理学215

思考题216

习题217

第9章热力学220

9.1热力学第一定律220

9.2热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用222

9.3理想气体的热容绝热过程224

9.4循环过程卡诺循环228

9.5热力学第二定律232

本章逻辑主线238

扩展思维热寂说238

思考题239

习题240

习题及部分思考题参考答案246

附录281

附录A国际单位制(SI)281

附录B常用基本物理常量表282

附录C物理量的名称、符号和单位(SI)一览表283

附录D地球和太阳系一些常用数据285

附录E历年诺贝尔物理学奖286

参考文献292

《大学物理教程（上）》依据教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会制定的《理工科类大学物理课程教学基本要求》的框架编写而成，全书涵盖了基本要求的核心内容，并增加了部分拓展内容。全书分为上、下两册共17章，包含有物理学史、力学、热学、电磁学、振动和波、波动光学、狭义相对论和量子力学基础、核物理和粒子物理等内容。每章都包含基本内容、本章逻辑主线、扩展思维、习题及答案。此外，为了拓展读者的知识面，本书还增加了部分选学内容，这部分内容均标以“*”号。在第1章及扩展思维部分，介绍了物理学在前沿科学和技术中的应用，选学内容和扩展思维都自成体系，可以选讲或指导学生阅读。本书可作为理工科院校尤其是应用型本科院校的大学物理教材，对物理专业学生也有一定的参考价值。