大学物理学 上PDF电子书下载

第一部分　力学 1

第一章　力学引论 1

1 力学的研究对象 1

2　力学中的数学方法 3

3 力学中的基本物理量 5

3.1 基本量与导出量单位量纲 5

3.2 牛顿力学的适用范围 6

习题 8

第二章　运动学 10

1 质点运动的矢量描述 10

1.1 位移和元位移 10

1.2 速度 12

1.3 加速度 13

2　质点运动的坐标描述（Ⅰ） 16

2.1 直角坐标系 16

2.2 质点运动的直角坐标描述 16

3　质点运动的坐标描述（Ⅱ） 21

3.1　平面极坐标系 21

3.2 圆周运动、角速度和角加速度 25

3.3 自然坐标系 29

4　运动描述的相对性 30

4.1 绝对时空观 31

4.2　运动描述的相对性 31

4.3 伽利略变换 33

习题 35

第三章　动力学 38

1　牛顿动力学 38

1.1 惯性参考系 38

1.2 质量 力 40

1.3 牛顿定律解题示例 42

1.4 牛顿动力学：从质点到质点系统 46

2　动量、动量定理及动量守恒 54

2.1 动量的引入 55

2.2 动量定理 57

2.3　动量守恒定律 62

3　动能、势能及机械能守恒 64

3.1 动能、功和动能定理 64

3.2　保守力和势能 69

3.3 功能原理和机械能守恒定律 73

3.4　能量守恒定律 78

4　角动量、角动量定理及角动量守恒 80

4.1 角动量的引入 80

4.2 角动量定理 84

4.3 角动量守恒定律 86

5　质心参考系 89

6　非惯性参考系简介 95

6.1 力学相对性原理 95

6.2 非惯性参考系和惯性力 95

6.3 转动参考系、惯性离心力和科里奥利力 97

习题 100

第四章 刚体的运动规律 105

1 刚体的平动和定轴转动 105

1.1 刚体平动的运动描述 105

1.2 刚体定轴转动的运动描述 106

2　刚体对定轴的转动惯量 108

2.1 转动惯量的引入 108

2.2 转动惯量的计算 110

3　刚体定轴转动定律 113

4　刚体绕定轴转动的动能定理 117

4.1 力矩的功 117

4.2 刚体绕定轴转动的动能定理 118

5　刚体的平面平行运动 121

5.1　刚体的一般运动 121

5.2　刚体的平面平行运动 123

习题 127

第五章　狭义相对论 131

1　狭义相对论的基本假设 131

1.1 伽利略变换的失效 131

1.2　狭义相对论的基本假设 133

2　相对论运动学 134

2.1 绝对时空观的失效 134

2.2　洛伦兹变换 137

2.3　狭义相对论的时空观 141

3　相对论动力学 145

3.1 动量和相对论质量 145

3.2 相对论动能 147

3.3　相对论能量 质能关系 148

习题 152

第六章　振动和波 153

1 简谐振动 153

1.1 周期T、频率ν、圆频率ω 154

1.2　相位和初相位 155

1.3 振幅A和初相位φ的计算 155

1.4　速度和加速度 156

1.5 能量 156

1.6 相图 157

1.7 简谐振动的旋转矢量（或振幅矢量）表示法 158

2　阻尼振动及其Q值 161

2.1 阻尼弹簧振子 162

2.2 阻尼振动系统的Q值 164

3　受迫振动　共振 165

3.1 受迫弹簧振子 165

3.2 共振 167

4　简谐振动的合成 170

4.1 同方向、同频率两个简谐振动的合成 170

4.2 同方向、不同频率两个简谐振动的合成 172

4.3 两个互相垂直的同频率简谐振动的合成 174

4.4 两个互相垂直的不同频率简谐振动的合成李萨如图形 177

4.5　振动的分解 179

5　从单摆到混沌 181

5.1 无阻尼（β＝0），无周期性外力（f＝0） 181

5.2 有阻尼，无周期性外力 182

5.3 有阻尼，有周期性外力 183

6　波的基本概念 184

6.1 机械波在弹性介质中的形成 184

6.2　纵波和横波 平面波和球面波 185

6.3 波速 187

6.4 波的周期、频率和波长 188

7　平面简谐波 190

7.1 平面简谐波的表达式（波函数） 190

7.2 波动方程 195

7.3 波的能量 196

7.4 能量密度和能流密度 198

8　惠更斯原理、波的叠加原理、波的干涉 200

8.1 惠更斯原理 200

8.2 波的叠加原理 201

8.3 波的干涉 202

9　驻波 205

9.1 驻波 205

9.2　半波损失 208

9.3　简正模式 209

10　多普勒效应 211

10.1 声波的多普勒效应 212

10.2 激波（冲击波） 215

10.3 电磁波的多普勒效应 215

11 波的群速 216

11.1 相速和群速 216

11.2　孤波和孤子 218

习题 219

第二部分　热学 226

第一章　热学基本概念、热力学第零定律和温度 226

1 热学的一些基本概念 226

1.1 热力学系统 226

1.2　平衡态 227

1.3 平衡态的状态参量和态函数 227

2　热力学第零定律温度 228

2.1　热平衡 228

2.2 热力学第零定律温度 228

3　理想气体状态方程和理想气体温标 229

习题 233

第二章　热平衡态的统计分布规律简介 235

1　理想气体的压强公式 235

1.1 理想气体的微观模型 235

1.2　理想气体压强公式的推导 236

2　温度的微观意义 238

3　能均分定理 239

3.1 自由度 239

3.2 能量按自由度均分定理 241

4　玻耳兹曼分布律 242

4.1 统计规律与分布函数的概念 242

4.2　玻耳兹曼分子密度分布 245

5　麦克斯韦速度分布律 247

5.1 麦克斯韦速度分布律 247

5.2 麦克斯韦速率分布律 248

5.3 麦克斯韦速度分量分布律 250

6　气体的输运过程 254

6.1 分子平均自由程和碰撞频率 254

6.2 输运过程的宏观规律 257

6.3 输运过程的微观描述 258

习题 261

第三章　热力学第一定律内能 264

1　热力学第一定律内能 264

1.1 能量守恒和能量转化定律 264

1.2　热力学准静态过程 265

1.3 热力学第一定律的数学表述 265

2　热力学第一定律对理想气体的应用 266

2.1 理想气体的内能 266

2.2　理想气体热容量 269

2.3　等温过程 270

2.4 绝热过程 271

2.5 多方过程 275

3　循环过程和卡诺循环 277

3.1 循环过程 277

3.2 理想气体的卡诺循环及其效率 279

3.3 内燃机的理想循环 281

习题 282

第四章 热力学第二定律和热力学第三定律 286

1 热力学第二定律的文字表述 286

2　卡诺定理及其应用 288

2.1　卡诺定理 288

2.2 卡诺定理的应用 290

3　热力学第二定律数学表述熵增原理 293

3.1 态函数熵 293

3.2 熵变的计算 296

3.3　熵增原理 300

4　熵的微观意义 301

5　热力学第三定律 305

5.1 能斯特定理 305

5.2　热力学第三定律 305

习题 306

附录 307