大学物理习题精编 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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侯磊，纪卫莉 编

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• 大学物理
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• 高等教育
• 理工科
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• 练习题
• 考研
• 大学
• 精编

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111528524

版次：1

商品编码：11874641

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2016-02-01

用纸：胶版纸

页数：62

内容简介

　　本书是配合“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《大学物理简明教程》上、下册（机械工业出版社出版，施卫主编）的课堂教学，面对21世纪对人才培养的新要求、完全学分制下学生自由选课和专业认证的新形势，总结西安理工大学多年来大学物理课程的教学改革与实践经验编写而成的。按照教育部现行的《理工科类大学物理课程教学基本要求》，精选典型的习题，使学生通过练习能够更好的掌握教学大纲所要求的知识点。本书共12章，依次为：质点力学、刚体力学、狭义相对论、气体动理论、热力学基础、机械振动、机械波、波动光学、静电场、稳恒磁场、电磁感应和电磁场、近代物理学。为了方便教学，本书采用活页装订，学生可以根据教学进度按章提交作业。本书不仅可供采用其他大学物理课本作为教材高等学校工科非物理专业的教学辅导书，而且可供文理科有关专业选用和其他专业的教师、学生使用。

目录

前言
第一章质点力学1
第二章刚体力学7
第三章狭义相对论13
第四章气体动理论17
第五章热力学基础21
第六章机械振动25
第七章机械波29
第八章波动光学33
第九章静电场39
第十章稳恒磁场47
第十一章电磁感应与电磁场53
第十二章近代物理学59

前言/序言

　　大学物理是高等学校非物理类专业理工科大学生的一门必修基础课程，涵盖力、热、光、电、磁、近代物理等内容，在培养工科大学生基本的物理素养和一定的分析问题、解决问题的能力，为其今后的专业课学习打下坚实的基础方面具有重要作用。为此，让学生进行适当的习题训练是非常必要的。
　　本书按照教育部现行的《理工科类大学物理课程教学基本要求》，结合西安理工大学应用物理系全体教师的教学实践精编而成。书中精选了每个知识点的最典型的习题，使学生通过练习能够更好地掌握教学基本要求所确定的知识点，帮助学生理解和掌握物理基本概念和定律，并能熟练掌握运用物理知识解决问题的方法。本书采用活页装订，方便学生按章提交作业和教师批阅。
　　本书由侯磊和纪卫莉共同编写，凝聚了西安理工大学应用物理系多年来从事工科物理教学教师的心血和智慧。
　　由于编者水平有限，加之编写时间仓促，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。
　　编者

深度探索与应用：现代工程计算方法精讲 本书聚焦于构建坚实且前沿的数值计算理论基础，并将其无缝对接至实际工程问题的复杂求解。它不是对传统物理公式的重复梳理，而是深入剖析如何利用先进的数学工具和计算范式，解决那些经典解析方法难以触及的领域。 --- 第一部分：离散系统的高效建模与求解 本部分旨在为读者提供一套系统化的框架，用于将连续的物理问题转化为可在计算机上高效处理的离散代数系统。 第一章：矩阵运算的优化理论与稀疏化技术 传统线性代数在处理超大规模问题时，内存和计算效率成为主要瓶颈。本章从理论层面剖析了矩阵的结构特性，特别是针对工程中常见的稀疏矩阵的存储、分解与求解策略。 1.1 稀疏矩阵的存储格式比较与选择：详细对比了三对角矩阵存储格式 (DDS)、坐标列表格式 (COO)、压缩行存储 (CSR) 和压缩列存储 (CSC) 的内存占用、访问速度及适用场景。重点分析了在有限元分析（FEA）中，如何动态选择最优存储方案以最小化I/O开销。 1.2 高效的直接求解法：深入探讨LU分解、Cholesky分解及其在病态矩阵面前的稳定性问题。引入迭代重排 (Reordering) 策略，如Minimum Degree Ordering (MD) 和 Nested Dissection 算法，以最小化分解过程中产生的填充 (Fill-in)，从而显著提高大规模线性系统的求解速度。 1.3 迭代求解器的收敛性分析：超越基础的雅可比迭代和高斯-赛德尔迭代，本章着重讲解Krylov子空间方法的核心思想。详细阐述共轭梯度法 (CG) 的推导与应用，特别是其对对称正定系统的卓越性能。同时，全面介绍广义最小残量法 (GMRES) 和双共轭梯度法 (BiCGSTAB) 在非对称系统中的应用，并提供收敛速度的理论估计。 第二章：预处理技术的艺术与实践 迭代求解器的性能极度依赖于其预处理器。本章是实现快速收敛的关键，聚焦于如何“重塑”系统矩阵，使其特征值分布更利于迭代。 2.1 代数预处理方法：系统阐述了不完全分解 (Incomplete Factorization, ILU/IC) 的不同等级（L/U因子保留策略），并结合代数多重网格 (AMG) 的基本思想，解释如何通过粗化和加密过程加速求解，尤其是在网格自适应后的系统。 2.2 基于物理信息的预处理：针对特定物理场（如传热或流体动力学）的偏微分方程，探讨如何利用方程的对角占优性或特征值分离特性，设计定制化的预处理器，而不是单纯依赖矩阵的代数结构。 --- 第二部分：非线性问题的求解与稳定性控制 工程实践中，绝大多数问题均表现为非线性，本部分将侧重于如何在保证精度的前提下，高效稳定地收敛至真实解。 第三章：高阶非线性迭代方法 超越牛顿法的局限性，本章探讨更鲁棒、收敛更快的非线性求解算法。 3.1 牛顿法的改进与修正：详细分析标准牛顿法在初值选择不良或存在多解时的失败案例。引入线搜索 (Line Search) 技术，结合信赖域 (Trust Region) 方法，确保每一步迭代都能在合理的范围内降低误差。讨论阻尼牛顿法 (Damped Newton) 如何在接近奇点时维持求解的稳定性。 3.2 拟牛顿法（Quasi-Newton Methods）：重点解析BFGS (Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno) 和 DFP (Davidon–Fletcher–Powell) 算法的构造原理。阐述如何通过秩一或秩二的更新公式，近似计算雅可比矩阵的逆，从而避免在每一步迭代中进行昂贵的矩阵求逆运算。 3.3 非光滑优化与全局收敛：探讨当目标函数存在不连续导数或约束条件为不等式时，如何应用序列二次规划 (SQP) 方法，通过求解一系列二次子问题，实现对复杂约束非线性问题的全局收敛。 第四章：时变系统的数值积分与稳定性 对于涉及时间演化的动态系统（如振动、瞬态传热或时域电磁学），选择正确的积分器至关重要。 4.1 隐式与显式积分方案的权衡：深入比较龙格-库塔法 (Runge-Kutta) 的各种显式变体（如RK4）与后向欧拉法、隐式中点法等隐式方法。重点分析无条件稳定性的定义，并解释为何在求解刚性系统（Stiff Systems）时，隐式方法是不可或缺的选择。 4.2 刚性系统的特殊处理：详细介绍处理大规模刚性微分代数方程组（DAEs）的BDF (Backward Differentiation Formulas) 方法，包括其高阶形式的稳定性边界和实现细节。讨论如何根据系统的时间尺度分离特性，自适应地选择积分步长，以优化计算成本。 --- 第三部分：偏微分方程的数值方法进阶 本部分将计算方法提升到连续介质力学的层面，关注如何高效、精确地离散和求解偏微分方程。 第五章：高精度有限差分法与谱方法 超越基础的一阶和二阶差分，本章侧重于提高离散化的精度和效率。 5.1 高阶有限差分 (HOD)：探讨基于泰勒展开推导的五点、九点格式，以及如何利用中心差分和不对称差分来处理边界条件和源项。引入Padé近似，用于构造远高于传统方法的局部精度。 5.2 谱方法的原理与应用：介绍伪谱法 (Pseudospectral Methods) 的核心思想，即在傅里叶或切比雪夫基函数空间中进行求解。分析谱方法的指数级收敛速度（在光滑解的情况下）及其在求解非线性波动方程和对流扩散方程中的优势，同时也指出其在处理不连续解时的困难。 第六章：网格生成、自适应与误差估计 数值模拟的有效性，往往取决于网格质量和计算误差的控制。 6.1 结构化与非结构化网格的动态生成：概述Advancing Front、Delaunay三角剖分和四面体/八面体划分算法，强调网格质量（如径向比率和偏度角）对求解器收敛性和精度的影响。 6.2 计算误差的后验估计：系统介绍如何不依赖于解析解，仅通过数值结果本身来估计离散误差。深入讲解基于残差的误差估计器，以及如何利用这些信息自适应地细化网格（h-自适应）或增加基函数阶数（p-自适应），以达到预设的误差目标。 --- 本书特色： 本书内容高度聚焦于算法的内在效率、数值稳定性控制以及工程实现中的具体挑战。它假定读者已掌握微积分、线性代数和基础的数值方法概念，旨在将其推向高性能计算和复杂系统分析的前沿。全书穿插了对大规模数据处理和并行计算架构（如GPU加速）的算法适应性讨论，确保理论与现代计算平台紧密结合。 所有示例均围绕非标准、高维或强非线性问题展开，旨在培养读者“如何从零开始构建一个可靠的数值求解器”的能力，而非简单套用现有工具箱。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《大学物理习题精编》纯属偶然，当时在书店里闲逛，被它朴实无华的外壳吸引了。我当时正为期末的物理考试焦头烂额，感觉自己理论知识掌握得还不错，但一到做题就卡壳。拿到这本书，我迫不及待地翻开，准备开始刷题。这本书的题目类型非常丰富，涵盖了力学、热学、电磁学、光学和近代物理等大学物理的核心内容。每一章的题目都按照知识点进行了细致的划分，从最基础的概念题到复杂的综合应用题，循序渐进。我最喜欢的是书中那些“陷阱题”，它能够巧妙地考察我们对概念理解的深度，避免我们死记硬背公式。而且，这本书的题目难度梯度设计得非常合理，既有能帮助我们巩固基础的入门题，也有能挑战我们思维极限的拔高题，让我感觉每一次的练习都能有所收获。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我拿到《大学物理习题精编》的时候，并没有抱太大的期望。毕竟市面上的习题集太多了，很多都是千篇一律，题目质量参差不齐。但是，当我真正开始做这本书的题目时，我彻底改变了看法。这本习题集最大的亮点在于它的题目设计非常贴近实际考试，而且很多题目都附带了详细的解题思路和步骤。这对于我们这些平时做题容易“卡壳”的学生来说，简直是雪中送炭。我尤其欣赏的是，书中对于一些容易混淆的概念，会通过设置对比性的题目来加深我们的理解。比如，在处理牛顿第三定律的应用时，书中就设计了几道题，分别考察了作用力和反作用力与力的平衡的区别，这让我茅塞顿开，不再被这些细节所困扰。而且，书中的题目编排逻辑清晰，从易到难，层层递进，能够有效地引导我们逐步掌握解题技巧。

评分☆☆☆☆☆

我是一名物理专业的学生，对于学习物理有着近乎执拗的追求。在众多的学习资料中，《大学物理习题精编》无疑是我近期最满意的一本。它不仅仅是一本简单的习题集，更像是一位经验丰富的物理老师，为我指明了学习的方向。书中的题目质量非常高，每一道题都精心设计，既有深度又不失广度。它涵盖了大学物理的各个重要分支，从经典的力学定律到前沿的近代物理概念，都能在书中找到相应的练习。我特别喜欢书中那些需要综合运用多个知识点的题目，它们能够有效地训练我的逻辑思维能力和解决复杂问题的能力。而且，书后的解答非常详尽，不仅仅给出了最终答案，更重要的是，它详细地分析了题目的考点，讲解了求解过程中的关键步骤和易错点，这对于我理解和掌握知识点起到了至关重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将步入大学的准大学生，我提前购买了不少学习资料，《大学物理习题精编》绝对是我此次“备考大军”中的一员猛将。我之所以选择它，是因为我从这本书的目录中看到了它对知识点的细致梳理，以及对各种题型的高度覆盖。当我拿到实体书后，我发现这本书的题目质量远远超出了我的预期。它所设计的题目，不仅仅是对基础知识的简单考查，更是对学生思维能力和分析能力的深度挖掘。例如，在电磁学部分，书中有一类题目，要求学生从宏观现象入手，推导到微观的粒子运动规律，这种题型在很多教材中是比较少见的，但它能够极大地激发我的学习兴趣，并帮助我建立起物理知识体系的宏观与微观之间的联系。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读研究生学位的学生，在复习和巩固大学物理知识时，我挑选了《大学物理习题精编》作为我的辅助教材。这本书的题目设计非常有特色，它不仅收录了大量经典的大学物理考题，还包含了一些非常具有启发性的原创题目。我尤其欣赏的是，书中对于一些抽象的物理概念，例如量子力学中的波粒二象性，书中通过一系列的例题，巧妙地将其具体化，让原本难以理解的概念变得生动起来。而且，这本书的排版和设计都非常人性化，题目和答案分开，方便读者在做题时保持专注，同时又能在需要时方便地查阅答案和解析。这本书的质量让我非常满意，我相信它能够帮助我更上一层楼。