新编基础物理学（上册 第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王少杰，顾牡，吴天刚 编

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• 物理学
• 基础物理学
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• 物理
• 新编基础物理学
• 第二版
• 上册
• 理工科
• 教材

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030413161

版次：2

商品编码：12263345

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数：260

字数：442000

正文语种：中文

内容简介

　　《新编基础物理学（上册 第二版）》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。依照教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求、理工科类大学物理实验课程教学基本要求（2008版）》编写，其中不仅融入作者多年教学经历所积累的成功经验，而且考虑到目前学生学习和教师教学的新特点，还为《新编基础物理学（上册 第二版）》配备了习题解答、学习指导和电子教案等教学资源。全书分为两册，《新编基础物理学（上册 第二版）》是上册，包括力学篇、机械振动、机械波篇和热学篇。

作者简介

　　王少杰，1964年毕业于同济大学应用物理专业。同济大学物理科学与王程学院教授。现任同济大学教学质量督导专家。历任物理教研室主任、党支部书记，同济大学国家土科物理课程教学基地副组长，中国物理学会教学委员会高等工业学校分委会委员，教育部华东地区工科物理联络组领导小组成员。
　　
　　顾牡，1988年毕业于复旦大学核物理与核技术专业，获博士学位。同济大学物理科学与工程学院教授、博导，同济大学学术委员会副主任。教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会主任，中国物理学会理事兼教学委员会副主任。同济大学“大学物理”国家精品课程、“普通物理学”课程教学团队负责人。
　　
　　吴天刚，1983年毕业于复大学理论物理专业，获理学学士学位。同济大学物理科学与工程学院教授、硕导，物理教研室副主任、党支部书记，同济大学教学质量督导专家。教育部大学物理课程教学指导委员会华东地区工作委员会委员。

内页插图

目录

前言
第一版 前言摘录
第1篇 力学
第1章 质点运动学
1．1 参考系时间和空间的测量
1．1．1 参考系坐标系
1．1．2 时间的测量
1．1．3 长度的测量
1．2 质点运动的矢量描述
1．2．1 质点
1．2．2 位矢运动方程和轨迹方程
1．2．3 速度加速度
1．2．4 自然坐标系切向加速度和法向加速度
1．3 相对运动
习题1
第2章 质点动力学
2．1 牛顿运动定律
2．1．1 牛顿运动定律
2．1．2 国际单位制量纲
2．1．3 常见的力
2．1．4 牛顿运动定律的应用
2．1．5 非惯性系惯性力
2．2 动量和动量守恒定律
2．2．1 质点和质点系的动量定理
2．2．2 动量守恒定律
2．3 功、机械能和机械能守恒定律
2．3．1 功功率
2．3．2 动能和质点动能定理
2．3．3 质点系动能定理
2．3．4 势能和势能曲线
2．3．5 功能原理机械能守恒定律
2．4 质点的角动量和角动量守恒定律
2．4．1 力对参考点的力矩
2．4．2 质点角动量
2．4．3 质点的角动量定理
2．4．4 质点角动量守恒定律
2．4．5 质点系的角动量定理和角动量守恒定律
习题2
第3章 刚体力学基础
3．1 刚体运动的描述
3．1．1 刚体
3．1．2 刚体的自由度
3．1．3 刚体运动的几种形式
3．1．4 刚体定轴转动的描述
3．2 刚体定轴转动定律角动量守恒定律
3．2．1 力矩
3．2．2 定轴转动定律转动惯量
3．2．3 刚体定轴转动的角动量和角动量定理
3．2．4 定轴转动刚体的角动量守叵定律
3．3 刚体的能量
3．3．1 刚体定轴转动的动能和动能定理
3．3．2 刚体的重力势能
3．4 陀螺的运动进动
3．4．1 不受外力矩作用的陀螺
3．4．2 陀螺的进动
习题3
第4章 狭义相对论
4．1 爱因斯坦的两个基本假设
4．1．1 伽利略相对性原理和牛顿力学的时空观
4．1．2 迈克耳孙—莫雷实验的零结果
4．1．3 爱因斯坦的两个基本假设
4．2 爱因斯坦的时空观
4．2．1 同时性的相对性
4．2．2 时间延缓
4．2．3 长度收缩
4．3 洛伦兹坐标变换和速度变换
4．3．1 洛伦兹坐标变换
4．3．2 洛伦兹速度变换
4．4 几个经典佯谬
4．4．1 因果关系
4．4．2 孪生子佯谬
4．5 相对论动力学基础
4．5．1 相对论质量和动量
4．5．2 相对论能量
习题4

第2篇 机械振动机械波
第5章 机械振动
5．1 简谐运动
5．1．1 简谐运动的特征及其运动方程
5．1．2 简谐运动方程中的三个基本物理量
5．2 简谐运动的旋转矢量表示法
5．2．1 旋转矢量表示法
5．2．2 旋转矢量图的应用
5．3 单摆和复摆
5．3．1 单摆
5．3．2 复摆
5．4 振动的能量
5．5 简谐运动的合成
5．5．1 同方向、同频率的两个简谐运动的合成
5．5．2 同方向、不同频率的两个简谐运动的合成拍
5．5．3 相互垂直的两个简谐运动的合成
5．6 阻尼振动受迫振动共振
5．6．1 阻尼振动
5．6．2 受迫振动共振
习题5
第6章 机械波
6．1 机械波的产生、传播和描述
6．1．1 机械波的形成
6．1．2 横波与纵波
6．1．3 波的几何描述
6．1．4 波速波长周期（频率）
6．2 平面简谐波的波函数
6．2．1 平面简谐波波函数的建立和意义
6．2．2 波动方程
6．3 波的能量
6．3．1 波动能量的传播
6．3．2 能流和能流密度
6．3．3 波能量的吸收
6．4 惠更斯原理波的衍射、反射和折射
6．4．1 惠更斯原理
6．4．2 波的衍射
6．4．3 波的反射和折射
6．5 波的干涉
6．5．1 波的叠加原理
6．5．2 波的干涉条件和公式
6．6 驻波
6．6．1 驻波的产生
6．6．2 驻波方程
6．6．3 驻波的能量
6．6．4 半波损失
6．6．5 振动的简正模式
6．7 多普勒效应
6．7．1 波源静止，观察者以UR相对于介质运动
6．7．2 观测者静止，波源以US相对于介质运动
6．7．3 波源以US运动，观测者以UR运动（相向为正）
6．8 声波超声波次声波
6．8．1 音量、音调和音色
6．8．2 声压
6．8．3 次声波
6．8．4 超声波
习题6

第3篇 热学
第7章 气体动理论
7．1 热力学系统平衡态状态参量
7．1．1 热力学系统
7．1．2 平衡态
7．1．3 状态参量
7．2 理想气体状态方程
7．3 理想气体的压强
7．3．1 理想气体的微观模型
7．3．2 平衡状态气体的统计假设
7．3．3 理想气体的压强公式
7．4 理想气体的温度公式
7．5 能量均分定理理想气体内能
7．5．1 自由度
7．5．2 能量均分定理
7．5．3 理想气体的内能
7．6 麦克斯韦速率分布律
7．6．1 速率分布和分布函数
7．6．2 理想气体分子的麦克斯韦速率分布律
7．6．3 三种速率
7．6．4 麦克斯韦速率分布的实验验证
7．7 玻尔兹曼分布
7．7．1 玻尔兹曼分布律
7．7．2 重力场中微粒按高度的分布
7．8 气体分子的平均自由程和碰撞频率
7．9 气体的内迁移现象
7．9．1 内摩擦现象
7．9．2 热传导现象
7．9．3 扩散现象
7．10 真实气体范德瓦耳斯方程
7．10．1 真实气体
7．10．2 范德瓦耳斯方程
习题7
第8章 热力学基础
8．1 准静态过程功热量
8．1．1 准静态过程
8．1．2 准静态过程压力的功
8．1．3 热量和热容量
8．2 热力学第一定律
8．2．1 内能
8．2．2 热力学第一定律的表述
8．3 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用
8．3．1 等体过程
8．3．2 等压过程
8．3．3 等温过程
8．4 绝热过程多方过程
8．4．1 热力学第一定律在绝热过程中的应用
8．4．2 绝热方程
8．4．3 绝热线和等温线的比较
8．4．4 多方过程
8．5 循环过程卡诺循环
8．5．1 循环过程
8．5．2 热机和热机循环
8．5．3 制冷机和制冷系数
8．5．4 卡诺循环
8．6 热力学第二定律卡诺定理
8．6．1 可逆过程与不可逆过程
8．6．2 热力学第二定律
8．6．3 卡诺定理
8．7 热力学第二定律的统计意义和熵的概念
8．7．1 热力学第二定律的统计意义
8．7．2 熵和熵增加原理
8．7．3 熵的热力学表示
8．7．4 熵的计算
习题8

参考答案
参考文献
附录
附录1 希腊字母表
附录2 常用天文量
附录3 基本物理常量
附录4 常用物理量单位
名词索引

前言/序言

　　《新编基础物理学》自2009年1月面世以来，历时五载，深得广大师生厚爱，并被全国数所高校选作教材或参考书，获得社会广泛的好评和赞扬，同时被列为教育部“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材、教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材及普通高等教育精品教材.在此编者深表感谢！
　　本书是在2009年版基础上修订而成的，修订时，在保持原有风格和特色基础上，对全书教学内容、例题设置、习题安排、图片选择以及教育技术的运用等均重新进行了审视、调整和挖掘，从而紧跟我国高等教育发展口新月异的新形势.为此我们作了以下工作：
　　1.在教学内容的设置上遵循让学生深刻理解物理思想、明晰物理图像、建立正确物理概念、贴近社会实际的原则，设置了适合大多数普通高等院校学生实际的教学内容和习题安排.如重点改写了狭义相对论，删去高速物体的视觉效应、几何光学等内容t调整和撤换了近1／5的习题，使学生通过作业更贴近工程实际和日常生活，增加了若干能激发学生学习兴趣的图片、动画和视频等.2.在教育技术应用上，一是增加了计算机数字技术应用的案例，在有关章节中适当地引入数值计算问题，以引导学生自主式、研究式学习，培养学生运用信息技术工具解决问题的能力，二是在每章均设置了二维码，让学生自主扫描获得动画、视频、物理演示实验等内容，从而拓展了大学物理的教学内容和研究方法，培养了学生的探索精神和创新意识。3.在版式设计上，本书采用全彩色印刷，并以图文并茂，色彩艳丽、赏心悦目的效果展示于读者。从而进一步激发学生学习和阅读的兴趣。4.进一步改正了原书中出现的印刷错误及个别欠确切的内容和词句，并对文字作了进一步润色，从而使全书文句通畅、通俗易懂、好教好学。

《宇宙的奥秘：探索物质与能量的宏伟图景》 在这本引人入胜的书籍中，我们将踏上一段令人激动的旅程，深入探索构成我们宇宙的基石——物质和能量。从原子内部的微小粒子到星系间的浩瀚空间，本书将以清晰、严谨且充满启发性的方式，揭示物理学的基本原理，并展现它们如何塑造我们所感知和体验的世界。 第一部分：运动的法则与物质的构成 我们的旅程始于对运动的理解。从日常生活中显而易见的物体运动，到天体运行的精确轨迹，牛顿的三大运动定律为我们构建了一个宏伟的框架，解释了力、质量和加速度之间的深刻联系。我们将深入剖析惯性、力和反作用力，以及动量守恒的普适性。想象一下，一颗行星绕着恒星旋转，一个粒子在电场中加速，这些看似截然不同的现象，都遵循着相同的基本法则。本书将通过生动的例子和直观的图示，帮助你建立对这些基本概念的深刻认识。 接下来，我们将目光投向物质的微观世界。原子，这个曾经被认为是不可再分的最小单位，如今已被揭示出其内部更复杂的结构。电子、质子和中子，这些构成原子核心的粒子，以及它们之间相互作用的量子力学规律，将带领我们进入一个充满奇异现象的领域。我们将探讨量子叠加、量子纠缠等概念，理解为什么微观粒子有时表现得像波，有时又像粒子。原子核的结构与衰变，放射性现象的本质，以及核能的巨大潜力，也将是本书重点关注的内容。我们将了解同位素、半衰期等概念，并认识到核反应在宇宙演化和能源开发中的重要作用。 第二部分：能量的流动与转化的奥秘 能量，是宇宙中最 fundamental 的概念之一，它驱动着一切变化和发展。本书将深入探讨功、能、功率等基本能量概念，并阐述能量守恒定律的意义——能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。我们将研究动能和势能，理解重力势能如何转化为动能，弹簧的弹性势能如何储存和释放。 热学，作为能量转化的一个重要分支，将占据本书相当篇幅。我们将探索温度、热量和内能的概念，理解热传递的三种方式：传导、对流和辐射。从一杯热咖啡的冷却，到地球气候的变化，热学原理无处不在。我们将深入了解热力学第一定律（能量守恒）和热力学第二定律（熵增原理），理解为什么过程总是倾向于朝着混乱度增加的方向发展，以及为什么永动机是不可能实现的。气体定律、理想气体模型以及分子的微观运动，也将帮助我们理解宏观热现象的微观本质。 电磁学，是现代物理学中最为重要和应用最为广泛的领域之一。从静电的吸力和排斥，到电流的流动，再到磁场的形成，电和磁的统一是物理学史上的一大飞跃。我们将深入研究库仑定律、电场和电势，理解电荷的分布如何产生电场，以及电势的意义。电流的产生与电路分析，电阻、电压和电流的关系，以及欧姆定律，将为我们理解电路工作原理打下基础。 电磁感应，法拉第定律，将揭示电和磁之间的动态联系。变化的磁场能够产生电流，而变化的电流也能够产生磁场。发电机、变电站等现代电力系统的基石，都离不开放电磁感应原理。我们将探讨电磁波的产生与传播，从可见光到无线电波，从X射线到伽马射线，它们都属于电磁波家族，只是频率和波长不同。光的波动性和粒子性（光电效应）的辩证统一，以及麦克斯韦方程组对电磁现象的统一描述，将为我们揭示电磁学的深邃之美。 第三部分：波动与光影的舞蹈，以及宇宙的尺度 波动，是自然界中普遍存在的现象。无论是水面的涟漪，还是声波在空气中的传播，亦或是电磁波在真空中的穿行，都遵循着相似的规律。我们将深入研究波的产生、传播、反射、折射、干涉和衍射。通过理解波的叠加原理，我们将解释为什么有时会观察到明暗相间的条纹（干涉）或光线绕过障碍物（衍射）。 光的本质，是波动理论与粒子理论争论的焦点，也是量子力学诞生的重要契机。我们将探讨光的反射和折射定律，理解透镜和反射镜如何成像，以及眼睛如何感知世界。色彩的产生，光谱的分析，以及全息术等先进的光学技术，都将在这部分内容中得到展现。 随着我们对物质和能量的理解不断深入，我们将目光投向更广阔的宇宙。引力，是宇宙中最基本、最强大的力之一，它支配着天体的运动，塑造着星系的结构。牛顿的万有引力定律，虽然在描述宏观物体时非常成功，但爱因斯坦的广义相对论则为我们揭示了引力的更深层本质——引力是时空弯曲的表现。我们将初步了解黑洞、引力波等相对论的预言，并认识到引力在宇宙演化中的核心作用。 本书的最后一章将带领读者仰望星空，从行星、恒星到星系，再到宇宙的起源和演化。我们将探讨天体的质量、温度、光谱等特性，理解恒星的生命周期，以及星系碰撞和合并的壮观景象。宇宙大爆炸理论，宇宙的膨胀，以及暗物质、暗能量等未解之谜，将激发你对宇宙更深层次的探索欲望。 结语 《宇宙的奥秘：探索物质与能量的宏伟图景》旨在为读者提供一个坚实的基础，让你能够理解自然界的基本规律，并培养科学的思维方式。通过对经典物理学和现代物理学核心概念的系统阐述，本书希望激发你对科学的兴趣，培养你解决问题的能力，并鼓励你继续探索这个充满奇迹的宇宙。无论你是学生、爱好者，还是对物理学充满好奇的任何人，这本书都将是你开启物理学探索之旅的理想伴侣。它不仅仅是一本知识的集合，更是一扇通往理解宇宙之美的窗口。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格实在是太友好了！我之前接触过不少物理教材，很多都像是在啃一本天书，充斥着各种晦涩难懂的术语和绕口的句子。但翻开这本，我感觉就像是听一位经验丰富的老师在娓娓道来，条理清晰，循序渐进。作者在解释一些比较难的概念时，会先从大家都能理解的生活现象入手，或者用非常形象的比喻来类比，一下子就能抓住问题的核心。例如，在讲到惯性的时候，它用了一个生动的例子，让我立刻就明白了为什么在公交车突然刹车时，我们会向前倾。这种“润物细无声”的教学方式，让我不再感到畏惧物理，而是慢慢生出了兴趣。而且，书中出现的公式，都不会生硬地罗列出来，而是会先交代清楚它的物理意义和推导背景，然后再给出数学形式。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地提升了我的学习效率。即使遇到一些复杂的推导，作者也会把它分解成几个小步骤，并且在每一步都做了清晰的说明，让我能够一步步跟着走，最终理解整个推导过程。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在读的大学本科生，平时接触物理学的机会确实不少，但很多时候都觉得有些碎片化，缺乏系统性的认知。这本书的出现，就像是为我搭建了一个清晰的知识框架。它在处理一些复杂的主题时，能够从宏观到微观，从整体到局部，层层剥离，让复杂的体系变得清晰可见。我尤其欣赏它在介绍一个新概念时，都会先回顾与之相关的旧知识，建立起知识之间的联系，而不是孤立地呈现。这种“承前启后”的讲解方式，让我能够更好地将新学的知识融入到已有的知识体系中，形成一个有机的整体。而且，书中的知识点覆盖得非常全面，对于我需要掌握的基础知识点，它都给予了详尽的阐述，同时对于一些更深入的理论，也给出了清晰的引导，让我知道如何进一步拓展。这本书带来的最大改变，就是让我不再对物理感到茫然，而是能够更自信、更有条理地去学习和理解它。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排真的很科学，它的内容推进非常符合我们学习的认知规律。刚开始接触一个新章节时，它总会先给出一个简要的介绍，让我们对本章的学习内容有一个整体的把握，然后逐步深入到具体的概念和原理。我尤其喜欢它在每个小节的结尾，都会有一些小结或者回顾，帮助我们巩固刚学到的知识。这种“循序渐进，巩固消化”的学习方式，大大降低了学习的难度。而且，书中引用的参考文献和拓展阅读的建议，也给了我很大的启发。它不仅仅局限于课本上的内容，还会引导我们去了解一些更前沿的物理学研究，或者是一些历史性的发展过程。这让我看到了物理学的广阔前景，也激发了我对科学探索的浓厚兴趣。总的来说，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位良师益友，陪伴我踏上物理学的学习之旅。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的习题部分设计得太有针对性了！这绝对是它的一大亮点。它不仅仅是简单的知识点复习，更像是对我们理解深度和应用能力的一次层层考验。习题的难度梯度设计得非常合理，从最基础的概念巩固题，到需要综合运用多个知识点才能解决的应用题，再到一些启发思考的探究性题目，应有尽有。我特别喜欢它的例题分析，不仅仅给出答案，更是详细地讲解了解题思路和方法，甚至还会分析一些常见的错误解法，这让我能从别人的错误中学习，避免重蹈覆辙。而且，很多习题都紧密结合了现实生活中的实际问题，比如一些力学题涉及到汽车的刹车距离计算，热学题则会分析冰箱的工作原理等等，这不仅增加了学习的趣味性，也让我更深刻地体会到物理学在日常生活中的重要性。更重要的是，它鼓励我们独立思考，而不是死记硬背公式。完成这些习题的过程，我感觉自己的物理思维能力得到了极大的锻炼。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧真的很用心，封面设计简洁大气，纸张的质感也相当不错，拿在手里沉甸甸的，给人一种踏实可靠的感觉。我特别喜欢它那种朴素又不失专业范的风格，不像有些教材封面花里胡哨的，反而让人觉得不够严谨。打开之后，首先映入眼帘的是清晰的排版和精美的插图。虽然是基础物理学，但图示却一点也不含糊，比例、标注都非常准确，对于理解抽象的概念非常有帮助。我记得以前看过的某些教材，插图模糊不清，甚至还有些误导性，这本就完全没有这个问题。更让我惊喜的是，书中的公式推导过程写得非常详细，每一步都有清晰的逻辑解释，这对于我这种物理基础相对薄弱的学生来说，简直是福音。很多时候，我们不是不理解物理原理，而是卡在了复杂的数学推导上，这本书在这方面做得非常到位，让我能够循序渐进地掌握核心概念。而且，一些关键定理和概念的讲解，都配有生动的例子，这让原本枯燥的理论变得鲜活起来，更容易被吸收和记忆。