本书根据教育部世行贷款教学改革项目的成果和教育部新颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》编写而成。全书共两卷，本书为第一卷，主要内容有力学、场物理学、波动学和热学。本书的一大特色，也是新的尝试是，除在叙述上力求接近学生、概念準确，并以大量实例使内容更加生动、有趣外，还在讲述基本概念、基本原理和基本理论的同时，凸显教学内容中套用的物理学研究方法。特别是，本书在每章编写一节“物理学方法简述”，进一步介绍相关物理学的研究方法，提示读者套用这些研究方法的要点，同时挑选几种方法，要求学生自己通过归纳、总结和套用这些研究方法，达到既掌握知识，又提高能力的教学目的。本书与配套的《大学物理题解思路、方法与技巧》一书一併提供学生使用。本书为高等院校理工科非物理专业大学物理基础课教材，也可作为高校物理教师、学生和相关技术人员的教学参考书。

第5版前言

第4版前言

第3版前言

绪论1

第一部分力学3

第一章质点力学4

第一节质点运动学4

一、位置矢量4

二、运动学方程5

三、位移矢量5

四、速度矢量7

五、加速度矢量8

六、笛卡儿直角坐标系的运用10

七、运动学的两类问题11

第二节牛顿运动定律11

一、牛顿运动定律的内容12

二、牛顿运动定律的套用16

第三节质点的基本运动

定理18

一、质点动量定理18

二、质点动能定理21

三、质点角动量(动量矩)

定理25

第四节物理学方法简述29

一、数学方法29

二、理想模型方法30

三、逻辑推理方法31

四、物理过程的整体化32

第二章质点系统的守恆定律33

第一节动量守恆定律33

一、质点系动量定理34

二、质心概念简介35

三、质点系动量守恆定律36

四、火箭飞行原理简介38

第二节机械能守恆定律39

一、质点系动能定理39

二、质点系内力做的功40

三、质点系统的内势能41

四、机械能守恆定律的表述44

第三节质点系角动量守恆

定律45

一、质点系角动量46

二、质点系角动量定理46

三、质点系角动量守恆条件47

四、有关守恆定律的补充说明48

第四节物理学方法简述49

一、整体（系统）方法49

二、变换参考系的方法50

三、找守恆量的方法50

第三章连续体力学51

第一节刚体定轴转动52

一、刚体运动的类型52

二、刚体定轴转动运动学53

三、定轴转动动力学56

四、定轴转动刚体的角动量守恆

定律60

第二节固体的形变和弹性62

一、弹性体中的应变和应力62

二、胡克定律65

三、弹性体中的波速69

第三节理想流体及其运动73

一、理想流体的定常流动74

二、流体运动的描述方法75

三、连续性方程80

四、伯努利方程82

第四节物理学方法简述85

一、类比方法85

二、数学模型方法86

三、场的研究方法87

第二部分场物理学基础88

第四章真空中的静电场89

第一节库侖定律89

一、电荷89

二、库侖定律的内容92

三、静电力叠加原理94

第二节电场电场强度95

一、静电场95

二、电场强度矢量96

三、点电荷电场的电场强度97

四、点电荷系电场的电场强度98

五、连续分布电荷电场的电场

强度99

第三节高斯定理102

一、电场线102

二、电通量103

三、高斯定理的内容105

四、高斯定理的物理意义107

五、高斯定理的套用109

第四节静电场的环路定

理电势111

一、静电场是保守力场111

二、静电场的环路定理113

三、电势能、电势差和电势114

四、静电场的能量117

五、电势的计算117

第五节物理学方法简述119

一、分析与综合方法119

二、电场与流场的类比120

第五章真空中的稳恆磁场121

第一节磁现象121

一、电流的磁效应121

二、磁力122

第二节磁场磁感应强度124

第三节磁场对运动电荷的

作用126

一、洛伦兹力126

二、带电粒子在电场和磁场中的

运动130

三、霍尔效应131

第四节磁场对载流导线的

作用135

一、安培定律135

二、磁场对载流平面线圈的

作用138

第五节毕奥萨伐尔定律140

一、毕奥萨伐尔定律的内容141

二、运动电荷的磁场143

第六节磁场的高斯定理145

一、磁场的几何描述145

二、磁通量146

三、磁场高斯定理的内容147

第七节安培环路定理148

第八节物理学方法简述154

一、实验方法154

二、分类比较方法155

第六章变化的电磁场156

第一节电磁感应定律156

一、电磁感应现象的发现156

二、法拉第电磁感应定律157

三、楞次定律160

四、涡电流现象162

第二节电路中的电磁感

应互感与自感164

一、互感164

二、自感166

三、磁场能量167

第三节动生电动势168

一、电源电动势169

二、动生电动势的产生及计算170

三、动生电动势产生过程中的

能量转换173

第四节感生电动势涡旋

电场174

一、涡旋电场174

二、感生电动势175

三、感生电动势与动生电动势177

四、涡旋电场的计算179

第五节位移电流182

一、电流场183

二、电流连续性方程185

三、电流恆定条件186

四、电容器的充、放电187

五、位移电流假设190

第六节麦克斯韦电磁场

方程组191

第七节物理学方法简述193

假说方法概念193

第七章引力场简介195

第一节牛顿万有引力定律195

第二节引力场强197

第三节保守力场的图示

——势能曲线198

第四节物理学方法简述201

势能的数学描述方法201

第八章标量场203

第一节势函式与场强度203

一、等势面204

二、电势梯度205

第二节物理学方法简述208

一、等值面与等值线208

二、梯度矢量208

第三部分波动学基础210

第九章机械振动211

第一节简谐振动211

一、质点振动系统211

二、简谐势212

三、简谐振动的运动方程213

四、描述简谐振动的特徵量214

五、简谐振动的几何描述216

六、简谐振动的能量220

第二节简谐振动的叠加221

一、同一直线上两个同频率简谐

振动的叠加221

二、多个同方向、同频率简谐振

动的叠加224

三、二维振动的叠加226

*第三节阻尼振动与受迫振动

简介228

一、阻尼振动228

二、受迫振动230

第四节物理学方法简述232

一、谐振动研究方法232

二、数学变换方法（化归法）232

第十章机械波234

第一节机械波的形成与

描述234

一、弹性介质中机械波的产生234

二、机械波波动方程235

第二节平面简谐波236

一、波动空间中波的几何描述236

二、坐标图中简谐波波函式237

三、波场中的相位分布与传播239

第三节波场中的能量与

能流242

一、介质中任一质元的能量242

二、波强度245

第四节波的叠加与干涉246

一、波的叠加原理247

二、波的干涉247

第五节驻波250

一、从波的干涉看驻波250

二、从固有振动看驻波253

第六节物理学方法简述257

一、波场描述方法257

二、坐标描述方法258

第十一章光的干涉259

第一节光波及其相干性260

一、光波的相干条件261

二、非相干叠加262

三、获得相干光的方法263

第二节分波前干涉264

一、杨氏实验264

二、光程267

第三节分振幅薄膜干涉269

一、物像之间的等光程性270

二、等倾干涉271

三、等厚干涉278

第四节物理学方法简述283

一、光波与机械波类比方法283

二、干涉实验方法283

第十二章光的衍射285

第一节光的衍射和惠更斯菲

涅耳原理286

一、衍射现象的分类286

二、惠更斯菲涅耳原理287

第二节单缝衍射288

一、实验装置与光路288

二、光强分布公式289

三、半波带法293

第三节圆孔衍射294

第四节光学仪器的分辨

本领295

第五节光栅衍射296

一、平面透射光栅的光强分布

公式297

二、光栅衍射图样的特点299

三、光栅光谱302

第六节物理学方法简述305

一、光学系统类比305

二、衍射与干涉类比305

第十三章光的偏振307

第一节光的偏振态307

一、自然光308

二、线偏振光309

三、椭圆偏振光和圆偏振光309

四、部分偏振光311

第二节偏振片马吕斯

定律311

第三节光在反射和折射时的

偏振314

第四节晶体的双折射现象316

第五节物理学方法简述318

一、随机事件与统计方法318

二、观察方法319

第四部分热物理学基础320

第十四章热力学第一定律321

第一节热力学中的基本

概念321

一、热力学系统321

二、系统状态与状态参量322

三、準静态过程324

第二节功、热力学能和

热量325

一、功326

二、系统的热力学能329

三、热量330

第三节热力学第一定律的

内容330

第四节气体的摩尔热容331

第五节理想气体的热力学

过程333

一、等体(定容)过程333

二、等(定)压过程333

三、等温过程333

四、绝热过程334

第六节热力学循环337

一、循环过程337

*二、制冷机338

第七节物理学方法简述339

一、公理化方法339

二、理想实验方法340

第十五章热力学第二定律342

第一节卡诺循环342

一、卡诺循环的四个分过程342

二、卡诺循环的效率344

*三、卡诺定理345

第二节可逆过程与不可逆

过程345

一、实际热力学过程的不可

逆性345

二、理想热力学过程的可逆性347

第三节热力学第二定律的

内容349

一、不可逆过程与热力学第二

定律的表述349

二、熵和热力学第二定律的

数学表述350

第四节物理学方法简述357

一、理想过程方法357

二、模拟（或模型）方法358

第十六章热平衡态的气体分子

动理论359

第一节理想气体的压强

公式360

一、气体分子热运动的基本

特点360

二、理想气体分子的微观模型362

三、大量分子热运动的统计

性假设362

四、理想气体压强公式的导出363

五、关于导出压强公式的几点

说明366

第二节理想气体温度的统计

意义366

一、理想气体的温度公式366

二、温度的统计意义367

第三节能量均分定理368

一、自由度368

二、能量按自由度均分定理370

三、理想气体的热力学能372

四、理想气体的摩尔热容373

五、经典理论的缺陷373

第四节气体分子的速率分

布律374

一、气体分子速率分布律的实验

测定375

二、实验结果分析378

三、速率分布函式的物理意义380

四、用速率分布函式求分子速率

的统计平均值382

第五节玻耳兹曼分布

简介384

一、重力场中微粒按高度的

分布384

二、玻耳兹曼密度分布律385

第六节物理学方法简述386

一、统计平均方法386

二、实验数据处理方法387

第十七章气体中的输运现象388

第一节气体的黏滞现象389

一、实验现象389

二、黏滞力的实验规律390

第二节气体的扩散与气体的

热传导现象391

一、局域平衡假设392

二、实验规律与微观机制392

第三节物理学方法小结393

一、观察方法394

二、实验方法394

三、假说方法394

四、数学方法394

五、理想化方法394

六、类比与模拟方法394

七、归纳与演绎、分析与综合

方法394

八、整体方法395

九、场论方法395附录396

附录A量纲396

附录B我国法定计量单位和国际

单位制(SI)单位397

附录C希腊字母397

附录D物理量的名称、符号和

单位(SI)398

附录E基本物理常数表(2006年

国际推荐值)401

物理名词索引(中英文对照)402

参考文献414