本书根据教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会2010年制定的《理工科类大学物理课程教学基本要求》的所有知识点的要求，内容更偏重基础理论知识的实际与高科技应用，同时紧密结合“大学物理”河南省精品在线开放课程，以及多年教学实践和当今丰富的多媒体手段编写而成.全书分为上、下两册.本书是上册，内容包括力学、振动与波动、热学、电磁学的静电场.
样章试读
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前言
第一篇 力学
第1章 质点运动学 3
1.1 参考系和坐标系 质点和质点系 3
1.1.1 参考系和坐标系 4
1.1.2 质点和质点系 5
1.2 描述质点运动的四个物理量 6
1.2.1 位置矢量和运动学方程 6
1.2.2 位移矢量 8
1.2.3 速度矢量 10
1.2.4 加速度矢量 12
1.3 质点运动学的基本问题 16
1.4 平面曲线运动 19
1.4.1 匀变速曲线运动 20
1.4.2 圆周运动 23
1.5 相对运动 27
【阅读材料】——北斗卫星导航系统 31
习题 32
第2章 质点动力学 36
2.1 牛顿运动定律 37
2.1.1 牛顿第一定律和惯性参考系 37
2.1.2 牛顿第二定律 38
2.1.3 牛顿第三定律 39
2.2 基本力和常见力 40
2.2.1 四种基本相互作用力 40
2.2.2 力学中常见的几种力 42
2.3 国际单位制和量纲 44
2.4 牛顿运动定律应用举例 46
2.5 惯性力 54
2.6 动量和动量守恒定律 55
2.6.1 质点的动量 56
2.6.2 力的冲量 56
2.6.3 质点的动量定理 57
2.6.4 质点系的动量定理和动量守恒定律 61
*2.6.5 质点系的质心运动定理 65
*2.6.6 火箭飞行原理 70
2.7 角动量定理和角动量守恒定律 72
2.7.1 质点对参考点的角动量 73
2.7.2 质点的角动量定理和角动量守恒定律 74
2.7.3 质点系的角动量和角动量定理 76
2.7.4 质点系的角动量守恒定律 77
2.8 功 80
2.8.1 恒力的功 80
2.8.2 变力的功 81
2.8.3 常见力的功 81
2.8.4 合力的功 85
2.9 动能定理 85
2.9.1 质点的动能定理 85
2.9.2 质点系的动能定理 87
2.10 保守力势能 89
2.10.1 保守力 89
2.10.2 势能 90
2.11 功能原理和机械能守恒定律 91
2.11.1 功能原理 91
2.11.2 机械能守恒定律 92
2.11.3 能量守恒与转化定律 95
*2.11.4 碰撞 96
【阅读材料】——宇宙速度 98
习题 103
第3章 刚体力学基础 111
3.1 刚体及其运动 111
3.1.1 刚体 111
3.1.2 刚体运动的几种形式 112
3.1.3 刚体定轴转动的描述 113
3.2 力矩 刚体定轴转动定律 115
3.2.1 力矩 115
3.2.2 刚体定轴转动定律 116
3.2.3 转动惯量的计算 117
3.2.4 定轴转动定律的应用 120
3.3 定轴转动的角动量守恒定律 122
3.3.1 定轴转动刚体对轴的角动量 122
3.3.2 定轴转动刚体的角动量定理 123
3.3.3 定轴转动刚体的角动量守恒定律 124
3.4 刚体定轴转动中的功和能 126
3.4.1 绕定轴转动刚体的动能 126
3.4.2 力矩的功 127
3.4.3 刚体定轴转动的动能定理 128
3.4.4 势能 128
【阅读材料】——进动与导航 130
习题 132
第二篇 振动与波动
第4章 振动 137
4.1 简谐振动 137
4.1.1 简谐振动的动力学特征 137
4.1.2 简谐振动的运动方程 138
4.1.3 简谐振动的特征量 139
4.1.4 旋转矢量法描述简谐振动 143
4.2 简谐振动的能量 146
4.3 简谐振动的合成 149
4.3.1 同方向、同频率简谐振动的合成 149
4.3.2 同方向、不同频率的两简谐振动的合成拍 153
*4.3.3 两个相互垂直的简谐振动的合成 154
*4.4 阻尼振动受迫振动共振 156
4.4.1 阻尼振动 156
4.4.2 受迫振动 158
4.4.3 共振 159
习题 160
第5章 波动概论 164
5.1 机械波的产生和传播 165
5.1.1 机械波的形成条件 165
5.1.2 横波和纵波 165
5.1.3 波的几何描述 168
5.1.4 描述波动特征的物理量 168
5.2 平面简谐波的波函数 171
5.2.1 平面简谐波波函数的建立 171
5.2.2 波函数的物理意义 172
5.2.3 沿X轴负向传播的平面简谐波的波函数 174
5.2.4 平面简谐波的波动微分方程 177
5.3 波动过程中的能量传播 177
5.3.1 波的能量 177
5.3.2 能流密度 179
5.4 惠更斯原理 波的干涉 180
5.4.1 惠更斯原理 180
5.4.2 波的干涉 181
5.5 驻波 185
5.5.1 驻波实验 185
5.5.2 驻波的形成 185
5.5.3 驻波的特点 186
5.5.4 相位突变 188
5.6 多普勒效应 190
5.6.1 波源不动，观察者相对于介质以速度VR运动 190
5.6.2 观察者静止，波源相对于介质以速度VS运动 191
5.6.3 观察者和波源同时相对于介质运动 191
5.6.4 多普勒效应的应用 191
习题 193
第三篇 热学
第6章 气体动理论 201
6.1 热力学系统的状态及其描述 201
6.1.1 分子运动的基本观点 201
6.1.2 平衡态状态参量 203
6.2 理想气体 204
6.2.1 理想气体的状态方程 204
6.2.2 混合理想气体的状态方程 205
6.3 理想气体的压强 206
6.3.1 理想气体的微观模型 206
6.3.2 平衡态气体分子的统计性假设 206
6.3.3 理想气体的压强公式 207
6.4 理想气体的温度公式 209
6.5 能量按自由度均分定理 210
6.5.1 自由度 210
6.5.2 能量均分定理 211
6.5.3 理想气体的内能 212
6.6 麦克斯韦速率分布律 214
6.6.1 速率分布函数 214
6.6.2 麦克斯韦速率分布函数 216
6.6.3 分子的三种速率 216
6.6.4 温度、分子质量对速率分布曲线的影响 218
6.6.5 麦克斯韦速率分布律的实验验证 218
*6.7 玻尔兹曼分布律 219
6.7.1 等温气压公式 219
6.7.2 玻尔兹曼密度分布律（分子按势能的分布规律） 220
6.7.3 玻尔兹曼能量分布律 221
6.8 分子平均碰撞频率和平均自由程 222
习题 224
第7章 热力学基础 227
7.1 准静态过程 228
7.2 内能功热量 229
7.2.1 内能 229
7.2.2 功 230
7.2.3 热量 231
7.3 热力学第一定律 232
7.4 摩尔热容 233
7.5 热力学第一定律在理想气体中的应用 234
7.5.1 等体过程定体摩尔热容 234
7.5.2 等压过程定压摩尔热容 234
7.5.3 等温过程 236
7.5.4 绝热过程 236
7.6 循环过程 240
7.6.1 循环过程及热机效率 241
7.6.2 卡诺循环及其效率 242
7.6.3 内燃机的效率 244
7.6.4 逆循环制冷机 245
7.7 热力学第二定律 246
7.7.1 自然过程的方向性 246
7.7.2 可逆过程和不可逆过程 248
7.7.3 热力学第二定律的两种常见表述 248
7.7.4 热力学第二定律的微观意义 250
7.7.5 热力学第二定律的概率性表述 250
7.7.6 热力学第一定律与热力学第二定律的区别和联系及“可用能” 252
7.8 熵 252
7.8.1 玻尔兹曼熵与熵增加原理 252
*7.8.2 信息与熵 253
【阅读材料】——生活中的热现象 255
习题 256
第四篇 电磁学
第8章 静电场 261
8.1 电荷守恒定律 库仑定律 262
8.1.1 电荷 262
8.1.2 库仑定律 264
8.2 电场强度 267
8.2.1 电场 267
8.2.2 电场强度的计算 268
8.2.3 电荷在电场中受力的应用 275
8.3 高斯定理 276
8.3.1 电场线 277
8.3.2 电通量 278
8.3.3 高斯定理的推导 279
8.3.4 由高斯定理求电场强度 282
8.4 静电场力的功 静电场的环路定理 289
8.4.1 静电场力的功 289
8.4.2 静电场的环路定理 290
8.4.3 电势能与电势 291
8.4.4 电势的计算 292
8.5 等势面电场强度与电势的微分关系 297
8.5.1 等势面 297
8.5.2 电场强度与电势的微分关系 300
8.6 静电场中的导体 302
8.6.1 导体的静电平衡 302
8.6.2 导体上电荷的分布 303
8.6.3 导体表面附近的电场强度 305
8.7 静电场中的电介质 310
*8.7.1 电介质的极化机制 310
*8.7.2 极化强度矢量P 312
*8.7.3 极化电荷与自由电荷的关系 312
8.7.4 电位移矢量与介质中的高斯定理 313
8.8 电容 315
8.8.1 孤立导体的电容 315
8.8.2 电容器的电容 316
8.8.3 电容器电容的计算 317
8.9 电场的能量 319
8.9.1 电容器的储能 320
8.9.2 电场的能量和能量密度 320
【阅读材料】 323
习题 325
习题答案 331
参考文献 342
附录 343
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