第0章緒論/1
0.1物理學及其研究對像/1
0.2大學物理課程的地位、性質、目的及意義/1
0.3課程的學習方法及要求/2
0.4大學生談如何學習大學物理/2
第1章質點力學/4
1.1質點運動的描述/4
1.1.1參考繫、坐標繫、質點/4
1.1.2質點運動的矢量描述/6
1.1.3質點運動學兩類問題/12
1.2圓周運動/15
1.2.1平面極坐標下的圓周運動/15
1.2.2圓周運動的角速度和角加速度/15
1.2.3圓周運動的切向加速度和法向加速度/16
1.3牛頓運動定律/19
1.3.1牛頓三大定律/19
1.3.2力學中常見的力/21
1.3.3相對運動/24
1.4慣性參考繫與力學相對性原理/26
1.4.1慣性參考繫/26
1.4.2力學相對性原理/26
1.5質點動量定理和動量守恆定律/27
1.5.1動量與衝量/27
1.5.2動量定理/28
1.5.3質點繫的動量定理/29
1.5.4動量守恆定律/31
1.6質點繫的功能原理與機械能守恆定律/33
1.6.1功與動能定理/33
1.6.2保守力與非保守力/38
1.6.3功能原理、機械能守恆定律/43
1.7嫦娥工程——力學應用篇/46
1.7.1“嫦娥一號”的探月過程/47
1.7.2“嫦娥一號”飛行過程中的力學原理/48
總習題一/50
第2章剛體力學/54
2.1剛體運動的描述/54
2.1.1剛體模型/54
2.1.2剛體的平動和轉動/55
2.1.3剛體定軸轉動的描述/55
2.2力矩、轉動定律、轉動慣量/57
2.2.1力矩/57
2.2.2轉動定律/59
2.2.3轉動慣量/59
2.3角動量與角動量守恆定律/64
2.3.1質點的角動量/64
2.3.2剛體定軸轉動的角動量/65
2.3.3剛體定軸轉動的角動量定理/65
2.3.4剛體定軸轉動的角動量守恆定律/66
2.4力矩做功與剛體繞定軸轉動的動能定理/69
2.4.1力矩做功/69
2.4.2剛體的轉動動能/70
2.4.3剛體繞定軸轉動的動能定理/70
2.5剛體力學應用篇/72
2.5.1陀螺儀/72
2.5.2體育運動中的力學原理/73
2.5.3直升機的尾槳/73
總習題二/74
大學物理目錄第3章靜電場/79
3.1電荷與電場/79
3.1.1電荷/79
3.1.2電場/80
3.1.3電場強度/81
3.1.4點電荷電場強度的計算/82
3.2靜電場的高斯定理/85
3.2.1電場線/85
3.2.2電通量/86
3.3靜電場的環路定理/92
3.3.1環路定理/92
3.3.2電勢/93
3.3.3電勢的計算/95
3.3.4電勢梯度/98
3.4靜電場中的導體/101
3.4.1導體的靜電平衡/101
3.4.2尖端放電/103
3.4.3空腔導體與靜電屏蔽/103
3.5電容器與電場能/106
3.5.1電容器/106
3.5.2靜電場的能量/108
3.6靜電場中的電介質/109
3.6.1電介質的極化/109
3.6.2介質中的靜電場/111
3.7電位移與有介質時的高斯定理/112
3.7.1有電介質時的高斯定理/112
3.7.2電介質中高斯定理的應用/113
3.8靜電場應用篇/114
3.8.1靜電復印機的工作原理/114
3.8.2靜電火箭發動機/117
總習題三/118
第4章穩恆磁場/123
4.1磁現像/123
4.1.1磁現像及其特點/123
4.1.2磁與電之間的關聯/123
4.1.3磁現像的本質/124
4.2磁場及磁感應強度/124
4.2.1磁感應強度/125
4.2.2穩恆電流/125
4.2.3畢奧薩伐爾定律/126
4.3磁場的高斯定理與環路定理/130
4.3.1磁場的高斯定理/130
4.3.2安培環路定理/133
4.3.3安培環路定理的應用舉例/135
4.4帶電粒子在電場和磁場中的運動/138
4.4.1帶電粒子在電場、磁場中的受力/138
4.4.2帶電粒子在磁場中的運動舉例/138
4.4.3帶電粒子在電場和磁場中的運動舉例/140
4.4.4霍爾效應/141
4.5載流導線在磁場中所受的力/143
4.5.1安培力/143
4.5.2磁場對載流線圈作用的磁力矩/145
4.6磁場中的磁介質/147
4.6.1磁介質概述/147
4.6.2鐵磁質/148
4.6.3磁導率/150
4.7穩恆磁場應用篇/150
4.7.1電磁軌道炮/150
4.7.2磁電式電流計/152
總習題四/153
第5章時變電磁場/158
5.1電磁感應/158
5.1.1電源/158
5.1.2電動勢/159
5.1.3電磁感應現像/160
5.1.4法拉第電磁感應定律/160
5.1.5楞次定律/161
5.2感應電動勢/164
5.2.1動生電動勢/164
5.2.2感生電動勢/167
5.2.3渦電流/170
5.3自感和互感/171
5.3.1自感現像、自感繫數、自感電動勢/171
5.3.2自感繫數和自感電動勢的計算/172
5.3.3互感現像、互感繫數、互感電動勢/174
5.3.4互感繫數和互感電動勢的計算/175
5.3.5磁場的能量/176
5.4位移電流和麥克斯韋電磁場方程組/179
5.4.1麥克斯韋位移電流假設/179
5.4.2安培環路定理的推廣/180
5.4.3麥克斯韋方程組/181
5.5時變電磁場應用篇/183
5.5.1無線充電技術/183
5.5.2電磁場與電磁波在電子通信技術中的應用/186
5.5.3北鬥衛星導航繫統/187
總習題五/189
第6章振動與波動/194
6.1簡諧振動/194
6.1.1簡諧振動的特征/194
6.1.2簡諧振動的振幅、周期和相位/197
6.1.3單擺與復擺/200
6.1.4旋轉矢量/201
6.1.5簡諧振動的能量/203
6.2簡諧振動的合成/205
6.2.1同方向、同頻率簡諧振動的合成/206
6.2.2同方向、不同頻率簡諧振動的合成/206
6.2.3兩個相互垂直的同頻率簡諧振動的合成/207
6.2.4兩個相互垂直的不同頻率簡諧振動的合成/208
6.3阻尼振動、受迫振動、共振/209
6.3.1阻尼振動/209
6.3.2受迫振動/211
6.4機械波的運動學/212
6.4.1機械波的產生和傳播/212
6.4.2平面簡諧波函數/214
6.5波的能量/220
6.5.1波動能量的傳播/220
6.5.2能流與能流密度/221
6.6惠更斯原理及波的衍射、反射和折射/222
6.6.1惠更斯原理/222
6.6.2波的衍射、反射和折射/223
6.7波的干涉與駐波/224
6.7.1波的疊加原理、波的干涉/224
6.7.2駐波/227
6.8聲波、超聲波、次聲波/232
6.8.1聲波/232
6.8.2超聲波/233
6.8.3次聲波/234
6.9多普勒效應/235
6.9.1波源相對於介質靜止，觀察者相對於介質運動/235
6.9.2觀察者相對於介質靜止，波源相對於介質運動/236
6.9.3波源和觀察者同時相對於介質運動/236
6.10振動與波動應用篇/237
6.10.1超聲波及其應用/237
6.10.2多普勒效應的應用/239
總習題六/241
第7章波動光學/245
7.1光的基本概念、光程/245
7.1.1光波、光的干涉現像/245
7.1.2光程/247
7.2楊氏雙縫干涉/248
7.2.1楊氏雙縫干涉裝置/248
7.2.2楊氏雙縫干涉條紋分析/249
7.3菲涅耳雙面鏡、洛埃鏡干涉實驗與半波損失/252
7.3.1菲涅耳雙面鏡/252
7.3.2洛埃鏡干涉實驗/252
7.4薄膜干涉/254
7.4.1薄膜干涉分析/254
7.4.2增透膜、增反膜/256
7.4.3劈尖、牛頓環/257
7.4.4邁克爾遜干涉儀/261
7.5光的衍射/263
7.5.1光的衍射現像/264
7.5.2惠更斯菲涅耳原理/264
7.6光的偏振性與馬呂斯定律/275
7.6.1光的偏振性/275
7.6.2偏振片、起偏器與檢偏器/277
7.6.3馬呂斯定律/278
7.6.4反射光和折射光的偏振/279
7.6.5雙折射/281
7.7波動光學應用篇/283
7.7.1光學相控陣雷達/283
7.7.2偏振光應用/285
總習題七/288
附錄A矢量基礎/290
A.1標量/290
A.2矢量/290
A.2.1矢量的表示/290
A.2.2矢量運算/291
附錄B常用物理常量表/295
附錄C希臘字母/297
附錄D常用數學公式/298
參考文獻/302

為適應學校各專業的大學物理教學，突出應用型人纔的培養，我們對《大學物理》教材內容做了較大取舍、刪減。內容包含質點運動學（直線、圓周運動），牛頓力學，相對運動，動量、衝量（力的時間累積效應），功與能量（力的空間累積效應），剛體力學，靜電場，穩恆磁場，時變電磁場，振動與波動，波動光學，矢量（附錄）等。本書具有如下特色。特色一：本教材在應用性、實踐性、科技性方面與社會實踐掛鉤。如介紹了“嫦娥工程”衛星在升空、變軌、著陸等關鍵過程中所蘊含的動量定理、角動量守恆等力學原理。特色二：教材內容很好地反映了當前科技發展前沿，在增強學生的學習新鮮感和提高學生的學習興趣方面做了改進。如在講述剛體角動量守恆的內容時，提供神舟十三號與陀螺儀等技術的拓展閱讀，以及王亞平太空演示實驗、全紅嬋跳水視頻等。特色三：在每章的*後提供了章節閱讀、微視頻等豐富的資源或課程思政等拓展資源，更利於培養學生科技強國的價值觀，增強愛國情懷等。通過“嫦娥工程”、“北鬥衛星”、“天宮一號”、“電磁彈射”、“三峽水利工程”、“中國空間太陽能電站”等案例，培養學生探索未知的精神和加強學生的專業使命感。特色四：教材內容與線上資源相融合，更利於混合式教學的開展，便於化解教學重難點，提升教學效果。教材內容的設計安排充分與已具規模的超星學習通平臺線上資源相結合，使教學更具交互性和規範性，充分實現真正意義上的師生互動式交流。本書由萬若楠、劉朝山、孫小廣、瀋曉芳任主編，負責策劃、定稿等工作。李加定獨立編寫了十餘萬字的振動與波動、波動光學。參與編寫的還有吳實、周政、龍曉燕、楊蓓、張亦勛、王虓、祝秀芬、馬帥兵、鄧乃經、吳庭俊。本書編寫過程中，我們參考、借鋻了趙肇雄、吳實、熊正燁主編的《大學物理學》，以及大量的網絡資源，在此表示衷心感謝！由於作者水平有限，書中難免存在疏漏之處，歡迎讀者批評指正。編者2023年10月