本书涵盖了教育部非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会制定的《理工科类大学物理课程教学基本要求》中所有的核心内容，并在此基础上选取了相关的扩展内容. 本书体系完整、结构合理、深度广度适当，同时加强经典与前沿、传统与现代、继承与创新的联系，突出了相关物理学进展以及高新科学技术在实际中的应用. 本书分为上、下两册，上册包括力学和电磁学，下册包括热力学基础、气体动理论、机械振动、机械波和电磁波、波动光学、狭义相对论基础、量子物理基础等. 书中的典型例题附有视频讲解，读者可通过手机扫描二维码学习相关知识。 本书可作为应用型高等学校理工科非物理类专业的教材，也可供其他院校相关专业选用.

本书第一版于2012年2月由西安电子科技大学出版社出版，得到了广大师生的厚爱，被许多高校选为本科生“大学物理”课程的教材或参考书. 本书再版于2017年12月，再版期间许多读者以各种方式表达了对本书内容体系、章节结构以及撰写风格的肯定，同时提出了宝贵的意见和建议. 通过与读者多角度、多层次的交流与探讨，结合近年教学的新趋势、新特点，我们修订、编写了本书的第三版. 这一版在前两版体系和结构的基础上进行了如下修改和补充：第一，对部分章节内容进行了修改，增删了部分习题和例题； 第二，针对典型例题，精心录制了相应的视频，便于读者通过多种终端设备进行自主学习； 第三，增加了本章小结，帮助读者把握重要知识点及其相互联系； 第四，更新了部分阅读材料. 全书由朱长军、翟学军统稿并担任主编，马保科、王安祥担任副主编. 参加本书编写工作的还有高宾、周光茜、常红芳、尹纪欣、张晓娟、王晓娟、张晓军、王晶、余花娃、张崇辉、赵旭梅、陈爱民等. 由于编者水平有限，虽对本书进行了多次修改与补充，不足之处仍在所难免. 在此，衷心感谢广大读者对本书的热情关注，殷切期望读者和同行专家给予批评和指正. 编 者2023年4月

矢量及其运算 1 物理量的单位和量纲 4 阅读材料之物理大师 8 第1章 质点运动学 13 1.1 质点 参考系 坐标系 时空 13 1.1.1 质点 质点系 13 1.1.2 参考系 坐标系 14 1.1.3 时间和时空 15 1.2 描述质点运动的物理量 17 1.2.1 位置矢量与运动方程 17 1.2.2 位移与路程 18 1.2.3 速度 20 1.2.4 加速度 22 1.3 几种典型的质点运动 25 1.3.1 直线运动 25 1.3.2 曲线运动(抛体运动) 26 1.3.3 运动学中的两类问题 28 1.4 速度和加速度在自然坐标系中的表示 31 1.4.1 圆周运动的切向加速度和法向加速度 31 1.4.2 圆周运动及其角量描述 33 1.4.3 一般曲线运动的切向加速度和法向加速度 35 1.5 相对运动 39 1.5.1 相对运动中的位置关系 39 1.5.2 相对运动中的速度关系 40 1.5.3 相对运动中的加速度关系 41 本章小结 43 习题一 44 阅读材料之物理原理 48 第2章 牛顿运动定律 50 2.1 牛顿定律 50 2.1.1 牛顿第一定律 52 2.1.2 牛顿第二定律 53 2.1.3 牛顿第三定律 54 2.2 力学中常见的几种力 55 2.2.1 力的基本类型 55 2.2.2 万有引力 重力 55 2.2.3 弹性力 57 2.2.4 摩擦力 58 2.3 牛顿定律的应用 59 2.3.1 质点的直线运动 60 2.3.2 变力作用下的直线运动 62 2.3.3 质点的曲线运动 65 2.4 惯性系与非惯性系 67 2.4.1 惯性系与非惯性系概述 67 2.4.2 非惯性系中的力学 68 2.4.3 牛顿运动定律的适用范围 68 本章小结 70 习题二 70 阅读材料之物理前沿 75 第3章 动量守恒定律和能量守恒定律 78 3.1 质点和质点系的动量定理 78 3.1.1 质点的动量定理 78 3.1.2 质点系的动量定理 82 3.2 动量守恒定律 84 3.3 动能定理 88 3.3.1 功 88 3.3.2 质点的动能定理 91 3.4 保守力与非保守力 势能 92 3.4.1 几种常见力的做功特点 92 3.4.2 保守力与非保守力 95 3.4.3 势能 96 3.4.4 势能曲线 97 3.5 功能原理 机械能守恒定律 98 3.5.1 质点系的动能定理 98 3.5.2 功能原理 99 3.5.3 机械能守恒定律 101 3.6 能量守恒定律 102 3.7 碰撞 103 3.7.1 完全弹性碰撞 104 3.7.2 完全非弹性碰撞 105 3.7.3 非弹性碰撞 105 3.8 质心 质心运动定律 106 3.8.1 质心 107 3.8.2 质心运动定律 107 3.9 质点的角动量定理和角动量守恒定律 108 3.9.1 质点对某一定点的角动量 109 3.9.2 质点对轴线的角动量定理 109 本章小结 113 习题三 114 阅读材料之百年展望 118 第4章 刚体力学 121 4.1 刚体的运动 121 4.1.1 刚体的平动和转动 121 4.1.2 刚体运动的自由度 122 4.1.3 刚体的定轴转动 123 4.2 刚体绕定轴转动的角动量和转动惯量 125 4.2.1 刚体定轴转动的角动量 125 4.2.2 刚体的转动惯量 126 4.2.3 转动惯量的平行轴定理 129 4.3 刚体定轴转动定律 130 4.3.1 对定轴的力矩 130 4.3.2 定轴转动的角动量定理和转动定理 132 4.4 刚体定轴转动的功能原理和角动量守恒定律 135 4.4.1 力矩的功 135 4.4.2 刚体定轴转动的动能定理 136 4.4.3 刚体的重力势能 137 4.4.4 刚体定轴转动的角动量守恒定律 138 本章小结 140 习题四 141 阅读材料之应用物理 145 第5章 静电场 148 5.1 电荷及其库仑定律 148 5.1.1 电荷 148 5.1.2 库仑定律 149 5.2 电场 电场强度 152 5.2.1 电场 152 5.2.2 电场强度 152 5.2.3 电场强度的计算 153 5.2.4 电偶极子 155 5.3 高斯定理及其应用 161 5.3.1 电场线 161 5.3.2 电通量 163 5.3.3 高斯定理的表述 164 5.3.4 高斯定理的应用 167 5.4 静电场的环路定理 电势 170 5.4.1 电场力的功 171 5.4.2 电场强度的环流 172 5.4.3 电势及电势差 172 5.4.4 电势的计算 174 5.5 等势面 电场强度与电势的微分关系 178 5.5.1 等势面 178 5.5.2 电场强度与电势的微分关系 180 本章小结 182 习题五 184 阅读材料之物理科技（一） 188 第6章 静电场中的导体与电介质 191 6.1 静电场中的导体 191 6.1.1 物质电性质的分类 191 6.1.2 导体的静电平衡 192 6.1.3 导体静电平衡的应用 195 6.2 静电场中的电介质 200 6.2.1 电介质对电场的影响 200 6.2.2 电介质的极化 201 6.2.3 电极化强度与极化电荷的关系 203 6.2.4 电介质中的高斯定理 204 6.3 电容和电容器 207 6.3.1 孤立导体的电容 208 6.3.2 电容器的电容 208 6.3.3 几种常见的电容器及其电容的计算 209 6.3.4 电容器的串联和并联 211 6.4 静电场的能量和能量密度 212 6.4.1 电容器的储能 212 6.4.2 静电场的能量 能量密度 213 本章小结 215 习题六 217 阅读材料之材料物理 220 第7章 稳恒磁场 223 7.1 稳恒电流 电动势 223 7.1.1 电流与电流密度 223 7.1.2 恒定电场 224 7.1.3 欧姆定律的微分形式 225 7.1.4 电源电动势 226 7.2 磁场 磁感应强度 227 7.2.1 磁现象与磁场 227 7.2.2 磁感应强度 228 7.3 毕奥-萨伐尔定律 229 7.3.1 毕奥-萨伐尔定律的定义 229 7.3.2 毕奥-萨伐尔定律的应用举例 230 7.3.3 运动电荷的磁场 234 7.4 磁通量 磁场中的高斯定理 235 7.4.1 磁感应线 235 7.4.2 磁通量 磁场中的高斯定理 236 7.5 安培环路定理 238 7.5.1 安培环路定理 238 7.5.2 安培环路定理的应用举例 240 7.6 带电粒子在电场和磁场中的运动 245 7.6.1 洛伦兹力 245 7.6.2 带电粒子在磁场中的运动 245 7.6.3 带电粒子在电场和磁场中运动的应用 247 7.7 磁场对载流导线的作用 250 7.7.1 磁场对载流导线的作用 250 7.7.2 均匀磁场对载流线圈的作用 253 7.7.3 磁力的功 255 7.8 磁介质中的安培环路定理 257 7.8.1 磁介质 257 7.8.2 弱磁质的磁化 磁化强度 258 7.8.3 磁介质中的安培环路定理 磁场强度 260 7.8.4 铁磁质 263 本章小结 265 习题七 267 阅读材料之发展前景 272 第8章 电磁感应 276 8.1 电磁感应定律 276 8.1.1 电磁感应现象 276 8.1.2 楞次定律 277 8.1.3 法拉第电磁感应定律 278 8.2 动生电动势与感生电动势 281 8.2.1 动生电动势 281 8.2.2 感生电动势 285 8.2.3 涡电流 288 8.2.4 感应与能量转换 289 8.3 自感和互感 290 8.3.1 自感 290 8.3.2 互感 292 8.4 磁场能量 294 8.5 麦克斯韦电磁理论简介 297 8.5.1 位移电流 全电流安培环路定理 297 8.5.2 麦克斯韦方程组的积分形式 299 本章小结 301 习题八 302 阅读材料之物理科技（二） 306 参考答案 310