本教材综合、借鉴了国内外大学物理教材的优势和特色，教材结构和教学内容更切合目前我国大学物理教育的实际情况。教材分为上、下两册，上册主要内容为经典力学、机械振动与机械波、分子动理论和热力学基础；下册主要内容为电磁学、波动光学、狭义相对论和量子物理基础。教学内容覆盖了教育部基础物理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》的核心内容，教学内容层次分明，可以满足不同层次、不同学时的教学需求。 

　　大学物理课程教学改革已经轰轰烈烈地走过了20多个年头，在课程体系、教学内容、教学手段和方法等诸多方面都进行了多方位的改革与尝试，取得了众多令人瞩目的研究成果。但有一点是不会改变的，那就是大学物理课程是高等教育课程体系中的基础课。多年的改革形成了一种共识： 物理教育是培养学生科学素质的教育。

大学物理课程的教学目标是： （1）使学生建立描述物质运动的基本概念、认识物质运动的基本规律、掌握描述物质运动的基本方法； （2）培养学生科学的思想方法和思维方式，提高分析问题和解决问题的能力； （3）让学生得到科学精神、科学态度和科学方法的熏陶，使其具备成为新世纪科学与技术人才的基本素质。基于上述认识，编写本教材的一些主要思路和做法如下。

1. 本教材是在大众教育、中学新课改的背景下编写的。由于全国各地课改的方式、程度不同，高考理科综合的科目选择的不同，使得学生的中学物理基础参差不齐。为适应这些变化，本教材将力学的起点做了一些调整，质点运动学从一维运动开始讲起，但并不与高中内容重复，而是着重强调物理量的矢量表示与运算，重点强调利用高等数学中的微积分方法，研究函数与变量问题。质点动力学仍从牛顿定律开始，但更突出强调牛顿定律的内涵、适用条件与范围； 进一步拓展关于质量、惯性等的认识； 同时运用微积分方法凸显牛顿第二定律的矢量性、瞬时性和叠加性； 通过分析和研究各种变力、变加速问题，使教学内容既能与中学内容有机衔接，又在内容和方法上不重复中学内容与方法。

2. 学生从中学进入大学，无论是思维方式，还是学习方法都要经历重大转变。为帮助学生尽快完成思维方式和学习方法的转变，本教材编写注重高等数学矢量运算、微积分方法的贯通。多年的教学经验表明，学生在大学物理课程学习中面临的一个重要挑战，就是高等数学中的矢量运算方法、微积分方法、函数与变量等在物理学中的应用。学习高等数学是一回事，应用学到的数学方法分析、解决物理问题又是一回事，使学生将两者衔接起来，融会贯通并非想象的那么容易。因此，本教材从质点力学开始就特别强调矢量运算、函数与变量和微积分思想方法，并且将这些方法贯穿教材始终。教材结构设计上将微积分应用比较集中的质点力学和电磁学部分分别放在上、下册，使难点分散开。

3. 在相对论和量子论部分，本教材借鉴了北美教材的内容体系，重点强调现代物理思想和概念，弱化或避开繁复的数学方程，强化了现代物理特别是量子力学相关的一些实验结果的介绍，例如电子直边衍射实验、电子双缝衍射实验、单光子实验等。更多地将量子力学的一些抽象概念形象化、具体化，例如隧道效应的应用、一维势阱模型、物质波概念（量子围栏）等。

4. 教材中设置了温馨提示、问题讨论栏目： 提示内容多是作者多年教学经验的积累，主要是为了提示学生学习的重点与难点、分析问题的要点和关键； 提示学生需要注意和容易混淆的概念； 提示学生如何通过比较学习，区分不同概念、不同定理定律间的区别与联系； 提示学生相关物理概念的背景知识等。问题讨论多为相关知识概念的拓展内容，有助于学生更好地理解和掌握基本概念及其应用。

5. 思考题分散于教材的各个部分，这样使得问题更有针对性，也更有利于学生及时检查学习效果，反馈没有搞清的概念、原理、定理、定律等，以便及时解决问题，使得阅读教材更有的放矢。

6. 本教材教学内容覆盖了“教育部非物理类理工科大学物理教学基本要求”的核心内容，有些教学内容，例如流体曳力、刚体的旋进运动、熵与能源、电介质中的高斯定理、LC振荡电路等打上了*号，而对称性与守恒定律、非线性振动与混沌、熵与信息等教学内容打上了**号，其目的是使得教学内容层次更分明，可以满足不同层次、不同学时的教学需求。

7. 习题设置上，增大了更能检验和考核对基本概念的掌握与理解的选择题的量； 练习题分为了三个层次，第一个层次为简单练习题，只要理解和掌握了基本概念与原理，即可正确分析与求解这些问题。该层次练习题加注了对应的章节的内容标题，更方便教学中师生有针对性地选择题目。第二个层次为综合练习题，这些问题通常需要综合运用前面的知识或更多的数学技巧才能分析和求解。第三个层次为趣味与应用问题，这些问题选取了一些科学、技术、生活中的趣味与应用问题，引导学生保持对自然的好奇心、更多地观察周围的世界，学习如何用物理原理解释自然现象，从而更深刻地理解周围的物质世界及其运动规律。同时也希望通过这些问题对学生进行多渠道、多层次、全方位的科学思维方法的训练。

本书上册第1～2章由孙燕云编写，第3～4章由朱浩编写，第5～11章由王莉编写； 下册第12章由朱浩编写，第13～15章由崔占涛编写，第16～19章由王莉编写。上册插图由孙燕云、朱浩和崔占涛共同完成，下册插图由王莉完成； 全书习题由王莉、朱浩、崔占涛、孙燕云共同完成，全书由王莉统稿。

本教材的前身《大学物理教程》讲义曾于2014年在西南交通大学2013级部分理工科专业中试用，后经修订《大学物理教程》（修订讲义）于2015年在西南交通大学2014级部分理工科专业中试用，经最后修订成稿形成这套教材。讲义与教材的编写得到了西南交通大学教务处的大力支持并予以立项； 在讲义试用过程中，得到了物理科学及技术学院和物理系领导吴平、张晓、曾勇以及同事们的支持与帮助； 教材能够顺利出版，得到了清华大学出版社朱红莲老师的热情帮助，在此向他们一并致以衷心的感谢！同时，向本书编写过程中所参阅的书籍、文献的作者致以诚挚的谢意！由于作者的学识浅薄，书中错误与不足之处在所难免，希望专家、同行和读者批评指正。
编者
2015年8月于四川成都

第1章质点运动学 


1.1描述质点运动的几个基本概念 


1.1.1参考系 


1.1.2坐标系 


1.1.3时间时刻（瞬时）和时间间隔 


1.1.4质点 


1.1.5惯性系和非惯性系 


1.2—维直线运动 


1.2.1位置矢量和质点运动方程 


1.2.2位移矢量 


1.2.3路程 


1.2.4平均速度和瞬时速度平均速率和瞬时速率 


1.2.5平均加速度和瞬时加速度 


1.3曲线运动 


1.3.1运动的独立性运动叠加原理 


1.3.2二维平面运动的直角坐标描述 


1.3.3三维曲线运动的直角坐标描述 


1.4质点圆周运动的自然坐标描述 


1.4.1自然坐标系 


1.4.2自然坐标系中质点圆周运动的描述 


1.5质点圆周运动的角量描述 


1.5.1角位置 


1.5.2角位移 


1.5.3角速度 


1.5.4角加速度 


1.5.5角量与线量的关系 


1.6相对运动 


第1章习题 


第2章力与运动 


2.1力与加速度——牛顿三大运动定律 


2.1.1牛顿第YI定律与惯性参考系 


2.1.2牛顿第二定律 


2.1.3牛顿第三定律 


2.2牛顿定律的应用 


2.3流体曳力与收尾速率 


2.4非惯性系中的牛顿定律 


第2章习题 


第3章能量和功机械能守恒定律 


3.1质点的动能功质点动能定理 


3.1.1质点的动能 


3.1.2功 


3.1.3质点的动能定理 


3.2质点系的动能和动能定理 


3.2.1质点系的动能 


3.2.2质点系动能定理 


3.2.3一—对内力的功 


3.3保守力的功势能 


3.4机械能机械能守恒定律 


3.4.1机械能守恒定律 


3.4.2势能与保守力的微分关系 


3.4.3势能曲线 


3.5功能原理能量守恒定律 


3.5.1功能原理 


3.5.2能量守恒和转化定律 


第3章习题 


第4章动量动量守恒定律 


4.1质点的动量动量定理 


4.1.1质点的动量 


4.1.2质点的冲量和动量定理 


4.2质点系和质心质心运动定理 


4.2.1质点系的动量 


4.2.2质心 


4.2.3质心运动定理 


4.2.4质心速度与加速度 


4.2.5质心参考系 


4.3质点系动量定理动量守恒定律 


4.3.1质点系动量定理 


4.3.2动量守恒定律 


4.4火箭飞行原理 


4.4.1火箭不受任何外力作用 


4.4.2火箭受到外力作用 


4.4.3多级火箭 


4.5碰撞 


4.5.1一维完全非弹性碰撞 


4.5.2一维完全弹性碰撞 


4.5.3二维弹性碰撞 


第4章习题 


第5章刚体转动动力学 


5.1刚体的运动 


5.2刚体定轴转动动能与转动惯量 


5.2.1刚体质点系的动能 


5.2.2刚体的定轴转动动能 


5.2.3刚体的定轴转动惯量 


5.2.4转动惯量的计算 


5.3力矩刚体定轴转动定律 


5.3.1刚体对固定点的力矩 


5.3.2刚体对固定轴的力矩 


5.3.3刚体定轴转动定律 


5.3.4刚体定轴转动定律的应用 


5.4定轴转动刚体的功和能 


5.4.1力矩的功 


5.4.2定轴转动刚体的动能 


5.4.3定轴转动刚体的势能 


第5章习题 


第6章角动量角动量守恒定律 


6.1质点的角动量与角动量守恒定律 


6.1.1质点的角动量 


6.1.2质点的角动量定理 


6.1.3质点的角动量守恒定律 


6.2质点系的角动量与角动量守恒定律 


6.2.1质点系的角动量 


6.2.2质点系的角动量定理 


6.2.3质点系的角动量守恒定律 


6.3定轴转动刚体的角动量与角动量守恒定律 


6.3.1定轴转动刚体对轴的角动量 


6.3.2定轴转动刚体的角动量定理 


6.3.3定轴转动刚体的角动量守恒定律 


6.4刚体的旋进运动（进动） 


6.5对称性与守恒定律 


6.5.1对称性概念 


6.5.2常见的对称操作 


6.5.3物理学中的对称性 


6.5.4对称守恒与作用量 


6.5.5守恒定律与时空对称性 


第6章习题 


第7章机械振动 


7.1简谐振动 


7.1.1简谐振动的判据 


7.1.2弹簧振子简谐振动的位移、速度和加速度 


7.1.3描述简谐振动的特征量 


7.2简谐振动与圆周运动 


7.3简谐振动系统的机械能 


7.4其他简谐振动系统 


7.4.1单摆的摆动 


7.4.2物理摆的摆动 


7.4.3角谐振子 


7.5振动的合成频谱分析 


7.5.1同方向同频率的两个简谐振动的合成 


7.5.2同方向同频率的个简谐振动的合成 


7.5.3同方向不同频率的两个简谐振动的合成——拍 


7.5.4相互垂直的两个简谐振动的合成 


7.5.5频谱分析 


7.6阻尼振动受迫振动和共振 


7.6.1阻尼振动 


7.6.2受迫振动和共振 


7.7非线性振动与混沌现象 


7.7.1非线性振动 


7.7.2单摆的非线性摆动与混沌现象 


第7章习题 


第8章机械波 


…… 


第9章理想气体系统及其统计分布规律 


第10章热力学第YI定律卡诺循环 


第11章热力学第二定律熵