內容簡介
《大學物理學力學熱學(第3版)》可作為高等院校的物理教材，也可以作為中學物理教師教學或其他讀者自學的參考書，與《大學物理學力學熱學(第3版)》配套的《大學物理學（第3版）學習輔導與習題解答》可幫助讀者學習。《大學物理學力學熱學(第3版)》封面貼有清華大學出版社防偽標籤， 無標籤者不得銷售。
圖書目錄
今日物理趣聞A 基本粒子1
A.1 粒子的發現與特徵1
A.2 粒子分類2
A.3 粒子的轉化與守恆定律4
A.4 夸克5
A.5 色6
A.6 粒子研究與技術8
第1篇 力學
第1章 質點運動學13
1.1 參考系13
1.2 質點的位矢、位移和速度17
1.3 加速度21
1.4 勻加速運動25
1.5 拋體運動27
1.6 圓周運動31
1.7 相對運動35
提要37
思考題38
習題39
科學家介紹 伽利略42
第2章 運動與力44
2.1 牛頓運動定律44
2.2 常見的幾種力48
2.3 基本的自然力51
2.4 套用牛頓定律解題54
2.5 非慣性系與慣性力58
2.6 科里奧利力62
2.7 潮汐65
提要70
思考題70
習題72
科學家介紹 牛頓78
今日物理趣聞B 混沌——決定論的混亂80
B.1 決定論的可預測性80
B.2 決定論的不可預測性80
B.3 對初值的敏感性82
B.4 幾個混沌現象實例83
第3章 動量與角動量86
3.1 衝量與動量定理86
3.2 動量守恆定律89
3.3 火箭飛行原理92
3.4 質心94
3.5 質心運動定理96
3.6 質點的角動量和角動量定理100
3.7 角動量守恆定律102
3.8 質點系的角動量定理104
3.9 質心參考系中的角動量106
提要107
思考題108
習題109
科學家介紹 克卜勒112
第4章 功和能113
4.1 功113
4.2 動能定理116
4.3 勢能119
4.4 引力勢能121
4.5 由勢能求保守力123
4.6 機械能守恆定律125
4.7 守恆定律的意義131
4.8 碰撞132
4.9 兩體問題137
4.10 流體的穩定流動139
4.11 伯努利方程140
提要144
思考題145
習題147
今日物理趣聞C 奇妙的對稱性152
C.1 對稱美152
C.2 對稱性種種154
C.3 物理定律的對稱性155
C.4 宇稱守恆與不守恆155
C.5 自然界的不對稱現象157
C.6 關於時間的對稱性158
第5章 剛體的轉動160
5.1 剛體轉動的描述160
5.2 轉動定律162
5.3 轉動慣量的計算164
5.4 轉動定律的套用167
5.5 角動量守恆170
5.6 轉動中的功和能173
5.7 進動177
提要179
思考題180
習題182
第6章 振動187
6.1 簡諧運動的描述187
6.2 簡諧運動的動力學190
6.3 簡諧運動的能量194
6.4 阻尼振動195
6.5 受迫振動 共振197
6.6 同一直線上同頻率的簡諧運動的合成199
6.7 同一直線上不同頻率的簡諧運動的合成200
6.8 諧振分析202
6.9 兩個相互垂直的簡諧運動的合成204
提要205
思考題206
習題207
第7章 波動211
7.1 行波211
7.2 簡諧波212
7.3 物體的彈性形變217
7.4 彈性介質中的波速219
7.5 波的能量221
7.6 惠更斯原理與波的反射和折射224
7.7 波的疊加 駐波228
7.8 聲波232
7.9 地震波234
7.10 水波236
7.11 都卜勒效應237
7.12 行波的疊加和群速度241
7.13 孤子243
提要245
思考題246
習題247
第8章 狹義相對論基礎253
8.1 牛頓相對性原理和伽利略變換253
8.2 愛因斯坦相對性原理和光速不變256
8.3 同時性的相對性和時間延緩257
8.4 長度收縮262
8.5 洛倫茲坐標變換264
8.6 相對論速度變換267
8.7 相對論質量270
8.8 力和加速度的關係272
8.9 相對論動能273
8.10 相對論能量275
8.11 動量和能量的關係278
8.12 相對論力的變換280
提要281
思考題283
習題283
科學家介紹 愛因斯坦286
今日物理趣聞D 彎曲的時空——廣義相對論簡介289
D.1 等效原理289
D.2 光線的偏折和空間彎曲291
D.3 廣義相對論293
D.4 引力時間延緩294
D.5 引力波296
D.6 黑洞297
第2篇 熱學
第9章 溫度和氣體動理論301
9.1 平衡態301
9.2 溫度的概念302
9.3 理想氣體溫標303
9.4 理想氣體狀態方程305
9.5 氣體分子的無規則運動308
9.6 理想氣體的壓強309
9.7 溫度的微觀意義313
9.8 能量均分定理314
9.9 麥克斯韋速率分布律317
9.10 麥克斯韋速率分布律的實驗驗證323
9.11 玻耳茲曼分布律324
9.12 實際氣體等溫線326
9.13 范德瓦耳斯方程327
9.14 非平衡態 輸運過程331
提要335
思考題337
習題339
科學家介紹 玻耳茲曼342
今日物理趣聞E 大爆炸和宇宙膨脹345
E.1 現時的宇宙345
E.2 宇宙膨脹和大爆炸346
E.3 從大爆炸到今天348
E.4 宇宙的未來351
E.5 至大和至小的理論結合起來了354
第10章 熱力學第一定律356
10.1 功 熱量 熱力學第一定律356
10.2 準靜態過程358
10.3 熱容362
10.4 絕熱過程366
10.5 循環過程370
10.6 卡諾循環373
10.7 致冷循環375
提要377
思考題378
習題379
科學家介紹 焦耳384
今日物理趣聞F 能源與環境387
F.1 各式能源的利用387
F.2 人類環境問題388
第11章 熱力學第二定律393
11.1 自然過程的方向393
11.2 不可逆性的相互依存395
11.3 熱力學第二定律及其微觀意義396
11.4 熱力學機率與自然過程的方向398
11.5 玻耳茲曼熵公式與熵增加原理401
11.6 可逆過程404
11.7 克勞修斯熵公式405
11.8 用克勞修斯熵公式計算熵變409
11.9 溫熵圖412
11.10 熵和能量退降413
提要414
思考題415
習題416
今日物理趣聞G 耗散結構419
G.1 宇宙真的正在走向死亡嗎419
G.2 生命過程的自組織現象419
G.3 無生命世界的自組織現象421
G.4 開放系統的熵變422
G.5 稍離平衡的系統423
G.6 遠離平衡的系統424
G.7 通過漲落達到有序425
數值表427
習題答案429
索引438
文摘
插圖：
第1章 質點運動學
經典力學是研究物體的機械運動的規律的。為了研究，首先描述。力學中描述物體
運動的內容叫做運動學。實際的物體結構複雜，大小各異，為了從最簡單的研究開始，引進質點模型，即以具有一定質量的點來代表物體。本章講解質點運動學。相當一部分概念和公式在中學物理課程中已學習過了，本章將對它們進行更嚴格、更全面也更系統化的講解。例如強調了參考系的概念，速度、加速度的定義都用了導數這一數學運算，還普遍加強了矢量概念。又例如圓周運動介紹了切向加速度和法向加速度兩個分加速度。最後還介紹了同一物體運動的描述在不同參考系中的變換關係——伽利略變換。
1.1 參考系
現在讓我們從一般地描述質點在三維空間中的運動開始。
物體的機械運動是指它的位置隨時間的改變。位置總是相對的，這就是說，任何物體的位置總是相對於其他物體或物體系來確定的。這個其他物體或物體系就叫做確定物體位置時用的參考物。例如，確定交通車輛的位置時，我們用固定在地面上的一些物體，如房子或路牌作參考物。
經驗告訴我們，相對於不同的參考物，同一物體的同一運動，會表現為不同的形式。例如，一個自由下落的石塊的運動，站在地面上觀察，即以地面為參考物，它是直線運動。如果在近旁馳過的車廂內觀察，即以行進的車廂為參考物，則石塊將作曲線運動。物體運動的形式隨參考物的不同而不同，這個事實叫運動的相對性。由於運動的相對性，當我們描述一個物體的運動時，就必須指明是相對於什麼參考物來說的。
確定了參考物之後，為了定量地說明一個質點相對於此參考物的空間位置，就在此參考物上建立固定的坐標系。最常用的坐標系是笛卡兒直角坐標系。這個坐標系以參考物上某一固定點為原點O，從此原點沿3個相互垂直的方向引3條固定在參考物上的直線作為坐標軸，通常分別叫做x，y，z軸。
序言
這部《大學物理學》（第三版）分為上、中（A版、B版）、下四冊，上冊含力學篇、熱學篇，中冊為電磁學篇，下冊為光學篇、量子物理篇。本書自第一版與第二版問世以來，已被多所院校用作教材。根據使用過此書的教師與學生以及其他讀者的反映，也考慮到近幾年物理教學的發展動向，本書推出第三版。第三版內容的撰寫與修改仍延續了第二版的科學性和系統性的特點，保持了原有的體系和風格，並在第二版的基礎上，增加、拓寬了一些內容。
本書內容完全涵蓋了2006年我國教育部發布的“非物理類理工學科大學物理課程基本要求”。書中各篇對物理學的基本概念與規律進行了正確明晰的講解。講解基本上都是以最基本的規律和概念為基礎，推演出相應的概念與規律。筆者認為，在教學上套用這種演繹邏輯更便於學生從整體上理解和掌握物理課程的內容。
力學篇是以牛頓定律為基礎展開的。除了直接套用牛頓定律對問題進行動力學分析外，還引入了動量、角動量、能量等概念，並著重講解相應的守恆定律及其套用。除慣性系外，還介紹了利用非慣性系解題的基本思路，剛體的轉動、振動、波動這三章內容都是上述基本概念和定律對於特殊系統的套用。狹義相對論的講解以兩條基本假設為基礎，從同時性的相對性這一“關鍵的和革命的”（楊振寧語）概念出發，逐漸展開得出各個重要結論。這種講解可以比較自然地使學生從物理上而不只是從數學上弄懂狹義相對論的基本結論。
熱學篇的講述是以微觀的分子運動的無規則性這一基本概念為基礎的。除了闡明經典力學對分子運動的套用外，特別引入並加強了統計概念和統計規律，包括麥克斯韋速率分布律的講解。對熱力學第一定律也闡述了其微觀意義。對熱力學第二定律是從巨觀熱力學過程的方向性講起，說明方向性的微觀根源，並利用熱力學機率定義了玻耳茲曼熵並說明了熵增加原理，然後再進一步導出克勞修斯熵及其計算方法。這種講法最能揭露熵概念的微觀本質，也便於理解熵概念的推廣套用。
電磁學篇A版按照傳統講法，講述電磁學的基本理論，包括靜止和運動電荷的電場，運動電荷和電流的磁場，介質中的電場和磁場，電磁感應，電磁波等。電磁學篇B版中電磁學的講法則是以愛因斯坦的《論動體的電動力學》為背景，完全展現了帕塞爾教授講授電磁學的思路——從愛因斯坦到麥克斯韋，以場的概念和高斯定律為基礎，根據狹義相對論演繹地引入磁場，並進而導出麥克斯韋方程組其他方程。這種講法既能滿足教學的基本要求，又充分顯示了電磁場的統一性，從而使學生體會到自然規律的整體性以及物理理論的和諧優美。電磁學的講述未止於麥克斯韋方程組，而是繼續講述了電磁波的發射機制及其傳播特徵等。
