大學物理習題精編 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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侯磊，紀衛莉 編

圖書標籤:

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• 教材
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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111528524

版次：1

商品編碼：11874641

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十三五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2016-02-01

用紙：膠版紙

頁數：62

內容簡介

　　本書是配閤“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材《大學物理簡明教程》上、下冊（機械工業齣版社齣版，施衛主編）的課堂教學，麵對21世紀對人纔培養的新要求、完全學分製下學生自由選課和專業認證的新形勢，總結西安理工大學多年來大學物理課程的教學改革與實踐經驗編寫而成的。按照教育部現行的《理工科類大學物理課程教學基本要求》，精選典型的習題，使學生通過練習能夠更好的掌握教學大綱所要求的知識點。本書共12章，依次為：質點力學、剛體力學、狹義相對論、氣體動理論、熱力學基礎、機械振動、機械波、波動光學、靜電場、穩恒磁場、電磁感應和電磁場、近代物理學。為瞭方便教學，本書采用活頁裝訂，學生可以根據教學進度按章提交作業。本書不僅可供采用其他大學物理課本作為教材高等學校工科非物理專業的教學輔導書，而且可供文理科有關專業選用和其他專業的教師、學生使用。

目錄

前言
第一章質點力學1
第二章剛體力學7
第三章狹義相對論13
第四章氣體動理論17
第五章熱力學基礎21
第六章機械振動25
第七章機械波29
第八章波動光學33
第九章靜電場39
第十章穩恒磁場47
第十一章電磁感應與電磁場53
第十二章近代物理學59

前言/序言

　　大學物理是高等學校非物理類專業理工科大學生的一門必修基礎課程，涵蓋力、熱、光、電、磁、近代物理等內容，在培養工科大學生基本的物理素養和一定的分析問題、解決問題的能力，為其今後的專業課學習打下堅實的基礎方麵具有重要作用。為此，讓學生進行適當的習題訓練是非常必要的。
　　本書按照教育部現行的《理工科類大學物理課程教學基本要求》，結閤西安理工大學應用物理係全體教師的教學實踐精編而成。書中精選瞭每個知識點的最典型的習題，使學生通過練習能夠更好地掌握教學基本要求所確定的知識點，幫助學生理解和掌握物理基本概念和定律，並能熟練掌握運用物理知識解決問題的方法。本書采用活頁裝訂，方便學生按章提交作業和教師批閱。
　　本書由侯磊和紀衛莉共同編寫，凝聚瞭西安理工大學應用物理係多年來從事工科物理教學教師的心血和智慧。
　　由於編者水平有限，加之編寫時間倉促，書中難免有不足之處，敬請讀者批評指正。
　　編者

深度探索與應用：現代工程計算方法精講 本書聚焦於構建堅實且前沿的數值計算理論基礎，並將其無縫對接至實際工程問題的復雜求解。它不是對傳統物理公式的重復梳理，而是深入剖析如何利用先進的數學工具和計算範式，解決那些經典解析方法難以觸及的領域。 --- 第一部分：離散係統的高效建模與求解 本部分旨在為讀者提供一套係統化的框架，用於將連續的物理問題轉化為可在計算機上高效處理的離散代數係統。 第一章：矩陣運算的優化理論與稀疏化技術 傳統綫性代數在處理超大規模問題時，內存和計算效率成為主要瓶頸。本章從理論層麵剖析瞭矩陣的結構特性，特彆是針對工程中常見的稀疏矩陣的存儲、分解與求解策略。 1.1 稀疏矩陣的存儲格式比較與選擇：詳細對比瞭三對角矩陣存儲格式 (DDS)、坐標列錶格式 (COO)、壓縮行存儲 (CSR) 和壓縮列存儲 (CSC) 的內存占用、訪問速度及適用場景。重點分析瞭在有限元分析（FEA）中，如何動態選擇最優存儲方案以最小化I/O開銷。 1.2 高效的直接求解法：深入探討LU分解、Cholesky分解及其在病態矩陣麵前的穩定性問題。引入迭代重排 (Reordering) 策略，如Minimum Degree Ordering (MD) 和 Nested Dissection 算法，以最小化分解過程中産生的填充 (Fill-in)，從而顯著提高大規模綫性係統的求解速度。 1.3 迭代求解器的收斂性分析：超越基礎的雅可比迭代和高斯-賽德爾迭代，本章著重講解Krylov子空間方法的核心思想。詳細闡述共軛梯度法 (CG) 的推導與應用，特彆是其對對稱正定係統的卓越性能。同時，全麵介紹廣義最小殘量法 (GMRES) 和雙共軛梯度法 (BiCGSTAB) 在非對稱係統中的應用，並提供收斂速度的理論估計。 第二章：預處理技術的藝術與實踐 迭代求解器的性能極度依賴於其預處理器。本章是實現快速收斂的關鍵，聚焦於如何“重塑”係統矩陣，使其特徵值分布更利於迭代。 2.1 代數預處理方法：係統闡述瞭不完全分解 (Incomplete Factorization, ILU/IC) 的不同等級（L/U因子保留策略），並結閤代數多重網格 (AMG) 的基本思想，解釋如何通過粗化和加密過程加速求解，尤其是在網格自適應後的係統。 2.2 基於物理信息的預處理：針對特定物理場（如傳熱或流體動力學）的偏微分方程，探討如何利用方程的對角占優性或特徵值分離特性，設計定製化的預處理器，而不是單純依賴矩陣的代數結構。 --- 第二部分：非綫性問題的求解與穩定性控製 工程實踐中，絕大多數問題均錶現為非綫性，本部分將側重於如何在保證精度的前提下，高效穩定地收斂至真實解。 第三章：高階非綫性迭代方法 超越牛頓法的局限性，本章探討更魯棒、收斂更快的非綫性求解算法。 3.1 牛頓法的改進與修正：詳細分析標準牛頓法在初值選擇不良或存在多解時的失敗案例。引入綫搜索 (Line Search) 技術，結閤信賴域 (Trust Region) 方法，確保每一步迭代都能在閤理的範圍內降低誤差。討論阻尼牛頓法 (Damped Newton) 如何在接近奇點時維持求解的穩定性。 3.2 擬牛頓法（Quasi-Newton Methods）：重點解析BFGS (Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno) 和 DFP (Davidon–Fletcher–Powell) 算法的構造原理。闡述如何通過秩一或秩二的更新公式，近似計算雅可比矩陣的逆，從而避免在每一步迭代中進行昂貴的矩陣求逆運算。 3.3 非光滑優化與全局收斂：探討當目標函數存在不連續導數或約束條件為不等式時，如何應用序列二次規劃 (SQP) 方法，通過求解一係列二次子問題，實現對復雜約束非綫性問題的全局收斂。 第四章：時變係統的數值積分與穩定性 對於涉及時間演化的動態係統（如振動、瞬態傳熱或時域電磁學），選擇正確的積分器至關重要。 4.1 隱式與顯式積分方案的權衡：深入比較龍格-庫塔法 (Runge-Kutta) 的各種顯式變體（如RK4）與後嚮歐拉法、隱式中點法等隱式方法。重點分析無條件穩定性的定義，並解釋為何在求解剛性係統（Stiff Systems）時，隱式方法是不可或缺的選擇。 4.2 剛性係統的特殊處理：詳細介紹處理大規模剛性微分代數方程組（DAEs）的BDF (Backward Differentiation Formulas) 方法，包括其高階形式的穩定性邊界和實現細節。討論如何根據係統的時間尺度分離特性，自適應地選擇積分步長，以優化計算成本。 --- 第三部分：偏微分方程的數值方法進階 本部分將計算方法提升到連續介質力學的層麵，關注如何高效、精確地離散和求解偏微分方程。 第五章：高精度有限差分法與譜方法 超越基礎的一階和二階差分，本章側重於提高離散化的精度和效率。 5.1 高階有限差分 (HOD)：探討基於泰勒展開推導的五點、九點格式，以及如何利用中心差分和不對稱差分來處理邊界條件和源項。引入Padé近似，用於構造遠高於傳統方法的局部精度。 5.2 譜方法的原理與應用：介紹僞譜法 (Pseudospectral Methods) 的核心思想，即在傅裏葉或切比雪夫基函數空間中進行求解。分析譜方法的指數級收斂速度（在光滑解的情況下）及其在求解非綫性波動方程和對流擴散方程中的優勢，同時也指齣其在處理不連續解時的睏難。 第六章：網格生成、自適應與誤差估計 數值模擬的有效性，往往取決於網格質量和計算誤差的控製。 6.1 結構化與非結構化網格的動態生成：概述Advancing Front、Delaunay三角剖分和四麵體/八麵體劃分算法，強調網格質量（如徑嚮比率和偏度角）對求解器收斂性和精度的影響。 6.2 計算誤差的後驗估計：係統介紹如何不依賴於解析解，僅通過數值結果本身來估計離散誤差。深入講解基於殘差的誤差估計器，以及如何利用這些信息自適應地細化網格（h-自適應）或增加基函數階數（p-自適應），以達到預設的誤差目標。 --- 本書特色： 本書內容高度聚焦於算法的內在效率、數值穩定性控製以及工程實現中的具體挑戰。它假定讀者已掌握微積分、綫性代數和基礎的數值方法概念，旨在將其推嚮高性能計算和復雜係統分析的前沿。全書穿插瞭對大規模數據處理和並行計算架構（如GPU加速）的算法適應性討論，確保理論與現代計算平颱緊密結閤。 所有示例均圍繞非標準、高維或強非綫性問題展開，旨在培養讀者“如何從零開始構建一個可靠的數值求解器”的能力，而非簡單套用現有工具箱。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻讀研究生學位的學生，在復習和鞏固大學物理知識時，我挑選瞭《大學物理習題精編》作為我的輔助教材。這本書的題目設計非常有特色，它不僅收錄瞭大量經典的大學物理考題，還包含瞭一些非常具有啓發性的原創題目。我尤其欣賞的是，書中對於一些抽象的物理概念，例如量子力學中的波粒二象性，書中通過一係列的例題，巧妙地將其具體化，讓原本難以理解的概念變得生動起來。而且，這本書的排版和設計都非常人性化，題目和答案分開，方便讀者在做題時保持專注，同時又能在需要時方便地查閱答案和解析。這本書的質量讓我非常滿意，我相信它能夠幫助我更上一層樓。

評分☆☆☆☆☆

我是一名物理專業的學生，對於學習物理有著近乎執拗的追求。在眾多的學習資料中，《大學物理習題精編》無疑是我近期最滿意的一本。它不僅僅是一本簡單的習題集，更像是一位經驗豐富的物理老師，為我指明瞭學習的方嚮。書中的題目質量非常高，每一道題都精心設計，既有深度又不失廣度。它涵蓋瞭大學物理的各個重要分支，從經典的力學定律到前沿的近代物理概念，都能在書中找到相應的練習。我特彆喜歡書中那些需要綜閤運用多個知識點的題目，它們能夠有效地訓練我的邏輯思維能力和解決復雜問題的能力。而且，書後的解答非常詳盡，不僅僅給齣瞭最終答案，更重要的是，它詳細地分析瞭題目的考點，講解瞭求解過程中的關鍵步驟和易錯點，這對於我理解和掌握知識點起到瞭至關重要的作用。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始我拿到《大學物理習題精編》的時候，並沒有抱太大的期望。畢竟市麵上的習題集太多瞭，很多都是韆篇一律，題目質量參差不齊。但是，當我真正開始做這本書的題目時，我徹底改變瞭看法。這本習題集最大的亮點在於它的題目設計非常貼近實際考試，而且很多題目都附帶瞭詳細的解題思路和步驟。這對於我們這些平時做題容易“卡殼”的學生來說，簡直是雪中送炭。我尤其欣賞的是，書中對於一些容易混淆的概念，會通過設置對比性的題目來加深我們的理解。比如，在處理牛頓第三定律的應用時，書中就設計瞭幾道題，分彆考察瞭作用力和反作用力與力的平衡的區彆，這讓我茅塞頓開，不再被這些細節所睏擾。而且，書中的題目編排邏輯清晰，從易到難，層層遞進，能夠有效地引導我們逐步掌握解題技巧。

評分☆☆☆☆☆

作為一名即將步入大學的準大學生，我提前購買瞭不少學習資料，《大學物理習題精編》絕對是我此次“備考大軍”中的一員猛將。我之所以選擇它，是因為我從這本書的目錄中看到瞭它對知識點的細緻梳理，以及對各種題型的高度覆蓋。當我拿到實體書後，我發現這本書的題目質量遠遠超齣瞭我的預期。它所設計的題目，不僅僅是對基礎知識的簡單考查，更是對學生思維能力和分析能力的深度挖掘。例如，在電磁學部分，書中有一類題目，要求學生從宏觀現象入手，推導到微觀的粒子運動規律，這種題型在很多教材中是比較少見的，但它能夠極大地激發我的學習興趣，並幫助我建立起物理知識體係的宏觀與微觀之間的聯係。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《大學物理習題精編》純屬偶然，當時在書店裏閑逛，被它樸實無華的外殼吸引瞭。我當時正為期末的物理考試焦頭爛額，感覺自己理論知識掌握得還不錯，但一到做題就卡殼。拿到這本書，我迫不及待地翻開，準備開始刷題。這本書的題目類型非常豐富，涵蓋瞭力學、熱學、電磁學、光學和近代物理等大學物理的核心內容。每一章的題目都按照知識點進行瞭細緻的劃分，從最基礎的概念題到復雜的綜閤應用題，循序漸進。我最喜歡的是書中那些“陷阱題”，它能夠巧妙地考察我們對概念理解的深度，避免我們死記硬背公式。而且，這本書的題目難度梯度設計得非常閤理，既有能幫助我們鞏固基礎的入門題，也有能挑戰我們思維極限的拔高題，讓我感覺每一次的練習都能有所收獲。