本書是空軍航空大學(xué)飛行特色基礎(chǔ)課程教材，根據(jù)教育部*新頒布的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》(2010年版)，并結(jié)合作者大學(xué)物理課程教學(xué)改革實(shí)際情況和多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫而成。本書內(nèi)容包括質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)､牛頓運(yùn)動(dòng)定律､功和能､沖量和動(dòng)量､剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)､機(jī)械振動(dòng)､機(jī)械波､氣體動(dòng)理論､熱力學(xué)基礎(chǔ)､相對(duì)論等，另外還配置了慣性導(dǎo)航､微加速度計(jì)､衛(wèi)星家族､火箭推進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介､慣性導(dǎo)航中的各種陀螺儀､混沌簡(jiǎn)介､反聲探測(cè)技術(shù)和孤立波､航空大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)､新能源技術(shù)及其軍事應(yīng)用､太空“利劍”——粒子束武器等小篇幅閱讀材料供學(xué)員選讀。本書的主要特色是：突出歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)，展示科學(xué)家的創(chuàng)新過程；各節(jié)設(shè)相關(guān)內(nèi)容的物理知識(shí)應(yīng)用，突出理論聯(lián)系實(shí)際和學(xué)以致用；在應(yīng)用能力訓(xùn)練和章后習(xí)題中融入大量與生活､飛行和軍事相關(guān)的習(xí)題，激發(fā)學(xué)員的興趣，提高教學(xué)的針對(duì)性和有效性。
本書為高等軍事或航空航天院校本科生的大學(xué)物理教材，也可作為其他各層次學(xué)生的教材或自學(xué)參考書。

第3版前言
課程設(shè)置､課程內(nèi)容是大學(xué)教育體系中極為重要的核心部分，面對(duì)知識(shí)､信息大爆炸，學(xué)時(shí)壓縮等現(xiàn)實(shí)問題，“大學(xué)物理”作為高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生必修的重要通識(shí)性基礎(chǔ)課程，其教學(xué)內(nèi)容的改革已成為現(xiàn)實(shí)和緊迫的問題。面向未來的具有前瞻性的高效的課程內(nèi)容傳遞給學(xué)生的一定是令其受用終身的學(xué)科思想和方法，學(xué)生獲得的一定是其終身實(shí)踐中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)､分析和解決問題的能力。為此，本書從物理學(xué)史､物理思想方法､解決實(shí)際問題和學(xué)科融合等多角度，強(qiáng)調(diào)了工科物理教學(xué)的指向性和目的性，從物理知識(shí)應(yīng)用､能力培養(yǎng)､飛行學(xué)員現(xiàn)實(shí)需求和未來需求等多角度詮釋了教材的飛行特色內(nèi)涵，緊貼部隊(duì)，聚焦實(shí)戰(zhàn)，從物理知識(shí)拓展､應(yīng)用性習(xí)題例題和自主學(xué)習(xí)材料等多角度突出了飛行特色工科物理教學(xué)的創(chuàng)新性和前瞻性。本書使用五年來，深受廣大師生厚愛，多次被評(píng)為最受歡迎的教材，教材的針對(duì)性和有效性得到了學(xué)員的廣泛認(rèn)可，同時(shí)也激發(fā)了廣大學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情。下面這些基于飛行特色的學(xué)科融合的改革經(jīng)驗(yàn)為高效教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建提供了可能路徑。
1.通過學(xué)科融合建立物理與飛行的聯(lián)系。這種聯(lián)系的建立，發(fā)散和拓展了思維，強(qiáng)調(diào)了物理教育的應(yīng)用性､職業(yè)性，展示了科學(xué)理論的特殊性與普遍性。例如，我們把飛機(jī)的斤斗運(yùn)動(dòng)理想化為鉛垂面的圓周運(yùn)動(dòng)，取代了傳統(tǒng)教材中理想化的繩拉球的運(yùn)動(dòng)；用能量守恒定律求解飛機(jī)改出俯沖的高度損失，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，解決了中國(guó)高等教育從蘇聯(lián)體制向西方體制轉(zhuǎn)型中的理論和實(shí)際脫節(jié)､創(chuàng)新性不足等問題。
2.通過增加歷史和應(yīng)用模塊深化內(nèi)容。每一章增加了歷史背景及物理思想發(fā)展脈絡(luò)模塊，介紹物理學(xué)史，從中提煉創(chuàng)新過程，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。物理學(xué)史也是一門課程，我們?cè)趯W(xué)時(shí)數(shù)不變的前提下做了融合，這就是高效教學(xué)!在每一節(jié)的物理知識(shí)應(yīng)用模塊中，重視用物理學(xué)原理解決飛行軍事應(yīng)用問題，如飛機(jī)定常運(yùn)動(dòng)､盤旋運(yùn)動(dòng)分析等，突出飛行特色。
3.以能力培養(yǎng)牽引課程內(nèi)容改革。將傳統(tǒng)的知識(shí)傳授變?yōu)槟芰ε囵B(yǎng)，突出學(xué)科思想方法，重視思想方法上的學(xué)科交叉融合。如物理學(xué)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)與電工電子的交流電，它們分析解決問題的思想方法相同，運(yùn)用類比方法進(jìn)行講解，就會(huì)大大節(jié)省時(shí)間，同時(shí)建立不同領(lǐng)域知識(shí)､思想和方法上的聯(lián)系，充分體現(xiàn)科學(xué)魅力。
4.以學(xué)員現(xiàn)實(shí)需求牽引課程內(nèi)容改革。針對(duì)飛行學(xué)員部分專業(yè)基礎(chǔ)課缺失的情況，如沒有“工程熱力學(xué)”課程的理論支撐，就要學(xué)習(xí)“航空動(dòng)力裝置”等課程，我們以學(xué)員現(xiàn)實(shí)需求來整合課程內(nèi)容，如工程熱力學(xué)中的壓氣機(jī)､噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)､開口系熱力學(xué)第一定律等作為拓展內(nèi)容引入到通識(shí)基礎(chǔ)課里。通過學(xué)科交叉，物理老師把物理原理運(yùn)用到工程實(shí)際，增強(qiáng)了教員的理論自信，如壓氣機(jī)的物理原理就是定向運(yùn)動(dòng)氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為分子熱運(yùn)動(dòng)的能量，壓氣機(jī)原理蘊(yùn)含的能量轉(zhuǎn)化與飛機(jī)高度表原理蘊(yùn)含的重力勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)了科學(xué)思想的一脈相承，凸顯科學(xué)原理的統(tǒng)一性和簡(jiǎn)單性，充分彰顯了本科基礎(chǔ)課程的教學(xué)目的：用簡(jiǎn)單樸實(shí)的原理指導(dǎo)學(xué)員一生的科學(xué)實(shí)踐。
5.以飛行員未來需求牽引課程內(nèi)容改革。未來是電子戰(zhàn)､信息戰(zhàn)和智能戰(zhàn)，其基礎(chǔ)是電磁場(chǎng)理論､微波､天線原理等。針對(duì)飛行員可能的未來需求，在教材中我們加入了電磁波輻射､天線陣原理等內(nèi)容，并且重整教學(xué)內(nèi)容，如機(jī)械波､電磁波､光波同時(shí)講授，把相控陣､孔徑雷達(dá)､聲吶､射電望遠(yuǎn)鏡等看似不相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域建立了物理思想和問題解決方法上的聯(lián)系，大大提高了教學(xué)綜合效率。同時(shí)，教員在教學(xué)實(shí)踐中主動(dòng)拓展學(xué)科領(lǐng)域，打通學(xué)科間的界限，尋求學(xué)科間的聯(lián)系，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)科綜合價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)教學(xué)學(xué)術(shù)的價(jià)值追求。
另外，本書為適應(yīng)軍事高等教育新大綱的改革要求，增加了量子物理的氫原子描述等內(nèi)容；為回應(yīng)廣大教員和學(xué)員在教與學(xué)實(shí)踐中的中肯意見和建議，改正了上一版中出現(xiàn)的疏漏及個(gè)別表達(dá)上有欠缺的內(nèi)容和詞句。
本書為解決高等教育擴(kuò)招帶來的學(xué)員初等物理知識(shí)水平參差不齊等問題而開展分層次教學(xué)提供了方便有效的選擇路徑。對(duì)于高層次學(xué)員，可以把物理知識(shí)拓展內(nèi)容作為必講或重點(diǎn)講授內(nèi)容；對(duì)于普通層次學(xué)員，可以把物理知識(shí)拓展內(nèi)容作為選講､研討或感興趣的自學(xué)內(nèi)容；對(duì)于文科或物理基礎(chǔ)差的學(xué)員，可以把物理知識(shí)應(yīng)用模塊內(nèi)容作為選講､研討或感興趣的自學(xué)內(nèi)容，不講物理知識(shí)拓展內(nèi)容。
本書由白曉明､邵偉編著。本書的修訂出版是在學(xué)校和學(xué)院的大力支持下完成的。在出版過程中始終得到學(xué)校機(jī)關(guān)和物理教研室全體教員的支持和幫助，特此一并致謝。
由于時(shí)間倉(cāng)促，編者的學(xué)識(shí)水平和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)有限，書中不當(dāng)之處難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編 者

目 錄
第3版前言
第2版前言
第1版前言
緒論1
0.1 什么是科學(xué)1
0.2科學(xué)理論的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)2
0.3科學(xué)思維方式3
0.4物理學(xué)是科學(xué)的世界觀和方法論的基礎(chǔ)5
0.5物理學(xué)的社會(huì)教育和思想文化功能6
0.6科學(xué)教育的目標(biāo)及性質(zhì)8
第1章 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)10
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)10
1.1參考系質(zhì)點(diǎn)11
1.2描述運(yùn)動(dòng)的四個(gè)物理量15
1.3平面曲線運(yùn)動(dòng)27
1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)38
本章歸納總結(jié)42
本章習(xí)題43
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——慣性導(dǎo)航46
第2章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律49
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)49
2.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容50
2.2流體力學(xué)的基本概念56
2.3力學(xué)中常見的力62
2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用70
2.5非慣性系慣性力76
本章歸納總結(jié)81
本章習(xí)題81
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——微加速度計(jì)86
第3章 功和能89
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)89
3.1功 動(dòng)能定理90
3.2保守力與勢(shì)能99
3.3機(jī)械能守恒定律105
本章歸納總結(jié)115
本章習(xí)題116
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——衛(wèi)星家族119

第4章 沖量和動(dòng)量122
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)122
4.1沖量 動(dòng)量定理123
4.2動(dòng)量守恒定律132
4.3質(zhì)心 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理140
4.4質(zhì)量流動(dòng)與火箭飛行原理145
本章歸納總結(jié)150
本章習(xí)題150
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——火箭推進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介155
第5章 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)157
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)157
5.1剛體及剛體運(yùn)動(dòng)158
5.2轉(zhuǎn)動(dòng)定律164
5.3定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的功能關(guān)系174
5.4角動(dòng)量 角動(dòng)量守恒定律178
本章歸納總結(jié)190
本章習(xí)題191
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——慣性導(dǎo)航中的各種陀螺儀198
第6章 機(jī)械振動(dòng)201
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)201
6.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)202
6.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)矢量表示法 相位差211
6.3簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量 能量平均值215
6.4簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成220
6.5阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng) 共振227
本章歸納總結(jié)232
本章習(xí)題233
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——混沌簡(jiǎn)介236
第7章 機(jī)械波239
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)239
7.1機(jī)械波的一般概念240
7.2平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)和物理意義247
7.3波的能量 能流密度(波強(qiáng)) 254
7.4多普勒效應(yīng)260
本章歸納總結(jié)263
本章習(xí)題263
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——反聲探測(cè)技術(shù)和孤立波265
第8章 氣體動(dòng)理論269
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)269
8.1平衡態(tài) 狀態(tài)參量270
8.2理想氣體的壓強(qiáng)和溫度275
8.3能量均分定理 熱力學(xué)能282
8.4氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布286
本章歸納總結(jié)296
本章習(xí)題296
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——航空大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)298
第9章 熱力學(xué)基礎(chǔ)300
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)300
9.1熱力學(xué)第一定律301
9.2熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用(閉口系) 308
9.3絕熱過程314
9.4循環(huán)過程 卡諾循環(huán)319
9.5熱力學(xué)第二定律327
本章歸納總結(jié)337
本章習(xí)題338
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——新能源技術(shù)及其軍事應(yīng)用342
第10章 相對(duì)論345
歷史背景與物理思想發(fā)展脈絡(luò)345
10.1狹義相對(duì)論346
10.2狹義相對(duì)論的時(shí)空觀353
10.3狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)360
本章歸納總結(jié)365
本章習(xí)題366
本章軍事應(yīng)用及工程應(yīng)用閱讀材料——太空“利劍”——粒子束武器367
部分習(xí)題參考答案369
附錄377
附錄A 矢量377
附錄B 常用物理常數(shù)表382
附錄C 質(zhì)量尺度表383
參考文獻(xiàn)384