工科大学物理课程试题库

工科大学物理课程试题库 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:夏学江等
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2003-11-01
价格:1200.0
装帧:
isbn号码:9787894941596
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

“工科大学物理课程试题库系统”最初是1987年国家教委高教司委托清华大学等六所高校联合研制的一项科研成果,系统的一期成果于1989年3月通过了国家教委组织的鉴定,建议推广使用。1989年开始,陆续有多所工科高校和部队院校按技术转让方式使用该试题库系统。根据使用中的反馈意见,试题库联合研制组对系统作了多方面的改进,成为可用于生成反映工科大学物理课程教学要求、检查教学效果、评定学生学习成绩的试卷的有效

现代应用数学基础与计算方法精讲 图书简介 本书旨在为理工科学生提供一套全面、深入且极具实践指导意义的现代应用数学基础与计算方法教程。它跳脱出传统纯理论数学的窠臼,紧密围绕工程、科学研究及数据分析中的实际问题展开,构建起一座连接理论模型与工程实践的坚实桥梁。全书内容涵盖了从微积分的高阶应用到线性代数在数值模拟中的核心地位,再到微分方程的数值求解策略,力求以最直观、最有效的方式传授解决复杂工程问题的数学工具箱。 第一部分:微积分的工程视角——从建模到优化 本部分着重于传统微积分概念在现代工程问题中的“复兴”。我们不再仅仅停留在求导与积分的计算本身,而是将其视为描述物理规律和系统动态变化的语言。 1. 极限、连续性与物理意义的重构: 重新审视$epsilon-delta$语言,并将其应用于分析传感器数据的噪声水平和信号的稳定性。探讨高维空间中的多变量函数,特别是梯度、散度和旋度的物理内涵,例如流体力学中的质量守恒(散度)和电磁场中的涡旋现象(旋度)。 2. 积分学的深化应用: 重点讲解线积分和面积分在计算保守力场做功、磁通量计算中的作用。引入格林公式、斯托克斯公式和高斯散度定理,不仅仅是证明它们,而是展示如何利用这些矢量微积分工具简化复杂的工程计算。例如,如何通过散度定理快速计算一个封闭腔体内部的总电荷量,而不必进行繁琐的三重积分。 3. 变分法入门与最优化问题: 引入欧拉-拉格朗日方程,作为解决“最短路径”、“最小能量”等经典变分问题的利器。这部分内容为后续的控制理论和结构优化设计奠定了理论基础。通过具体的悬链线问题和最小曲面问题,展示如何将物理直观转化为数学表达式并求解。 第二部分:线性代数在计算科学中的核心地位 线性代数是现代科学计算的“骨架”。本部分将线性代数的抽象概念与数值模拟的实际需求紧密结合。 1. 向量空间与基的选取: 强调基变换的重要性,解释为何在不同的坐标系(例如主成分分析中的特征向量方向)下,同一问题会呈现出不同的结构。深入探讨内积空间、范数对度量误差和收敛性的影响。 2. 矩阵分解技术精讲: 不仅限于求解线性方程组$Ax=b$。重点讲解特征值分解(EVD)、奇异值分解(SVD)和QR分解。SVD在数据降维、图像压缩(如主成分分析的前期准备)、伪逆矩阵计算中的强大功能将被详尽阐述。讨论矩阵的秩亏损对解稳定性的影响。 3. 迭代法与大规模矩阵运算: 针对工程中常见的超大规模稀疏矩阵系统,本书详细对比了直接法(如高斯消元法)的局限性,并系统介绍了迭代求解方法,包括雅可比法、高斯-赛德尔法及其加速版本——共轭梯度法(CG)。讨论收敛条件、预处理器的选择对计算效率的决定性作用。 第三部分:常微分方程(ODE)的数值求解策略 许多物理过程(如电路暂态分析、机械振动、化学反应动力学)都是由常微分方程描述的。本部分聚焦于如何利用计算机精确、稳定地求解这些方程。 1. 基础单步法: 从欧拉法开始,逐步推导并分析了龙格-库塔法(RK4)的构造原理和误差分析。强调局部截断误差和全局误差的概念,指导读者选择合适的步长。 2. 多步法与稳定性分析: 引入改进的欧拉法和亚当斯方法,对比其计算效率。关键在于引入ODE的稳定性区域概念,特别是隐式方法(如后向欧拉法)在处理刚性方程组(Stiff Equations)时的不可替代性。 3. 刚性方程的挑战与处理: 专门辟章讨论何为“刚性”,以及为何显式方法在刚性问题上会失效。讲解如何使用隐式方法的原理,并简要介绍适应刚性问题的专用求解器(如BDF方法)的思路。 第四部分:偏微分方程(PDE)的数值离散化基础 偏微分方程是描述连续介质(如热传导、流体运动、弹性力学)的核心工具。本部分引入三大经典离散化方法。 1. 有限差分法(FDM): 侧重于直角坐标系下的应用。详细推导一维热传导方程(抛物型)和二维泊松方程(椭圆型)的中心差分、前向差分和后向差分格式,并重点进行稳定性分析(如傅里叶序列法),解释CFL条件在时间步长选择中的意义。 2. 有限元方法(FEM)的直观介绍: 避免复杂的泛函分析,用“试函数”和“形函数”的概念,直观地解释有限元是如何将一个连续的PDE问题转化为一个大规模的代数方程组。阐述其在不规则几何体网格划分上的优势。 3. 有限体积法(FVM)简介: 强调其在守恒律问题(如计算流体力学CFD)中的优势,即保证了积分形式下的物理守恒性。 第五部分:傅里叶分析与信号处理的数学基石 本部分将傅里叶理论视为一种特殊的基函数展开,用于分析周期性现象和处理离散数据。 1. 傅里叶级数与积分的工程意义: 讨论周期信号的频谱分解,以及如何利用傅里叶积分分析非周期信号。 2. 离散傅里叶变换(DFT)与快速算法(FFT): 重点讲解DFT的定义,并介绍FFT算法的革命性意义。通过实例展示FFT在频谱分析、滤波和周期性误差识别中的应用。 3. 小波分析的初步概念: 简要引入小波变换,对比其在时频局部化分析上相对于傅里叶变换的优势,为更高阶的信号分析提供入口。 本书的特点在于,每章的理论讲解后都紧跟着“算法实现与分析”环节,鼓励读者利用MATLAB、Python或其他科学计算环境,亲手实现并调试这些核心算法,从而真正掌握将数学理论转化为工程解决方案的能力。本书不是对现有数学知识的简单重复,而是聚焦于“如何用现代数学方法解决当前工程中的难题”。

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读后感

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用户评价

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坦白说,在我决定开始系统性地学习大学物理之前,我对物理学一直存在一种“高不可攀”的印象。然而,当我拿到这本《工科大学物理课程试题库》时,这种印象被彻底颠覆了。这本书最让我欣赏的一点是,它非常注重“引导性”的学习。它不是简单地把题目罗列出来,而是通过精心设计的题目梯度和详尽的解析,一步步地带领读者深入理解物理概念。我特别喜欢书中那些“问题分析”和“解题技巧”的环节。这些部分往往能够点醒我,让我明白一个物理问题背后隐藏的逻辑和联系。例如,在学习振动和波时,书中有一个题目是关于阻尼振动的。它不仅要求计算阻尼系数和振幅衰减率,还讨论了阻尼振动在地震工程、汽车悬架设计中的应用。这种将理论与实践相结合的模式,让我觉得学习的内容是活的,是有意义的。我不再是那个只会机械记忆公式的学生,而是开始学会运用物理学的语言去描述和分析现实世界中的各种现象。书中的很多题目,甚至会引导我思考一些更深层次的问题,比如不同阻尼方式对系统稳定性的影响,或者不同材料在振动能量吸收方面的差异。这些思考,让我对物理学的理解更加深刻,也更加灵活。

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在我看来,一本真正优秀的试题集,不仅仅是题量的堆砌,更重要的是它能够引导读者进行深度思考,并培养解决问题的能力。《工科大学物理课程试题库》无疑就是这样一本极具价值的学习资源。这本书最大的亮点在于其题目设置的“层次感”和“递进性”。它不是简单地罗列一些独立的题目,而是围绕着每一个物理概念,设计了一系列相互关联、层层递进的题目。我尤其喜欢书中对一些经典物理问题的变式处理。例如,在学习电场部分时,书中从点电荷的电场开始,然后是线电荷、面电荷的电场,接着是高斯定律的应用,最后甚至涉及到了电偶极子在电场中的行为。每一次的题目拓展,都建立在对前一知识点的理解之上,并引入了新的概念或更复杂的计算方法。这种“螺旋式上升”的学习方式,让我在不知不觉中就掌握了知识的来龙去脉,并能够举一反三。此外,书中对题目的解析也非常到位,它不仅仅提供了答案,更重要的是对解题思路和关键步骤进行了详细的阐述,有时还会给出不同的解题方法,让我能够从中选择最适合自己的方式。通过阅读这些解析,我不仅巩固了知识,更重要的是提升了我分析问题和解决问题的能力。

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这本书无疑是工科物理领域的一股清流,即便我不是科班出身,也能感受到其编排的用心。我当初购买它,更多的是出于对物理学知识的浓厚兴趣,希望能有一个系统而又不失深度的入门途径。翻开这本《工科大学物理课程试题库》,首先映入眼帘的是清晰的章节划分和逻辑严谨的知识点梳理。不同于一些枯燥的理论堆砌,作者似乎非常擅长将抽象的物理概念具象化,通过大量贴近实际工程应用的案例,让那些原本晦涩难懂的原理变得生动有趣。例如,在讲到电磁学部分时,书中不仅仅是简单罗列麦克斯韦方程组,而是通过分析发电机、电动机的工作原理,甚至涉及到了现代通信技术中的电磁波传播,让我深刻体会到物理学在改变世界中的巨大力量。再比如,在热力学章节,书中将抽象的熵增原理与工业生产中的能源利用效率、材料科学中的相变等实际问题紧密结合,使得学习过程充满了探索的乐趣。我尤其欣赏的是,书中对于每一个知识点的解析都力求深入浅出,即便是一些相对复杂的数学推导,也能辅以直观的图示和详尽的文字说明,大大降低了学习门槛,让我在不经意间就掌握了重要的物理规律。我不是那种喜欢死记硬背的学生,更希望能够理解知识背后的逻辑和联系。这本书恰恰满足了这一点,它鼓励读者去思考“为什么”,去探究“如何”,而不是仅仅停留在“是什么”。这种学习方式让我对物理学的理解更加透彻,也更能激发我解决实际问题的信心。

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购买这本书之前,我曾经在网络上查找过许多关于大学物理学习的资料,但总是觉得缺乏一个系统性的引导。直到我接触到《工科大学物理课程试题库》,我才找到了我一直在寻找的东西。这本书的魅力在于,它能够将抽象的物理概念与具体的工程应用巧妙地融合在一起,让学习的过程充满了意义。我不是那种天生就对物理充满热情的人,但这本书成功地激发了我对物理学的兴趣。书中对每一个知识点的讲解都非常细致,尤其是在数学推导部分,作者会耐心解释每一个步骤的意义,而不是简单地给出公式。我记得在学习经典力学中的牛顿第二定律时,书中将这个定律应用到了各种复杂的受力分析场景,比如车辆在不平坦路面上的运动,或者飞行器在空气中的受力变化。这些贴近现实的例子,让我深刻体会到牛顿第二定律的普适性和强大威力。更让我惊喜的是,书中还包含了一些关于“思维陷阱”和“常见错误”的提示,这对于我这样一个容易犯粗心错误的学习者来说,简直是福音。通过这些提示,我能够提前避免一些低级错误,从而更有效地提升学习效率。这本书让我明白,学习物理不仅仅是理解公式,更是理解公式背后的物理意义以及它们在解决实际问题中的应用。

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这本书的内容对我来说,更像是一扇打开物理世界大门的钥匙。我并非物理学专业出身,但出于对科学的好奇,我一直希望能够系统地了解大学物理的体系。在选择学习材料时,我非常看重其“系统性”和“趣味性”。《工科大学物理课程试题库》在这两方面都做得非常出色。它以清晰的逻辑结构,将力学、热学、光学、电磁学、近代物理等核心内容一一呈现。更重要的是,书中并没有让枯燥的理论压倒学习的兴趣,而是通过大量的工程应用案例,将抽象的物理概念与现实生活紧密联系起来。我记得在学习万有引力定律时,书中不仅解释了行星运动的规律,还讨论了人造卫星的轨道设计、空间站的运行以及引力波的探测等前沿科技。这些内容让我觉得物理学并非是象牙塔里的学问,而是与我们的生活息息相关,甚至在改变着我们的未来。书中的题目设计也很有特色,它们往往不是孤立的考查某个公式,而是将多个知识点融会贯通,需要运用综合性的思维去解决。这种题目风格,让我觉得不像是单纯在做习题,而是在进行一场场“物理侦探”的探案过程,非常有成就感。

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对于任何一个希望在工科领域有所建树的学生来说,物理学无疑是一块重要的基石,而如何高效、深入地掌握这门学科,则需要有效的学习工具。《工科大学物理课程试题库》就是这样一份不可多得的宝藏。我个人在学习过程中,最看重的是学习材料的“实用性”和“启发性”。这本书在这两点上都表现得淋漓尽致。实用性体现在其题目的选择上,许多题目都紧密联系着机械、电子、材料、能源等工科专业领域,让我能够直观地感受到物理知识在各行各业的应用。例如,书中关于刚体力学中转动惯量计算的题目,会结合到飞行器的姿态控制、机器人手臂的设计等实际场景,让我学习的动力倍增。启发性则体现在其解析的深度和广度上。它不仅仅告诉我“怎么做”,更会引导我去思考“为什么这么做”。许多题目背后都隐藏着重要的物理思想和方法,通过对这些题目的深入研究,我不仅巩固了知识,更重要的是提升了我的批判性思维和解决问题的能力。我记得有一道关于电磁感应的题目,考察的是一个旋转导体在非均匀磁场中的感应电动势。这本书的解析,不仅给出了精确的计算方法,还从微分和积分的角度分析了感应电动势的产生机理,并探讨了其在发电机设计中的应用。这种多维度的解析,让我受益匪浅。

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在我多年的求学经历中,接触过不少物理教材和习题集,但《工科大学物理课程试题库》给我的印象尤为深刻,它不像某些习题集那样只是机械地重复练习,而是更像一本精心设计的“学习伴侣”。这本书的独到之处在于,它不仅仅是为了检验学习成果,更是为了引导和深化学习。我常常会先尝试独立解答一道题目,然后对照书中的解析。如果我的思路与书中一致,我会感到满足,并进一步研究解析中更深入的细节;如果我的思路有偏差,我则会仔细分析书中的解题过程,找出自己的问题所在。更重要的是,书中很多题目的解析会提供多种解题思路,这让我明白,解决一个物理问题往往不止一种方法,而不同的方法可能揭示了问题的不同侧面。例如,在学习波动光学时,书中有一个关于光程差的题目,它既可以用几何光学的方法计算,也可以用惠更斯原理来解释,甚至还涉及到了相位差的概念。这种多角度的呈现,让我对波动的本质有了更全面的认识。此外,书中对一些经典物理实验的描述和相关的习题设计,也让我对实验的原理和数据处理有了更直观的理解。这本书让我从一个被动接受知识的学生,逐渐转变为一个主动探索、质疑和解决问题的学习者。

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在我看来,一本好的试题集,不应仅仅是检验学习成果的工具,更应是启发思维、提升能力的良师益友。《工科大学物理课程试题库》恰恰具备了这样的特质。这本书给我最大的感受是其“体系性”和“实用性”。它并非杂乱无章地罗列题目,而是围绕着大学物理的各个核心章节,构建了一个完整且富有逻辑的题目体系。我记得在学习电磁学时,书中关于电磁感应的题目,从法拉第定律的基础应用,到涡流的产生及其应用,再到电磁场在通信和电力传输中的作用,层层递进,让我能够清晰地感受到知识的脉络。更重要的是,书中许多题目的设置都紧密联系着工科领域的实际应用,比如机械设计中的应力分析、电子电路中的信号传输、材料科学中的导热问题等等。这些与专业相关的题目,极大地激发了我学习物理的动力,让我觉得所学的知识是有用的,是可以直接应用于解决实际工程问题的。我尤其喜欢书中那些“开放性”的题目,它们往往没有唯一的标准答案,而是鼓励读者去探索不同的解决方案,去运用自己的物理知识去分析和判断。这种培养独立思考和解决问题能力的训练,是我在其他很多学习材料中都未能获得的宝贵经验。

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说实话,我初拿到这本书的时候,并没有抱有太高的期望,我以为它只是一本普通的习题集,顶多是作为课堂教学的辅助工具。然而,当我真正开始认真研读其中的题目和解析时,我才意识到,这本《工科大学物理课程试题库》所展现出的深度和广度,远远超出了我的想象。它不仅仅是一份试题的汇编,更像是一本精心打磨的“物理思维训练手册”。书中对每一个题目的解析都非常详尽,不仅给出了答案,更重要的是,它会详细阐述解题思路、关键步骤以及可能遇到的误区。我特别喜欢那些“考点解析”和“方法点拨”的部分,这些内容往往能一语道破天机,让我茅塞顿开,明白为何这样解题,以及在其他类似问题中如何应用相同的思路。例如,在学习量子力学部分时,书中有一个关于一维无限深势阱的题目,它不仅要求计算能级和波函数,还探讨了不同量子态下粒子在势阱中出现的概率分布。这种多角度的考察方式,让我对量子力学的概念有了更深刻的理解,也认识到在实际应用中,概率的统计意义比具体的波函数数值更为重要。这本书让我明白,真正的物理学习,不仅仅是记忆公式和定理,更是理解它们是如何被构建起来的,以及它们在现实世界中扮演的角色。

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这本书的价值绝非仅仅体现在其丰富的题目数量,更在于其题目背后所蕴含的教学思路和对学生认知规律的深刻把握。作为一个曾经在工科学习中吃过苦头的读者,我深知,仅仅掌握理论知识是远远不够的,如何将这些理论灵活运用到实际问题中,才是衡量学习成果的关键。而这本《工科大学物理课程试题库》,恰恰在这方面做得非常出色。它不是简单地堆砌各种难度级别的题目,而是围绕着每一个知识模块,设计了一系列由易到难、由浅入深、层层递进的习题。我记得在学习光学章节时,书中有一个关于衍射屏缝的题目,起初是一个基础的单缝衍射计算,接着是双缝干涉的变式,然后是更复杂的圆孔衍射,最后甚至涉及到利用衍射原理进行精密测量的情景。每一次的题目拓展,都巧妙地引入了新的物理概念或者对已有概念进行了更深层次的应用,仿佛是在引导我一步步走向知识的海洋深处。这种循序渐进的训练模式,不仅让我能够扎实地掌握每一个知识点,更重要的是培养了我分析和解决复杂物理问题的能力。我不再是那个看到题目就无从下手、只会套用公式的“理论派”,而是开始学会审视问题,找到关键信息,并尝试运用所学的物理知识去构建解决方案。这种能力的提升,是我在阅读过程中最为欣喜的收获之一。

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