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第1篇 力学 3

第1章 质点运动学 3

1.1 位置矢量和位移 3

1.1.1 参考系与坐标系 3

1.1.2 位置矢量（即运动方程） 4

1.1.3 位移矢量 5

1.2 速度与加速度 6

1.2.1 速度 6

1.2.2 加速度 7

1.3 直线运动 9

1.4 平面曲线运动 11

1.4.1 抛体运动 11

1.4.2 圆周运动 12

1.5 相对运动 16

阅读材料1 物理学方法简述 17

本章要点 19

习题1 20

第2章 质点动力学 24

2.1 牛顿运动定律 24

2.1.1 牛顿第一运动定律 24

2.1.2 牛顿第二运动定律 24

2.1.3 牛顿第三运动定律 25

2.2 几种常见的力 26

2.3 牛顿运动定律的应用 28

2.4 动量 动量守恒定律 31

2.4.1 质点的冲量及动量定理 31

2.4.2 质点系的动量定理 32

2.4.3 动量守恒定律及其意义 34

2.5 角动量定理 角动量守恒定律 37

2.5.1 质点的角动量定理 37

2.5.2 质点系的角动量定理 39

2.5.3 角动量守恒定律 40

2.6 动能 动能定理 41

2.6.1 功 41

2.6.2 功率 43

2.6.3 质点的动能定理 43

2.6.4 质点组的动能定理 44

2.7 保守力 势能 46

2.7.1 保守力及保守力的功 46

2.7.2 势能 48

2.8 功能原理 机械能转化和守恒定律 49

2.8.1 功能原理 49

2.8.2 机械能转化和守恒定律 50

2.8.3 能量转化和能量守恒定律 50

阅读材料2 火箭与宇宙速度 52

本章要点 56

习题2 57

第3章 刚体的定轴转动 62

3.1 刚体定轴转动的运动学 62

3.2 刚体定轴转动的动力学 64

3.2.1 刚体定轴转动的转动定律 64

3.2.2 刚体定轴转动的动能定理 70

3.2.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律 72

阅读材料3 行星与人造地球卫星 75

本章要点 78

习题3 79

第4章 狭义相对论 81

4.1 伽利略变换 经典力学的时空观 81

4.1.1 伽利略相对性原理 伽利略变换 81

4.1.2 经典力学的时空观 82

4.2 狭义相对论基本原理 洛伦兹变换 83

4.2.1 伽利略变换的失效 83

4.2.2 狭义相对论的基本原理 83

4.2.3 洛伦兹变换 84

4.2.4 洛伦兹速度变换 85

4.3 狭义相对论时空观 86

4.3.1 同时性的相对性 86

4.3.2 时间膨胀 87

4.3.3 长度收缩 89

4.3.4 狭义相对论时空观 90

4.4 狭义相对论动力学基础 91

4.4.1 相对论质量 91

4.4.2 相对论动量 91

4.4.3 相对论动能 92

4.4.4 相对论能量 质能关系 93

4.4.5 相对论的动量和能量关系 93

阅读材料4 广义相对论简介 94

本章要点 97

习题4 98

第2篇 电磁场 103

第5章 静电场 103

5.1 电现象的基本概念 103

5.2 库仑定律 电场强度 104

5.2.1 库仑定律 104

5.2.2 电场 105

5.2.3 电场强度 105

5.2.4 电场强度的计算 106

5.3 电场强度通量 高斯定理 111

5.3.1 电场线 111

5.3.2 电场强度通量 112

5.3.3 高斯定理 113

5.4 静电场的环路定理 电势能 119

5.5 电势 等势面 121

5.5.1 电势 电势差 121

5.5.2 电势的计算 121

5.5.3 等势面 125

5.5.4 电场强度与电势梯度 126

本章要点 128

习题5 130

第6章 静电场中的导体和电介质 139

6.1 静电场中的导体 139

6.1.1 导体的静电平衡 139

6.1.2 静电平衡时导体上的电荷分布 140

6.1.3 静电屏蔽 142

6.2 静电场中的电介质 有电介质时的高斯定理 147

6.2.1 电介质的分类 147

6.2.2 电介质的极化 147

6.2.3 电介质对电场的影响 148

6.2.4 电介质中的高斯定理 149

6.3 电容 电容器 151

6.3.1 孤立导体的电容 151

6.3.2 电容器的电容 151

6.3.3 电容的计算 152

6.3.4 电容的串、并联 156

6.4 静电场的能量 158

6.4.1 电容器的电能 158

6.4.2 静电场的能量 能量密度 159

阅读材料5 等电势与高压带电作业 160

阅读材料6 心脏除颤器 161

本章要点 161

习题6 162

第7章 稳恒磁场 169

7.1 磁场 磁感应强度 169

7.1.1 磁场 169

7.1.2 磁感应强度 170

7.2 毕奥-萨伐尔定律 171

7.2.1 磁场叠加原理 171

7.2.2 毕奥-萨伐尔定律 171

7.2.3 毕奥-萨伐尔定律应用举例 172

7.3 磁场的高斯定理 175

7.3.1 磁感应线 175

7.3.2 磁通量 磁场的高斯定理 176

7.4 安培环路定理 177

7.4.1 安培环路定理 177

7.4.2 安培环路定理的应用举例 178

7.5 磁场对运动电荷的作用 180

7.5.1 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动 180

7.5.2 带电粒子在磁场和电场中运动举例 182

7.6 磁场对载流导线的作用 184

7.6.1 安培定律 184

7.6.2 两平行长直电流之间的相互作用 电流单位“安培”的定义 186

7.6.3 均匀磁场对载流线圈的作用 187

7.7 介质中的磁场 188

7.7.1 磁介质的分类 188

7.7.2 磁介质中的安培环路定理 190

7.7.3 铁磁质 191

本章要点 194

习题7 196

第8章 电磁感应 电磁场 202

8.1 电磁感应现象 楞次定律 202

8.1.1 电磁感应现象 202

8.1.2 楞次定律 203

8.2 电动势 法拉第电磁感应定律 204

8.2.1 电源的电动势 204

8.2.2 法拉第电磁感应定律 205

8.2.3 感应电动势的方向 205

8.3 动生电动势 感生电动势 207

8.3.1 动生电动势 207

8.3.2 感生电动势 208

8.4 自感和互感 210

8.4.1 自感 210

8.4.2 互感 212

8.5 磁场的能量 213

8.6 位移电流 麦克斯韦方程组 215

8.6.1 位移电流 215

8.6.2 麦克斯韦方程组的积分形式 217

阅读材料7 电磁感应定律在生活中的实际应用 218

本章要点 220

习题8 221

附录 227

附录A 量纲 227

附录B 国际单位制（SI）的基本单位和辅助单位 228

附录C 希腊字母 228

附录D 物理量的名称、符号和单位（SI） 229

附录E 基本物理常数表（2006年国际推荐值） 232

附录F 常用数学公式 232

习题答案 235

索引 243

参考文献 250