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第1章 质点运动学 1

1.1 理想模型 质点 参考系 1

1.1.1 理想模型 1

1.1.2 质点 1

1.1.3 参考系 1

1.2 质点运动的描述 2

1.2.1 位置矢量 运动方程 位移 2

1.2.2 速度矢量 3

1.2.3 加速度矢量 4

1.3 直线运动 6

1.3.1 匀速直线运动 6

1.3.2 匀变速直线运动 7

1.4 圆周运动 7

1.4.1 圆周运动的角量描述 7

1.4.2 匀速（率）圆周运动 向心加速度 9

1.4.3 变速圆周运动 切向加速度 法向加速度 10

1.5 相对运动 11

1.5.1 相对位矢 相对速度 12

1.5.2 伽利略变换 12

本章小结 12

同步练习 13

第2章 运动定律与守恒定律 15

2.1 牛顿运动定律 15

2.1.1 牛顿第一定律 15

2.1.2 牛顿第二定律 15

2.1.3 牛顿第三定律 17

2.2 牛顿定律的应用 17

2.2.1 自然界常见的力 17

2.2.2 牛顿运动定律的应用 19

2.3 动量和动量定理 21

2.3.1 质点的动量定理 21

2.3.2 质点系的动量定理 22

2.3.3 动量守恒定律 22

2.4 功和能 24

2.4.1 功 24

2.4.2 功率 25

2.4.3 常见力的功 26

2.5 动能定理 27

2.5.1 质点的动能定理 27

2.5.2 质点系的动能定理 28

2.5.3 一对内力的功 28

2.5.4 保守力的功和势能 29

2.5.5 功能原理 30

2.5.6 机械能守恒定律 31

2.5.7 能量守恒定律 32

2.6 角动量和角动量守恒定律 33

2.6.1 质点的角动量 33

2.6.2 力矩 34

2.6.3 质点的角动量定理 34

2.7 刚体的定轴转动 36

2.7.1 刚体定轴转动的描述 36

2.7.2 转动动能 转动惯量 37

2.7.3 刚体绕定轴转动的角动量 38

2.7.4 刚体定轴转动的角动量定理 角动量守恒定律 39

2.7.5 刚体定轴转动的转动定律 39

2.7.6 力矩的功 动能定理 40

本章小结 42

同步练习 44

第3章 气体动理论和热力学 47

3.1 气体分子的微观图像 47

3.1.1 分子运动的基本概念 47

3.1.2 理想气体的微观模型 48

3.1.3 理想气体的压强和温度 49

3.1.4 能量按自由度均分定律——理想气体的内能 52

3.1.5 麦克斯韦气体分子速率分布律 54

3.1.6 分子的平均自由程 57

3.2 热力学第一定律 59

3.2.1 热力学第一定律 59

3.2.2 热力学第一定律的应用 61

3.3 热力学第二定律 66

3.3.1 循环过程 66

3.3.2 卡诺循环 67

3.3.3 热力学第二定律 68

3.3.4 熵 熵增加原理 69

本章小结 70

同步练习 72

第4章 静电场 74

4.1 电场强度 74

4.1.1 电荷 库仑定律 74

4.1.2 电场强度 75

4.1.3 场强叠加原理 76

4.2 电通量 高斯定理 79

4.2.1 电场线 电通量 79

4.2.2 高斯定理 80

4.2.3 高斯定理的应用 81

4.3 静电场环路定理 电势 84

4.3.1 电场力的功、环路定理 84

4.3.2 电势能 电势 85

4.3.3 电势的叠加原理 86

4.4 场强与电势梯度的关系 88

4.4.1 等势面 88

4.4.2 场强与电势梯度的关系 89

4.5 静电场中的导体 90

4.5.1 导体的静电平衡 90

4.5.2 静电屏蔽 91

4.6 电容 电容器 92

4.6.1 孤立导体的电容 92

4.6.2 电容器 92

4.6.3 电场中的电介质 95

4.6.4 电介质中的静电场 96

4.7 电场的能量 98

4.7.1 带电系统的能量 98

4.7.2 电场的能量 99

本章小结 101

同步练习 102

第5章 稳恒磁场 105

5.1 磁感应强度 105

5.1.1 磁感应强度 105

5.1.2 磁通量 106

5.1.3 磁场的高斯定理 106

5.2 毕奥-萨伐尔定律 107

5.2.1 毕奥-萨伐尔定律 107

5.2.2 毕奥-萨伐尔定律应用举例 108

5.2.3 运动电荷的磁场 110

5.3 安培环路定律 111

5.4 带电粒子在磁场中运动 113

5.4.1 磁场对运动电荷的作用力 113

5.4.2 霍耳效应 114

5.5 磁场对电流的作用 115

5.5.1 安培定律 115

5.5.2 磁场对载流线圈的作用 116

5.6 磁介质中的磁场 118

5.6.1 磁介质的分类 118

5.6.2 铁磁质 119

本章小结 121

同步练习 121

第6章 电磁感应 125

6.1 法拉第电磁感应定律 125

6.1.1 电动势 125

6.1.2 法拉第电磁感应定律 126

6.2 动生电动势和感生电动势 128

6.2.1 动生电动势 128

6.2.2 涡旋电场 感生电动势 129

6.3 自感与互感 130

6.3.1 自感 130

6.3.2 互感 131

6.4 磁场能量 133

6.5 麦克斯韦方程组 134

6.5.1 位移电流 134

6.5.2 麦克斯韦方程组 135

本章小结 137

同步练习 138

第7章 机械振动与机械波 140

7.1 简谐振动 140

7.1.1 简谐振动的表达式 140

7.1.2 谐振动的特征量 141

7.1.3 谐振动的能量 142

7.1.4 谐振动的旋转矢量表示 144

7.2 阻尼振动和受迫振动 146

7.2.1 阻尼振动 146

7.2.2 受迫振动，共振 147

7.3 简谐振动的合成 148

7.3.1 数学合成 148

7.3.2 旋转矢量法合成 149

7.4 机械波 150

7.4.1 机械波的基本概念 150

7.4.2 平面简谐波的表达式 152

7.5 波的能量 156

7.5.1 波的能量和能量密度 156

7.5.2 波的强度 158

7.6 波的干涉 158

7.6.1 波的叠加原理 158

7.6.2 波的干涉 159

7.6.3 驻波 160

本章小结 162

同步练习 163

第8章 波动光学基础 166

8.1 光的干涉 166

8.1.1 相干光 获得相干光的方法 166

8.1.2 杨氏干涉实验 167

8.1.3 光程与光程差 169

8.1.4 薄膜干涉 171

8.2 光的衍射 176

8.2.1 惠更斯-菲涅耳原理 176

8.2.2 单缝的夫琅禾费衍射 177

8.2.3 圆孔夫琅禾费衍射 瑞利判据 180

8.2.4 光栅衍射 182

8.3 光的偏振 185

8.3.1 自然光 偏振光 185

8.3.2 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 187

8.3.3 反射和折射产生的偏振 布儒斯特定律 189

本章小结 191

同步练习 192

第9章 近代物理基础 194

9.1 狭义相对论基础 194

9.1.1 经典时空观 194

9.1.2 狭义相对论的基本假设 196

9.1.3 狭义相对论的时空观 197

9.2 量子物理 200

9.2.1 普朗克量子假设 200

9.2.2 光电效应 光量子 203

9.2.3 氢原子光谱——原子结构的量子化 205

9.2.4 微观粒子的波粒二象性 不确定度关系 208

9.2.5 不确定关系 209

本章小结 211

同步练习 212

习题参考答案 214

参考文献 219