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第一篇 力学 2

第1章 质点力学 2

1.1 描述质点运动的物理量 2

一、质点 参考系 2

二、位置矢量和位移 3

三、速度 4

四、加速度 5

五、圆周运动的角量描述 5

1.2 描述质点的坐标系 7

一、直角坐标系 7

二、平面极坐标系 8

三、自然坐标系 9

四、角量与线量的关系 10

1.3 质点运动学的两类基本问题 12

一、直线运动实例 13

二、平面曲线运动实例 14

1.4 牛顿定律及其应用 15

一、牛顿运动定律 15

二、常见力与基本力 18

三、牛顿定律的应用 22

四、力学单位制与量纲 24

五、惯性系与非惯性系 26

1.5 伽利略变换 29

章后结束语 30

一、本章内容小结 30

二、应用及前沿发展 32

习题与思考 32

第2章 力学中的守恒定律 37

2.1 功和能 机械能守恒定律 37

一、功及功率 37

二、动能和动能定量 40

三、保守力 势能 43

四、功能原理 机械能守恒定律 46

2.2 动量 动量守恒定律 49

一、冲量 动量及动量定理 49

二、质点系动量定理和质心运动定理 53

三、动量守恒定律 55

四、碰撞 57

2.3 角动量守恒定律 60

一、质点的角动量守恒定律 60

二、质点系的角动量守恒定律 62

章后结束语 64

一、本章内容小结 64

二、应用及前沿发展 66

习题与思考 66

阅读材料A：守恒定律与对称性 70

第3章 刚体和流体 74

3.1 刚体的运动 74

一、刚体的平动和转动 74

二、刚体的定轴转动 75

3.2 刚体动力学 78

一、刚体的转动动能 78

二、刚体的转动惯量 78

三、刚体的重力势能 80

四、力矩与转动定律 80

五、力矩的功与动能定理 81

3.3 定轴转动刚体的角动量守恒 85

一、角动量（动量矩） 85

二、动量矩定理 86

三、动量矩守恒定律 86

3.4 刚体的自由度 89

3.5 刚体的进动和平面平行运动 90

一、刚体的进动 90

二、刚体的平面平行运动 91

3.6 流体的基本概念 93

一、理想流体 94

二、实际流体 95

3.7 理想流体的流动 97

一、连续性方程 97

二、伯努利方程 98

三、伯努利方程的应用 100

3.8 实际流体的流动 101

一、泊肃叶公式 101

二、斯托克斯定律 102

3.9 液体的表面现象 103

一、表面张力 103

二、弯曲液面下的附加压强 105

三、毛细现象 107

章后结束语 109

一、本章小结 109

二、应用及前沿发展 110

习题与思考 111

阅读材料B：混沌简介 115

第二篇 电磁学 123

第4章 静电场 123

4.1 物质的电结构 123

4.2 库仑定律 124

4.3 电场和电场强度 125

一、静电场 125

二、电场强度 126

三、叠加原理和电场强度的计算 126

4.4 高斯定理 130

一、电力线（电场线） 130

二、电通量 130

三、高斯定理 131

四、高斯定理应用 133

4.5 静电场的功 电势 136

一、静电场力的功 静电场的环路定理 136

二、电势能和电势 137

三、电势的计算 139

4.6 静电场中的导体 141

一、导体的静电平衡 141

二、导体表面的电荷和电场 142

三、静电屏蔽 143

4.7 电容 电容器 144

一、孤立导体的电容 144

二、电容器及其电容 144

三、几种常见的电容器及其电容 145

四、电容器的联接 146

4.8 稳恒电流 147

一、稳恒电流和稳恒电场 147

二、欧姆定律及其微分形式 149

三、电动势及其非静电力 149

四、基尔霍夫定律 150

4.9 电介质及其极化 152

一、电介质的电结构 152

二、电介质的极化 152

三、电极化强度矢量 153

4.10 电位移矢量 有介质时的高斯定理 153

一、极化强度与束缚电荷的关系 153

二、电介质中的高斯定理 电位移矢量D 154

4.11 电场的能量 156

章后结束语 159

一、本章小结 159

二、应用及前沿发展 161

习题与思考 161

阅读材料C：电子的发现和电子电荷量的测定 167

阅读材料D：物理学中的类比法 169

阅读材料E：铁电体 压电体 永电体 170

第5章 稳恒磁场 173

5.1 磁场 磁感应强度 173

一、磁场 173

二、磁感应强度 174

5.2 毕奥—萨伐尔定律及其应用 175

一、毕奥—萨伐尔定律 175

二、毕奥—萨伐尔定律的应用举例 176

5.3 运动电荷的磁场 178

5.4 磁场的高斯定理和安培环路定理 179

一、磁场的高斯定理 179

二、安培环路定理 180

三、安培环路定理的应用 181

5.5 磁场对载流导线的作用 183

一、安培定律 183

二、两平行长直电流之间的相互作用 184

三、磁场对载流线圈的作用 185

5.6 洛伦兹力 187

一、洛伦兹力 187

二、带电粒子在磁场中的运动 188

三、霍尔效应 189

5.7 磁力的功 192

一、载流导线在磁场中运动所做的功 192

二、载流线圈在磁场内转动时磁力所做的功 192

5.8 物质的磁性 193

一、磁介质的磁化及其磁化强度 193

二、磁场强度 有介质时的安培环路定理 195

三、抗磁性 196

四、铁磁质 197

章后结束语 200

一、本章小结 200

二、应用及前沿发展 201

习题与思考 202

科学家简介——法拉第 208

阅读材料F：生物磁学 210

第6章 电磁感应 电磁场 213

6.1 电磁感应定律 213

一、电磁感应现象 213

二、法拉第电磁感应定律 213

6.2 动生电动势 214

一、动生电动势 214

二、动生电动势的电子论解释 215

6.3 感生电动势和感生电场 217

一、感生电动势及感生电场 217

二、电子感应加速器 219

6.4 自感和互感 220

一、自感现象 220

二、互感现象 221

6.5 磁场的能量 223

6.6 电磁场理论的基本概念 225

一、位移电流 225

二、安培环路定理的推广 227

三、麦克斯韦方程组 227

6.7 电感和电容电路的一阶暂态过程 229

一、RL电路的暂态过程 229

二、RC电路的暂态过程 231

章后结束语 232

一、本章小结 232

二、应用及前沿发展 233

习题与思考 233

科学家简介——麦克斯韦 238

阅读材料G：传感器 240

习题答案 244

附表 251

参考文献 254