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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 10

1.4.1抛体运动 11

1.4.2圆周运动 12

1.5相对运动 15

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 23

2.1牛顿运动定律 23

2.1.1牛顿第一运动定律 23

2.1.2牛顿第二运动定律 23

2.1.3牛顿第三运动定律 24

2.2几种常见的力 25

2.3牛顿运动定律的应用 27

2.4动量 动量守恒定律 30

2.4.1质点的冲量及动量定理 30

2.4.2质点系的动量定理 31

2.4.3动量守恒定律及其意义 33

2.5角动量定理 角动量守恒定律 35

2.5.1质点的角动量定理 35

2.5.2质点系的角动量定理 38

2.5.3角动量守恒定律 39

2.6动能 动能定理 40

2.6.1功 40

2.6.2功率 42

2.6.3质点的动能定理 42

2.6.4质点组的动能定理 43

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 47

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 49

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 51

本章要点 55

习题2 56

第3章 刚体的定轴转动 61

3.1刚体定轴转动的运动学 61

3.2刚体定轴转动的动力学 63

3.2.1刚体定轴转动的转动定律 63

3.2.2刚体定轴转动的动能定理 69

3.2.3刚体定轴转动的角动量守恒定律 71

阅读材料3行星与人造地球卫星 74

本章要点 77

习题3 78

第4章 狭义相对论 80

4.1伽利略变换 经典力学的时空观 80

4.1.1伽利略相对性原理 伽利略变换 80

4.1.2经典力学的时空观 81

4.2狭义相对论基本原理 洛伦兹变换 82

4.2.1伽利略变换的失效 82

4.2.2狭义相对论的基本原理 82

4.2.3洛伦兹变换 83

4.3狭义相对论时空观 84

4.3.1同时性的相对性 84

4.3.2时间膨胀 85

4.3.3长度收缩 87

4.3.4狭义相对论时空观 88

4.4狭义相对论动力学基础 88

4.4.1相对论质量 89

4.4.2相对论动量 89

4.4.3相对论动能 90

4.4.4相对论能量质能关系 91

4.4.5相对论的动量和能量关系 91

阅读材料4广义相对论简介 92

本章要点 95

习题4 96

第2篇 电磁场 101

第5章 静电场 101

5.1电现象的基本概念 101

5.2库仑定律 电场强度 102

5.2.1库仑定律 102

5.2.2电场 103

5.2.3电场强度 103

5.2.4电场强度的计算 104

5.3电场强度通量 高斯定理 109

5.3.1电场线 109

5.3.2电场强度通量 110

5.3.3高斯定理 111

5.4静电场的环路定理 电势能 117

5.5电势 等势面 119

5.5.1电势 电势差 119

5.5.2电势的计算 119

5.5.3等势面 123

5.5.4电势与电场强度的微分关系 124

本章要点 126

习题5 128

第6章 静电场中的导体和电介质 134

6.1静电场中的导体 134

6.1.1导体的静电平衡 134

6.1.2静电平衡时导体上的电荷分布 135

6.1.3静电屏蔽 137

6.2静电场中的电介质 有电介质时的高斯定理 140

6.2.1电介质的分类 140

6.2.2电介质的极化 141

6.2.3电介质对电场的影响 142

6.2.4电介质中的高斯定理 142

6.3电容 电容器 144

6.3.1孤立导体的电容 144

6.3.2电容器的电容 145

6.3.3电容的计算 145

6.3.4电容的串、并联 149

6.4静电场的能量 150

6.4.1电容器的电能 150

6.4.2静电场的能量 能量密度 151

阅读材料5等电势与高压带电作业 152

本章要点 153

习题6 153

第7章 稳恒磁场 158

7.1磁场 磁感应强度 158

7.1.1磁场 158

7.1.2磁感应强度 159

7.2毕奥-萨伐尔定律 160

7.2.1磁场叠加原理 160

7.2.2毕奥-萨伐尔定律 160

7.2.3毕奥-萨伐尔定律应用举例 161

7.3磁场的高斯定理 164

7.3.1磁感应线 164

7.3.2磁通量 磁场的高斯定理 165

7.4安培环路定理 166

7.4.1安培环路定理 166

7.4.2安培环路定理的应用举例 167

7.5磁场对运动电荷的作用 169

7.5.1洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动 169

7.5.2带电粒子在磁场和电场中运动举例 171

7.6磁场对载流导线的作用 173

7.6.1安培定律 173

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 175

7.6.3均匀磁场对载流线圈的作用 176

7.7介质中的磁场 177

7.7.1磁介质的分类 177

7.7.2磁介质中的安培环路定理 179

7.7.3铁磁质 180

本章要点 183

习题7 185

第8章 电磁感应 电磁场 190

8.1电磁感应现象 楞次定律 190

8.1.1电磁感应现象 190

8.1.2楞次定律 191

8.2电动势 法拉第电磁感应定律 192

8.2.1电源的电动势 192

8.2.2法拉第电磁感应定律 193

8.2.3感应电动势的方向 193

8.3动生电动势 感生电动势 195

8.3.1动生电动势 195

8.3.2感生电动势 196

8.4自感和互感 198

8.4.1自感 198

8.4.2互感 199

8.5磁场的能量 200

8.6位移电流 麦克斯韦方程组 202

8.6.1位移电流 202

8.6.2麦克斯韦方程组的积分形式 204

阅读材料6电磁感应定律在生活中的实际应用 205

本章要点 206

习题8 207

附录 212

附录A量纲 212

附录B国际单位制（SI）的基本单位和辅助单位 213

附录C希腊字母 213

附录D物理量的名称、符号和单位（SI） 214

附录E基本物理常数表（2006年国际推荐值） 217

附录F常用数学公式 217

习题答案 220

参考文献 227