第1篇力学

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120

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257

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379

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498

第2篇电磁场

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5130

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6162

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7196

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8221

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