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绪论 1

第一篇 力 学 7

第1章 质点运动学 7

1.1 质点运动的描述 8

1.1.1 质点 参考系 坐标系 时间和空间 8

1.1.2 位置矢量与运动方程 9

1.1.3 位移与路程 9

1.1.4 速度和速率 10

1.1.5 加速度 12

1.1.6 质点运动学的两类问题 13

1.2 运动叠加原理 16

1.2.1 运动叠加原理 16

1.2.2 平面曲线运动 切向加速度 法向加速度 18

1.2.3 径向速度 横向速度 圆周运动的角量描述 20

1.3 相对运动 23

本章提要 25

阅读材料（一） 时间和空间的本性 26

思考题 28

习题 29

第2章 质点动力学 31

2.1 牛顿运动定律 32

2.1.1 牛顿第一定律 32

2.1.2 牛顿第二定律 33

2.1.3 牛顿第三定律 34

2.1.4 牛顿定律的应用 34

2.2 惯性系与非惯性系力学 37

2.2.1 惯性系与非惯性系 37

2.2.2 惯性力 38

2.3 冲量 动量守恒定律 41

2.3.1 冲量 质点的动量定理 41

2.3.2 质点系的动量定理 43

2.3.3 动量守恒定律 44

2.3.4 火箭发射原理 48

2.4 功和能 机械能守恒定律 49

2.4.1 功 功率 50

2.4.2 质点的动能定理 53

2.4.3 质点系的功能原理 54

2.4.4 机械能守恒定律与能量守恒定律 58

本章提要 61

阅读材料（二） 混沌——确定论系统中的“随机行为” 62

思考题 67

习题 68

第3章 刚体的转动 73

3.1 刚体运动的描述 74

3.1.1 平动和转动 74

3.1.2 定轴转动的角量描述 74

3.2 刚体定轴转动定律 转动惯量 75

3.2.1 力矩 76

3.2.2 转动定律 78

3.2.3 转动惯量 79

3.2.4 转动定律应用举例 82

3.3 刚体定轴转动的功和能 84

3.3.1 力矩的功 84

3.3.2 转动动能 85

3.3.3 刚体定轴转动的动能定理 85

3.3.4 刚体的重力势能 86

3.4 角动量定理 角动量守恒定律 88

3.4.1 质点的角动量定理和角动量守恒定律 88

3.4.2 刚体对定轴的角动量 91

3.4.3 刚体定轴转动的角动量定理 91

3.4.4 角动量守恒定律及其应用 92

3.5 碰撞 95

3.6 刚体的进动 98

本章提要 99

阅读材料（三） 对称性与守恒定律 100

思考题 104

习题 105

第二篇 电磁学 109

第4章 静电场 109

4.1 电场强度 110

4.1.1 电荷及其性质 110

4.1.2 库仑定律 111

4.1.3 电场强度 112

4.1.4 带电体在外电场中所受的作用 118

4.2 静电场中的高斯定理 118

4.2.1 电场强度通量 118

4.2.2 静电场中的高斯定理 120

4.3 静电场的环路定理 电势 126

4.3.1 静电场的环路定理 126

4.3.2 电势和电势差 128

4.3.3 等势面 电势梯度 133

本章提要 136

阅读材料（四） 平方反比律与库仑定律和高斯定理 137

思考题 138

习题 139

第5章 静电场中的导体和电介质 141

5.1 静电场中的导体 142

5.1.1 导体的静电平衡 142

5.1.2 有导体存在时场强与电势的计算 143

5.1.3 静电的应用 145

5.2 静电场中的介质 147

5.2.1 电介质的极化 147

5.2.2 电介质中的电场 148

5.2.3 电位移矢量 电介质中的高斯定理 151

5.3 静电场的能量 153

5.3.1 电容和电容器 153

5.3.2 电容器的连接 156

5.3.3 电容器的储能 157

5.3.4 静电场的能量 158

5.3.5 电荷系统的静电能 161

本章提要 163

阅读材料（五） 压电效应、压电体和铁电体 164

思考题 166

习题 166

第6章 稳恒磁场 169

6.1 磁感应强度 170

6.1.1 磁现象 磁场 170

6.1.2 电流和电流密度 170

6.1.3 磁感应强度 171

6.2 磁场中的高斯定理 172

6.2.1 磁感线 172

6.2.2 磁通量 173

6.2.3 磁场中的高斯定理 173

6.3 毕奥—萨伐尔定律及其应用 174

6.3.1 稳恒电流的磁场 174

6.3.2 运动电荷的磁场 175

6.3.3 载流线圈的磁矩 176

6.3.4 毕奥—萨伐尔定律的应用 176

6.4 磁场的安培环路定理 181

6.4.1 安培环路定理 181

6.4.2 安培环路定理的应用 183

6.5 磁场对运动电荷和载流导线的作用 186

6.5.1 洛伦兹力 187

6.5.2 带电粒子在磁场中的运动 187

6.5.3 霍耳效应 189

6.5.4 洛伦兹力在科学与工程技术中的应用实例 190

6.5.5 安培力 195

6.6 磁力的功 199

6.6.1 磁力对载流导线做功 199

6.6.2 磁力矩对转动载流线圈做功 199

6.7 磁介质 200

6.7.1 磁介质的分类 200

6.7.2 顺磁质与抗磁质的磁化 201

6.7.3 磁场强度、磁介质中的安培环路定理 202

6.7.4 铁磁质 206

本章提要 208

阅读材料（六）磁单极 209

真空的“极化” 210

思考题 211

习题 212

第7章 电磁感应 电磁场 217

7.1 电磁感应的基本定律 218

7.1.1 电磁感应现象 218

7.1.2 法拉第电磁感应定律 219

7.1.3 楞次定律 219

7.2 动生电动势 221

7.2.1 电源 电动势 221

7.2.2 动生电动势 223

7.3 感生电动势和感生电场 225

7.3.1 感生电动势 涡旋电场 225

7.3.2 电子感应加速器 228

7.3.3 涡电流 228

7.4 自感应 互感应 229

7.4.1 自感 229

7.4.2 互感 231

7.4.3 RL串联电路的暂态过程 233

7.5 磁场的能量 234

7.5.1 自感磁能 234

7.5.2 互感磁能 235

7.5.3 磁场能量 236

7.6 位移电流和全电流定律 237

7.6.1 位移电流 237

7.6.2 全电流定律 238

7.7 麦克斯韦方程组 240

本章提要 242

阅读材料（七） 统一场论 243

正负电子对的产生和湮灭 245

思考题 246

习题 248

附录Ⅰ 251

国际单位制（SI） 251

附录Ⅱ 253

常用基本物理常量表 253

附录Ⅲ 254

物理量的名称、符号和单位（SI）一览表 254

附录Ⅳ 257

空气、水、地球、太阳系一些常用数据 257

附录Ⅴ 258

历年诺贝尔物理学奖获得者 258

习题答案 266