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第1章 质点运动学 1

1.1 质点运动的描述 1

1.1.1 参考系 坐标系 1

1.1.2 位置矢量 运动方程 位移 2

1.1.3 速度和加速度 3

1.2 圆周运动 6

1.2.1 圆周运动的速率和角速度 6

1.2.2 变速圆周运动的切向加速度和法向加速度、角加速度 7

习题 9

第2章 质点动力学 12

2.1 牛顿运动定律 12

2.1.1 牛顿运动定律的内容 12

2.1.2 几种常见的力 14

2.2 动量及动量守恒定律 15

2.2.1 冲量与质点的动量定理 16

2.2.2 质点系的动量定理 17

2.2.3 动量守恒定律 19

2.3 质点的角动量 20

2.3.1 质点的角动量定理 20

2.3.2 质点的角动量守恒定律 21

2.4 功和能 22

2.4.1 功 22

2.4.2 动能定理 24

2.4.3 保守力与非保守力 势能 26

2.4.4 功能原理机 械能守恒定律 30

2.4.5 碰撞 31

2.4.6 能量守恒定律 33

习题 33

第3章 刚体定轴转动 39

3.1 刚体定轴转动的描述 39

3.1.1 刚体的基本运动形式 39

3.1.2 刚体定轴转动的角量描述 40

3.2 刚体定轴转动的转动定律 42

3.2.1 力矩 42

3.2.2 转动定律 44

3.3 刚体定轴转动的角动量守恒 48

3.3.1 刚体定轴转动的角动量 48

3.3.2 刚体定轴转动的角动量定理 48

3.3.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律 49

3.4 刚体定轴转动的能量 51

3.4.1 力矩的功及功率 51

3.4.2 刚体定轴转动的动能定理 52

3.4.3 刚体的机械能及机械能守恒定律 53

习题 55

第4章 静电场 59

4.1 电荷起源及电荷守恒定律 59

4.1.1 电荷 59

4.1.2 电荷守恒定律 60

4.2 库仑定律 60

4.3 电场强度及其计算 61

4.3.1 电场及电场强度 61

4.3.2 点电荷的电场强度 62

4.3.3 电场的叠加原理及在电场强度计算中的应用 63

4.4 电场强度通量 高斯定理 68

4.4.1 电场线及电场强度通量 68

4.4.2 高斯定理 70

4.4.3 应用高斯定理求静电场的分布 71

4.5 电势 电势能 74

4.5.1 静电场的保守性 静电场的环路定理 74

4.5.2 电势能 电势 电势差 76

4.5.3 点电荷的电势 77

4.5.4 电势叠加原理 77

4.5.5 求解电势的典型问题 78

4.5.6 等势面 80

4.6 真空中的电容器及静电场能量 81

4.6.1 真空中的电容器 电容器的连接 81

4.6.2 电容器的能量 84

4.6.3 静电场的能量 84

习题 85

第5章 真空中的恒定磁场 90

5.1 电流及电流密度 90

5.1.1 电流 90

5.1.2 电流密度 91

5.2 电源 电动势 92

5.3 磁场 磁感应强度 94

5.3.1 磁场 94

5.3.2 磁感应强度 94

5.4 毕奥-萨伐尔定律及应用 96

5.4.1 毕奥-萨伐尔定律 96

5.4.2 毕奥-萨伐尔定律若干应用 97

5.5 磁场的高斯定理 99

5.5.1 磁感线 99

5.5.2 磁通量及磁场的高斯定理 100

5.6 安培环路定理 101

5.6.1 磁场的安培环路定理 101

5.6.2 用安培环路定理计算若干磁场 104

5.7 带电粒子在电磁场中所受到的力 106

5.7.1 洛伦兹力 107

5.7.2 带电粒子在电磁场中受力举例 107

5.8 载流导线在磁场中所受的力及力矩 111

5.8.1 安培力 111

5.8.2 闭合电流在磁场中受到的力矩 113

习题 115

第6章 电磁感应 120

6.1 电磁感应定律 120

6.1.1 电磁感应现象 120

6.1.2 法拉第电磁感应定律 121

6.1.3 楞次定律 122

6.2 动生电动势和感生电动势 123

6.2.1 动生电动势 124

6.2.2 感生电动势 感生电场 126

6.3 自感和互感 129

6.3.1 自感 自感电动势 129

6.3.2 互感 互感电动势 130

6.4 磁场的能量 132

习题 134

第7章 机械振动基础 138

7.1 简谐振动 138

7.1.1 简谐振动方程 138

7.1.2 描述简谐振动的物理量 139

7.1.3 由初始条件确定振幅和初相 142

7.2 旋转矢量 144

7.3 水平弹簧振子的能量 148

7.4 两个同方向、同频率简谐振动的合成 149

习题 150

第8章 机械波 154

8.1 机械波的形成 154

8.1.1 机械波的形成及分类 154

8.1.2 描述波的物理量 155

8.2 平面简谐波 156

8.2.1 平面简谐波的波动方程 156

8.2.2 波动方程的物理意义 158

8.3 惠更斯原理 波的干涉 161

8.3.1 惠更斯原理 161

8.3.2 波的叠加原理 相干波 162

8.3.3 两列相干波的叠加 163

8.4 驻波 165

8.4.1 驻波的产生 165

8.4.2 驻波方程 165

8.4.3 相位跃变 167

习题 167

第9章 波动光学 170

9.1 光的干涉 170

9.1.1 相干光及获得 170

9.1.2 杨氏双缝干涉 171

9.1.3 劳埃德镜 173

9.2 薄膜干涉 174

9.2.1 光程 174

9.2.2 垂直照射的薄膜干涉 176

9.2.3 劈尖 牛顿环 178

9.3 光的衍射 181

9.3.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅尔原理 181

9.3.2 单缝夫琅禾费衍射 182

9.3.3 光栅衍射 185

9.4 光的偏振性 187

9.4.1 自然光 偏振光 188

9.4.2 由吸收引起的偏振 马吕斯定律 188

9.4.3 界面上引起的偏振 布儒斯特定律 190

9.4.4 双折射现象及偏振 191

习题 191

阅读材料1 汽车动力——一个与能量有关的实例研究 196

阅读材料2 火箭推进 199

阅读材料3 静电的应用 201

阅读材料4 地球的磁场 204

阅读材料5 全息照相术 205

阅读材料6 激光干涉引力波天文台（LIGO） 207

部分习题参考答案 208

参考文献 212