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绪论 1

1．物理学的起源与发展 1

2．为什么要学“大学物理” 4

3．物理学的方法及思想 6

4．怎样学习物理学 8

第1章 质点运动学 9

1.1 参考系 质点 9

1.1.1 运动的绝对性和相对性 9

1.1.2 参考系和坐标系 9

1.1.3 质点 10

1.1.4 时间和时刻 10

1.2 质点运动的描述 10

1.2.1 位置矢量 10

1.2.2 位移 11

1.2.3 速度和速率 12

1.2.4 加速度 14

1.2.5 位矢、位移、速度、加速度四个物理量的共性 14

1.3 运动学的两类基本问题及解法 16

1.3.1 第一类运动学问题 16

1.3.2 第二类运动学问题 17

1.4 质点运动的线量和角量描述 20

1.4.1 自然坐标系和极坐标系 20

1.4.2 圆周运动的线量描述 21

1.4.3 圆周运动的角量描述 22

1.4.4 线量与角量的关系 23

阅读材料（1） 25

思考题 28

习题 29

第2章 质点动力学 31

2.1 牛顿运动定律 31

2.1.1 牛顿运动定律的内容及含义 31

2.1.2 力学中常见的几种力 33

2.1.3 牛顿定律的应用 37

2.2 功和能及其关系 41

2.2.1 外力做功与动能的关系 42

2.2.2 保守力做功与势能的关系 45

2.2.3 非保守力做功与机械能的关系 48

2.2.4 航天器的三种宇宙速度 52

2.3 冲量和动量及其关系 54

2.3.1 冲量和动量 54

2.3.2 动量定理 55

2.3.3 动量守恒定律 58

2.3.4 火箭飞行原理 59

2.4 碰撞问题 61

阅读材料（2） 66

思考题 67

习题 68

第3章 刚体力学 73

3.1 刚体运动的描述 73

3.1.1 刚体的基本运动形式 73

3.1.2 刚体定轴转动的描述 74

3.2 刚体的转动动能和转动惯量 75

3.2.1 刚体转动动能 75

3.2.2 刚体转动惯量 75

3.2.3 刚体转动惯量的计算 76

3.3 力矩与转动定律 78

3.3.1 力矩 78

3.3.2 转动定律 79

3.4 力矩做功与转动动能定理 83

3.4.1 力矩做功 83

3.4.2 转动动能定理 84

3.5 冲量矩与角动量定理 85

3.5.1 冲量矩与角动量 85

3.5.2 角动量定理 86

3.5.3 角动量守恒定律 87

3.6 综合例题 89

阅读材料（3） 92

思考题 94

习题 95

第4章 真空静电场 100

4.1 电荷 电荷守恒定律 100

4.1.1 电荷 100

4.1.2 电荷守恒定律 101

4.2 库仑定律 101

4.2.1 库仑定律 101

4.2.2 静电力所做的功 103

4.2.3 电势能 104

4.3 电场 电场强度 电势 104

4.3.1 电场 104

4.3.2 电场强度 105

4.3.3 电场强度的叠加原理 106

4.3.4 静电场的环路定理 106

4.3.5 电势 电势差 107

4.3.6 电势的叠加原理 108

4.3.7 电场强度与电势的关系 108

4.3.8 场强和电势的计算 109

4.4 电场的图示法 高斯定理 118

4.4.1 电场线 118

4.4.2 等势面 119

4.4.3 电场强度通量 120

4.4.4 高斯定理 121

4.4.5 高斯定理的应用 123

4.5 静电场中的导体 127

4.5.1 静电场中的导体 128

4.5.2 电容 电容器 134

4.5.3 电容器存储能量与电场能量 141

阅读材料（4） 145

思考题 147

习题 148

第5章 真空恒定磁场 154

5.1 磁场与电流 154

5.1.1 基本磁现象 磁场 154

5.1.2 电流 156

5.1.3 电流密度 157

5.1.4 磁感应强度 158

5.2 毕奥-萨伐尔定律 159

5.2.1 毕奥-萨伐尔定律 160

5.2.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 161

5.2.3 运动电荷产生的磁场 164

5.3 磁场的高斯定理 165

5.3.1 磁感应线 165

5.3.2 磁通量 磁场的高斯定理 166

5.4 安培环路定理 168

5.4.1 安培环路定理 169

5.4.2 安培环路定理的应用 171

5.5 磁场对电流的作用 175

5.5.1 磁场对载流导线的作用力 175

5.5.2 磁场对载流线圈的作用力矩 177

5.5.3 磁场对运动电荷的作用力 179

5.5.4 霍耳效应 180

阅读材料（5） 181

思考题 183

习题 184

第6章 电磁感应 187

6.1 电磁感应 187

6.1.1 电磁感应现象 187

6.1.2 电源的电动势 189

6.1.3 电磁感应定律 191

6.1.4 楞次定律 192

6.2 动生电动势和感生电动势 195

6.2.1 动生电动势 195

6.2.2 感生电动势 197

6.3 自感与互感 200

6.3.1 自感 200

6.3.2 互感 202

6.4 磁场的能量 204

阅读材料（6） 206

思考题 209

习题 210

第7章 麦克斯韦方程组 215

7.1 真空中的麦克斯韦方程组 215

7.1.1 位移电流 216

7.1.2 麦克斯韦方程组 219

7.2 电磁波与人类文明 220

7.3 电介质 223

7.3.1 电介质的极化 介质中的场强 223

7.3.2 有介质时的高斯定理 227

7.4 磁介质 228

7.5 含介质的麦克斯韦方程组 232

阅读材料（7） 234

思考题 236

习题 237

第8章 狭义相对论 239

8.1 狭义相对论产生的历史背景 239

8.1.1 力学相对性原理和经典时空观 239

8.1.2 狭义相对论产生的历史背景和条件 240

8.2 狭义相对论的基本原理 241

8.2.1 狭义相对论的两个基本假设 241

8.2.2 洛伦兹变换 242

8.2.3 洛伦兹速度变换关系 244

8.3 狭义相对论的时空观 245

8.3.1 同时的相对性 245

8.3.2 时间延缓效应 246

8.3.3 长度收缩效应 246

8.4 狭义相对论动力学基础 247

8.4.1 相对论质量和动量 248

8.4.2 相对论动力学基本方程 249

8.4.3 质能关系 250

8.4.4 能量-动量关系 251

8.5 电磁场的统一性与电磁场量的相对性 251

8.5.1 电磁场的统一性与电磁场量的相对性 251

8.5.2 运动点电荷的电磁场 252

阅读材料（8） 253

思考题 256

习题 257

习题参考答案 259