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第1章 绪论 1

1-1 物质世界 1

1-1-1 物质 2

1-1-2 数量级的概念 2

1-1-3 空间尺度 3

1-1-4 时间尺度 4

1-1-5 质量范围 5

1-1-6 时间空间与物质运动 5

1-2 物理学 6

1-2-1 物理学的对象和方法 6

1-2-2 物理学与对称性 7

1-2-3 物理量与国际单位制 7

1-2-4 量纲与量纲分析 9

1-3 物理学与科学技术 10

1-3-1 物理规律的普适性 10

1-3-2 自然科学的基础 11

1-3-3 技术革命的源泉 11

1-3-4 物理学与社会和社会科学 12

习题 14

第2章 质点运动 15

2-1 直角坐标系中质点运动的描述 15

2-1-1 质点模型 15

2-1-2 参考系与坐标系 16

2-1-3 位置矢量与运动方程 16

2-1-4 位移与路程 17

2-1-5 速度 18

2-1-6 加速度 19

2-2 自然坐标系中质点运动的描述 23

2-2-1 切向加速度与法向加速度 23

2-2-2 圆周运动及其角量描述 24

2-3 伽利略变换 27

2-3-1 运动的相对性 27

2-3-2 伽里略变换 27

2-3-3 加速平动参考系间的变换关系 29

2-3-4 科里奥利加速度 30

习题 31

第3章 动量守恒定律 36

3-1 动量及动量守恒定律 37

3-1-1 惯性定律和惯性参考系 37

3-1-2 动量和动量守恒定律 37

3-1-3 力和牛顿第三定律 39

3-1-4 质点系动量守恒的条件 41

3-2 动量定理 43

3-2-1 冲量 动量定理 43

3-2-2 变质量系统 46

3-3 牛顿定律 48

3-3-1 牛顿第二定律 48

3-3-2 非惯性系 惯性力 51

3-3-3 质心运动定理 53

习题 55

第4章 能量守恒定律 58

4-1 动能定理 58

4-1-1 能量守恒定律 58

4-1-2 质点的动能定理 60

4-1-3 功和功率 61

4-1-4 质点系的动能定理 63

4-1-5 一对力的功 63

4-2 机械能守恒定律 64

4-2-1 保守力与势能 64

4-2-2 功能原理 67

4-2-3 机械能守恒定律及其应用 68

4-2-4 质心系中动能定理和功能原理 71

4-2-5 经典力学中的内在随机性与混沌 73

习题 75

第5章 角动量守恒定律 78

5-1 角动量守恒定律 78

5-1-1 角动量 78

5-1-2 角动量守恒定律 80

5-2 角动量定理 81

5-2-1 质点的角动量定理 81

5-2-2 质点在有心力作用下的运动 84

5-2-3 质点系的角动量定理 85

5-2-4 质点系角动量守恒的条件 86

5-2-5 质心系中的角动量定理 87

5-3 对称性与守恒定律 88

5-3-1 基本粒子与相互作用 88

5-3-2 相互作用遵从守恒定律的约束 90

5-3-3 对称性 91

5-3-4 对称性与守恒定律 92

5-3-5 对称的自发破缺 94

习题 94

第6章 刚体力学 97

6-1 刚体运动学 97

6-1-1 刚体模型 97

6-1-2 刚体的平动和转动 98

6-1-3 角速度 角加速度 98

6-1-4 定轴转动 定点转动 99

6-2 刚体动力学 100

6-2-1 刚体对定轴的角动量和转动惯量 100

6-2-2 刚体定轴转动的角动量定理 102

6-2-3 刚体定轴转动的动能定理 105

6-2-4 刚体的定点运动 旋进 107

6-2-5 刚体的平面平行运动 108

习题 109

第7章 流体力学简介 113

7-1 流体静力学 113

7-1-1 静止流体中的压强 113

7-1-2 表面张力与毛细现象 116

7-2 理想流体的流动 118

7-2-1 理想流体 118

7-2-2 流量 流体的连续性原理 118

7-2-3 伯努利方程 120

7-3 粘滞流体 122

7-3-1 流体的粘性 122

7-3-2 泊肃叶公式和斯托克斯公式 122

7-3-3 湍流 124

习题 124

第8章 相对论 127

8-1 狭义相对论时空变换 127

8-1-1 伽利略时空变换的基础 127

8-1-2 电磁波理论与狭义相对论的创立 129

8-1-3 爱因斯坦的两个基本假设 130

8-1-4 洛伦兹变换 131

8-1-5 相对论的速度变换 133

8-2 狭义相对论时空观 135

8-2-1 同时的相对性 135

8-2-2 时间延缓 136

8-2-3 长度收缩 138

8-2-4 间隔不变性与因果律 141

8-3 相对论动力学基础 142

8-3-1 相对论质量和动量 143

8-3-2 相对论能量 144

8-3-3 动量定理和动能定理 146

8-3-4 对应原理 147

8-4 广义相对论简介 148

8-4-1 广义相对论基本原理 148

8-4-2 光线的引力偏折和时空弯曲 150

8-4-3 引力红移和引力时间延缓 152

8-4-4 宇宙 黑洞 153

习题 154

第9章 静电场 157

9-1 电相互作用 电场强度 158

9-1-1 电荷的基本性质 158

9-1-2 库仑定律 159

9-1-3 电场强度 160

9-1-4 场的叠加原理和电场强度的计算 161

9-1-5 电场中电荷的受力 164

9-2 静电场的高斯定理 164

9-2-1 电场线与电通量 164

9-2-2 高斯定理 165

9-2-3 高斯定理的应用举例 168

9-3 静电场环路定理 电势 170

9-3-1 静电场的环路定理 170

9-3-2 电势能 电势 171

9-3-3 电势的计算 173

9-3-4 电场强度与电势的关系 等势面 174

9-3-5 带电粒子的静电能 176

9-4 静电场中的导体 177

9-4-1 导体的静电平衡条件 177

9-4-2 静电平衡时导体上的电荷分布 178

9-4-3 空腔导体与静电屏蔽 179

9-5 静电场中的电介质 181

9-5-1 电介质的极化 181

9-5-2 极化强度和极化电荷 183

9-5-3 有电介质时的静电场 环路定理和高斯定理 184

9-5-4 压电效应 铁电体 驻极体 186

9-6 电容 186

9-6-1 电容器的电容 186

9-6-2 电容器的连接 189

9-6-3 电容器的储能 189

9-6-4 电场的能量 190

习题 192

第10章 恒定磁场 196

10-1 运动电荷的电场和磁场 196

10-1-1 运动电荷间的相互作用力 196

10-1-2 运动电荷的电场（相对论情况） 199

10-1-3 运动电荷的磁场（相对论情况） 200

10-1-4 磁场的基本性质 202

10-1-5 磁矢势A 203

10-2 恒定电流 205

10-2-1 电流密度 205

10-2-2 电源电动势 207

10-2-3 欧姆定律和焦耳定律的微分形式 207

10-2-4 基尔霍夫电路方程 209

10-3 恒定电流的磁场 210

10-3-1 毕奥—萨伐尔定律 210

10-3-2 恒定电流磁场的安培环路定理 214

10-4 恒定磁场中带电粒子的运动 217

10-4-1 磁场对带电粒子的作用力 217

10-4-2 霍耳效应 219

10-4-3 载流导线在磁场中所受的力 220

10-4-4 磁场对载流线圈的力矩 222

10-4-5 磁力的功 223

习题 224

第11章 变化的电磁场 228

11-1 电磁感应 228

11-1-1 法拉第电磁感应定律 228

11-1-2 感生电动势 涡旋电场 231

11-1-3 动生电动势 234

11-1-4 两种电动势的相对论实质 237

11-2 物质的磁性 237

11-2-1 磁场中介质的磁化 237

11-2-2 有磁介质时磁场的安培环路定理 239

11-2-3 铁磁质 241

11-3 自感与互感 243

11-3-1 自感 243

11-3-2 互感 245

11-3-3 自感磁能 247

11-3-4 磁场的能量 248

11-4 麦克斯韦方程组 249

11-4-1 位移电流 250

11-4-2 麦克斯韦方程组 251

11-4-3 麦克斯韦方程组与狭义相对论的协调一致 253

11-5 电磁波 254

11-5-1 平面电磁波的性质 254

11-5-2 电磁波的能量 动量 255

11-5-3 加速电荷发射的电磁波 256

习题 257