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第0章　物理学　物理量　计量单位 1

0.1　物理学 1

0.2　物理量　基准单位 2

0.3　法定计量单位　量纲 3

0.3.1　法定计量单位　国际单位制 3

0.3.2　在本书中使用国际单位制单位的方法和具体要求 4

0.3.3　解题方法和步骤 5

0.3.4　量纲 6

第1章　质点运动学 8

1.1　质点　参考系　时间和空间 8

1.1.1　质点 8

1.1.2　参考系 9

1.1.3　坐标系　时间和空间 9

1.2　位矢　位移和路程 10

1.2.1　位矢 10

1.2.2　运动函数　轨道方程 11

1.2.3　位移 12

1.3　速度　加速度 12

1.3.1　速度　平均速度 12

1.3.2　瞬时速度　瞬时速率 13

1.3.3　相对运动 15

1.3.4　加速度 16

1.4　直线运动 19

1.5　抛体运动 23

1.6　圆周运动 24

1.6.1 自然坐标系　变速圆周运动 24

1.6.2　圆周运动的角量描述 27

习题1 30

第2章　质点动力学基础 33

2.1 牛顿运动定律 33

2.1.1 牛顿第一定律 33

2.1.2　牛顿第二定律 35

2.1.3 牛顿第三定律 37

2.2　力学中常见的力 38

2.2.1　万有引力　重力 38

2.2.2　弹性力 40

2.2.3　摩擦力 42

2.3 牛顿运动定律应用示例 44

2.4　非惯性参考系　惯性力 51

2.5　宇宙速度 53

2.5.1　第一宇宙速度 53

2.5.2　第二宇宙速度 54

2.5.3　第三宇宙速度 55

习题2 55

第3章　守恒定律及其在力学中的应用 58

3.1　功　动能定理 58

3.1.1　功　功率 58

3.1.2　质点的动能定理 60

3.1.3　系统的动能定理 62

3.2　保守力　系统的势能 64

3.2.1　保守力做功的特点 64

3.2.2　势能 66

3.3　系统的功能定理　机械能守恒定律　能量守恒定律 69

3.3.1　系统的功能定理 69

3.3.2　机械能守恒定律 70

3.3.3　能量守恒定律 72

3.4　冲量与动量　质点的动量定理 73

3.5　系统的动量定理　动量守恒定律 76

3.5.1　系统的动量定理 76

3.5.2　系统的动量守恒定律 77

3.6　质心　质心运动定理 80

3.6.1　质心 80

3.6.2　质心运动定理 82

3.7　碰撞 83

3.7.1　弹性碰撞 84

3.7.2　完全非弹性碰撞 85

3.8　角动量　力矩　质点的角动量守恒定律 86

3.8.1　质点的角动量 86

3.8.2　力矩 87

3.8.3　质点的角动量定理 88

3.8.4　质点的角动量守恒定律 88

3.9　系统的角动量守恒定律 90

习题3 92

第4章　刚体力学简介 98

4.1　刚体的基本运动形式 99

4.1.1　刚体的平动 99

4.1.2　刚体的定轴转动 100

4.2　刚体定轴转动的转动动能　转动惯量 103

4.2.1　刚体定轴转动的转动动能 103

4.2.2　刚体的转动惯量 103

4.3　力矩的功　刚体定轴转动的动能定理 105

4.3.1　力矩 105

4.3.2　力矩的功 106

4.3.3　刚体定轴转动的动能定理 107

4.4　刚体定轴转动定律 110

4.5　刚体定轴转动的角动量定理　角动量守恒定律 114

4.5.1　角动量　冲量矩　角动量定理 114

4.5.2　角动量守恒定律 114

习题4 116

第5章　狭义相对论 120

5.1　经典力学的相对性原理　伽利略变换 120

5.2　狭义相对论的基本原理　洛伦兹变换 123

5.2.1　狭义相对论的基本原理 123

5.2.2　洛伦兹变换 124

5.2.3　洛伦兹速度变换公式 125

5.3　相对论的时空观 126

5.3.1　同时的相对性 126

5.3.2　长度的收缩 128

5.3.3　时间的延缓 129

5.4　狭义相对论的动力学基础 131

5.4.1　质量与速率的关系 131

5.4.2　质量与能量的关系 133

5.4.3　能量与动量的关系 135

习题5 136

第6章　静电学 138

6.1　电荷　库仑定律 138

6.1.1　电荷　电荷守恒定律 138

6.1.2　库仑定律　静电力叠加原理 140

6.2　电场　电场强度 143

6.2.1　电场 143

6.2.2　电场强度　电场强度叠加原理 143

6.3　电场强度和电场力的计算 145

6.3.1　点电荷电场中的电场强度 145

6.3.2　点电荷系电场中的电场强度 146

6.3.3　连续分布电荷电场中的电场强度 147

6.3.4　电荷在电场中所受的力 152

6.4　电通量　真空中的高斯定理 154

6.4.1　电场线 154

6.4.2　电通量 154

6.4.3　高斯定理及其应用 157

6.5　静电场的环路定理　电势 161

6.5.1　静电力的功 161

6.5.2　静电场的环路定理 162

6.5.3　电势能 163

6.5.4　电势　电势差 163

6.5.5　电势的计算 164

6.6　等势面　电场强度与电势的关系 167

6.6.1　等势面 167

6.6.2　电场强度与电势的关系 168

6.7　静电场中的金属导体 170

6.7.1　金属导体的电结构 170

6.7.2　导体的静电平衡条件 170

6.7.3　静电平衡时导体上的电荷分布 171

6.7.4　静电屏蔽 174

6.7.5　关于导体的计算示例 175

6.8　静电场中的电介质 176

6.8.1　电介质的电结构 176

6.8.2　电介质在外电场中的极化现象 177

6.9　有电介质时的静电场和高斯定理 178

6.9.1　有电介质时的静电场 178

6.9.2　有电介质时静电场的高斯定理　电位移矢量 179

6.9.3　有电介质时静电场高斯定理的应用 181

6.10　电容　电容器 184

6.10.1　孤立导体的电容 184

6.10.2　电容器的电容 184

6.10.3　电容器的串联和并联 188

6.11　电场的能量 190

习题6 192

第7章　恒定电流的稳恒磁场 197

7.1　电流　电流密度　电动势 197

7.1.1　电流 197

7.1.2　电流密度 198

7.1.3　电流的连续性方程　稳恒电场 199

7.1.4　欧姆定律 200

7.1.5　焦耳定律 200

7.1.6　电源　电动势 201

7.2　磁现象及其本源 203

7.3　磁场　磁感应强度 204

7.3.1　磁场 204

7.3.2　磁感应强度 205

7.4　电流和运动电荷的磁场 206

7.4.1　毕奥-萨伐尔定律及其应用 206

7.4.2　运动电荷的磁场 211

7.5　磁感应线　真空中磁场的高斯定理 212

7.5.1　磁感应线 212

7.5.2　磁通量　真空中磁场的高斯定理 213

7.6　安培环路定理及其应用 214

7.7　磁场对载流导线的作用　安培定律 219

7.7.1　安培定律 219

7.7.2　均匀磁场中载流线圈所受的力矩 221

7.7.3　磁电式电表的工作原理 225

7.8　带电粒子在电场和磁场中的运动 225

7.8.1　磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力 225

7.8.2　带电粒子在电场和磁场中的运动 228

7.9　磁场中的磁介质 233

7.9.1　磁介质在外磁场中的磁化现象 233

7.9.2　抗磁质和顺磁质的磁化机理 234

7.9.3　磁介质的磁导率 235

7.10　有磁介质时磁场的安培环路定理 236

7.11　铁磁质 237

7.11.1　铁磁质的磁化特性　磁滞回线 237

7.11.2　铁磁性的磁畴理论 239

习题7 240

第8章　电磁感应和电磁场理论的基本概念 245

8.1　电磁感应及其基本规律 245

8.1.1　电磁感应现象 245

8.1.2　楞次定律 247

8.1.3　法拉第电磁感应定律及其应用 248

8.2　动生电动势 253

8.2.1　动生电动势的由来 253

8.2.2　动生电动势的表达式 254

8.3　感生电动势　涡旋电场及其应用 258

8.3.1　感生电动势与涡旋电场 258

8.3.2　电子感应加速器 260

8.3.3　涡旋电流及其在工业上的应用 260

8.4 自感与互感 261

8.4.1 自感 261

8.4.2　互感 264

8.5　磁场的能量 266

8.6　位移电流 268

8.7　麦克斯韦电磁场理论 270

8.7.1 电场 270

8.7.2　磁场 271

8.7.3　电磁场的麦克斯韦方程组（积分形式） 272

习题8 272

专题选讲 276

Ⅰ　量纲分析简介 276

Ⅱ 静电的应用和静电危害的防治 278

Ⅲ　超导 282

Ⅳ　物理与能源、环境 286

附录 290

附录A　一些物理常量 290

附录B　数学公式 290

附录C　矢量及其运算 290

参考文献 305