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第1章 质点运动学 1

1-1质点、参考系、坐标系 2

1-1-1质点 2

1-1-2参考系和坐标系 2

1-2描述质点运动的物理量 3

1-2-1位置矢量与运动方程 3

1-2-2位移与路程 4

1-2-3速度 5

1-2-4加速度 6

1-2-5自然坐标系下的速度和加速度 10

1-2-6圆周运动及其角量描述 11

1-3相对运动 14

第2章 动力学基本定律 21

2-1牛顿定律 22

2-1-1牛顿定律 22

2-1-2力学中常见的几种力 24

2-1-3牛顿定律的应用 28

2-1-4惯性系与非惯性系 31

2-2动量守恒定律 33

2-2-1动量 33

2-2-2动量定理 34

2-2-3动量守恒定律 38

2-2-4火箭飞行原理 41

2-2-5质心与质心运动定理 42

2-3角动量守恒定律 45

2-3-1质点的角动量 45

2-3-2力矩 46

2-3-3角动量定理 角动量守恒定律 47

2-4能量守恒定律 50

2-4-1功和功率 51

2-4-2动能和动能定理 53

2-4-3保守力与非保守力 势能 56

2-4-4机械能守恒定律 58

2-4-5碰撞 59

2-5守恒定律和对称性 64

2-5-1对称性与对称操作 64

2-5-2守恒定律和对称性 66

2-5-3守恒定律与对称性在物理学中的地位和作用 69

第3章 刚体和流体 77

3-1刚体及其运动规律 78

3-1-1刚体的运动 78

3-1-2刚体对定轴的角动量 79

3-1-3刚体对定轴的角动量定理和转动定律 83

3-1-4刚体对定轴的角动量守恒定律 85

3-1-5力矩的功 88

3-1-6刚体的定轴转动动能和动能定理 88

3-1-7进动 91

3-2流体力学简介 92

3-2-1静止流体内的压强 93

3-2-2理想流体的连续性方程 97

3-2-3理想流体定常流动的伯努利方程 100

第4章 振动和波动 109

4-1简谐运动 110

4-1-1简谐运动的基本特征 110

4-1-2描述简谐运动的物理量 111

4-1-3简谐运动的旋转矢量表示法 114

4-1-4简谐运动的能量 117

4-2振动的合成和分解 119

4-2-1振动的合成 120

4-2-2振动的分解 125

4-3阻尼振动、受迫振动和共振 126

4-3-1阻尼振动 126

4-3-2受迫振动和共振 128

4-4非线性振动 混沌 130

4-4-1非线性振动 130

4-4-2混沌 133

4-5机械波的产生和传播 134

4-5-1机械波的产生条件 135

4-5-2波动过程的描述 136

4-6平面简谐波 138

4-6-1平面简谐波的波动表达式 138

4-6-2波动方程 142

4-6-3波的能量 143

4-7声波、超声波和次声波 146

4-7-1声波 146

4-7-2超声和次声 148

4-8波的干涉和波的衍射 150

4-8-1波的叠加原理 150

4-8-2波的干涉 151

4-8-3驻波和半波损失 153

4-8-4惠更斯原理 波的衍射现象 157

4-8-5波的反射与折射 159

4-9多普勒效应和超波速运动 160

4-9-1多普勒效应 160

4-9-2艏波与马赫锥 162

第5章 静电场 169

5-1电荷 库仑定律 170

5-1-1电荷 170

5-1-2库仑定律 171

5-2电场 电场强度 172

5-2-1电场 172

5-2-2电场强度 173

5-2-3电场强度的计算 174

5-3高斯定理及应用 178

5-3-1电场线 178

5-3-2 E通量 179

5-3-3高斯定理 180

5-3-4高斯定理的应用 181

5-4静电场的环路定理 电势 184

5-4-1静电场的环路定理 185

5-4-2电势能 186

5-4-3电势和电势差 187

5-4-4电势的计算 188

5-5等势面 电势梯度 190

5-5-1等势面 190

5-5-2电场强度与电势梯度的关系 191

第6章 静电场中的导体和电介质 197

6-1导体的静电平衡性质 198

6-1-1导体的静电平衡条件 198

6-1-2静电平衡时导体上的电荷分布 199

6-1-3空腔导体 200

6-1-4静电屏蔽 201

6-2静电场中的电介质 203

6-2-1电介质的极化 204

6-2-2极化强度 205

6-2-3有介质时的高斯定理 206

6-3电容和电容器 209

6-3-1孤立导体的电容 209

6-3-2电容器 209

6-3-3电容器的连接 212

6-4静电场的能量 214

6-4-1点电荷系的电能 214

6-4-2电容器的能量 215

6-4-3电场的能量 216

第7章 恒定磁场 223

7-1恒定电流 电动势 224

7-1-1恒定电流和恒定电场 224

7-1-2电流密度 224

7-1-3电源和电动势 225

7-2磁场 磁感应强度 227

7-2-1磁的基本现象 227

7-2-2磁场和磁感应强度 228

7-2-3磁感应线 229

7-3毕奥-萨伐尔定律 230

7-3-1毕奥-萨伐尔定律 230

7-3-2毕奥-萨伐尔定律的应用 231

7-3-3运动电荷的磁场 236

7-4磁场中的高斯定理 237

7-4-1 B通量 237

7-4-2磁场中的高斯定理 238

7-5安培环路定理 238

7-5-1安培环路定理 238

7-5-2安培环路定理的应用 240

7-6磁场对运动电荷的作用 243

7-6-1带电粒子在磁场中的运动 243

7-6-2电磁场控制带电粒子运动的实例 245

7-7磁场对载流导线的作用 248

7-7-1载流导线在磁场中受的力 248

7-7-2载流线圈在磁场中所受的磁力矩 252

7-8磁介质 254

7-8-1物质的磁性 254

7-8-2磁化强度与磁化电流 256

7-8-3磁介质中的磁场 磁场强度 258

7-8-4铁磁质 261

第8章 变化的电磁场 269

8-1电磁感应定律 270

8-1-1法拉第电磁感应定律 270

8-1-2楞次定律 272

8-2动生电动势 感生电动势 274

8-2-1动生电动势 274

8-2-2感生电动势和感生电场 276

8-2-3涡电流 279

8-3自感和互感 280

8-3-1自感 280

8-3-2互感 283

8-4磁场的能量 285

8-4-1自感磁能 285

8-4-2磁场的能量 285

8-5位移电流 287

8-5-1位移电流 287

8-5-2全电流安培环路定理 288

8-6麦克斯韦方程组 电磁波 290

8-6-1麦克斯韦方程组 290

8-6-2电磁振荡 291

8-6-3电磁波 293

8-6-4电磁波谱 296

附录 303

矢量运算 303

习题答案 311