University Physics大学物理学 上 第5版PDF电子书下载

第1篇 力学 3

第1章 质点运动学 3

1.1 运动 时空 测量 3

1.1.1 物质与运动 3

1.1.2 测量的标准 3

1.1.3 国际单位制与量纲 4

1.1.4 时间与空间 5

1.1.5 参考系和坐标系 5

1.2 质点运动的描述 6

1.2.1 质点 6

1.2.2 位置矢量与运动方程 6

1.2.3 位移与路程 7

1.2.4 速度矢量 7

1.3 质点运动变化的描述 8

1.3.1 加速度矢量 8

1.3.2 自然坐标系中的速度和加速度 11

1.3.3 圆周运动的角量描述 13

1.4 相对运动 15

思考题1 18

习题1 19

第2章 质点动力学 22

2.1 动量 动量守恒定律 22

2.1.1 动量 质量 22

2.1.2 动量的时间变化率力 23

2.1.3 动量定理 动量守恒定律 31

2.1.4 质心 质心运动定理 36

2.2 角动量 角动量守恒定律 39

2.2.1 质点的角动量 39

2.2.2 质点角动量的时间变化率力矩 40

2.2.3 质点的角动量定理角动量守恒定律 40

2.3 能量 能量守恒定律 42

2.3.1 动能 功 动能定理 43

2.3.2 保守力 势能 功能原理 46

2.3.3 机械能守恒定律与能量守恒定律 49

思考题2 51

习题2 53

第3章 刚体力学基础 58

3.1 刚体运动的基本形式 58

3.1.1 平动和转动 58

3.1.2 描述刚体转动的物理量 59

3.2 定轴转动刚体的角动量转动惯量 60

3.2.1 刚体对定轴的角动量 60

3.2.2 转动惯量 60

3.3 刚体定轴转动定律 63

3.3.1 刚体角动量的时间变化率对转轴的力矩 63

3.3.2 刚体定轴转动定律 64

3.4 刚体的角动量定理和角动量守恒定律 66

3.4.1 刚体的角动量定理 66

3.4.2 刚体的角动量守恒定律 67

3.4.3 进动 69

3.5 刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律 71

3.5.1 刚体转动动能和势能 71

3.5.2 力矩的功 71

3.5.3 刚体定轴转动的动能定理 72

3.5.4 刚体定轴转动的机械能守恒定律 73

3.6 刚体的平面平行运动 75

3.6.1 刚体平面平行运动的描述 75

3.6.2 刚体平面平行运动的动力学规律 76

3.6.3 纯滚动 76

思考题3 79

习题3 80

第4章 流体力学简介 84

4.1 流体运动的描述 84

4.1.1 速度场和定常流动 84

4.1.2 流线和流管 84

4.2 连续性方程和伯努利方程 85

4.2.1 理想流体 85

4.2.2 理想流体的连续性方程 85

4.2.3 理想流体的伯努利方程 86

4.3 黏性流体的运动 88

4.3.1 流体的黏性定律 88

4.3.2 实际流体定常流动的伯努利方程 89

4.3.3 湍流 89

4.3.4 斯托克斯定律 90

4.3.5 泊肃叶定律 90

思考题4 91

习题4 91

第5章 狭义相对论 93

5.1 狭义相对论基本原理 93

5.1.1 伽利略相对性原理 93

5.1.2 狭义相对论基本原理 97

5.1.3 洛伦兹变换 97

5.2 狭义相对论时空观 101

5.2.1 “同时”的相对性 102

5.2.2 时间的相对性 102

5.2.3 长度的相对性 103

5.2.4 时空间隔的不变性闵可夫斯基四维世界 105

5.3 相对论动力学基础 106

5.3.1 相对论的质速关系 106

5.3.2 相对论动力学的基本方程 108

5.3.3 相对论动能 108

5.3.4 静能、总能和质能关系 110

5.3.5 能量和动量的关系 110

思考题5 111

习题5 112

第2篇 电磁学 117

第6章 电荷与电场 117

6.1 库仑定律与电场强度 117

6.1.1 电荷及其性质 117

6.1.2 库仑定律 118

6.1.3 电场与电场强度 119

6.1.4 场强叠加原理 121

6.2 电场强度通量与高斯定理 125

6.2.1 电场线 125

6.2.2 电场强度通量 126

6.2.3 真空中高斯定理 127

6.2.4 高斯定理的应用 129

6.2.5 静电场高斯定理的微分形式 132

6.3 静电场的环路定理与电势 132

6.3.1 静电场的环路定理 133

6.3.2 电势 134

6.3.3 电势差 135

6.3.4 电势的计算 136

6.3.5 等势面 电势梯度 138

6.4 静电场中导体 141

6.4.1 导体的静电平衡性质 141

6.4.2 空腔导体和静电屏蔽 144

6.4.3 电容和电容器 146

6.5 静电场中的电介质电介质中的高斯定理 151

6.5.1 电介质的微观结构和极化过程 151

6.5.2 电极化强度矢量 153

6.5.3 电介质中的场强 155

6.5.4 电介质中的高斯定理电位移D 156

6.5.5 有电介质时静电场的计算 158

6.6 电场的能量 160

6.6.1 点电荷系统的电能 160

6.6.2 电容器的能量 162

6.6.3 电场能量 电场能量密度 163

6.6.4 电场能量的计算 164

思考题6 165

习题6 169

第7章 电流与磁场 176

7.1 恒定电流和恒定电场电动势 176

7.1.1 电流形成的条件 176

7.1.2 恒定电流和恒定电场 177

7.1.3 电流和电流密度 177

7.1.4 欧姆定律的微分形式、焦耳-楞次定律的微分形式 179

7.1.5 电源及电源电动势 181

7.2 恒定磁场和磁感应强度 183

7.2.1 磁性起源于电荷的运动 183

7.2.2 磁场 磁感应强度B 185

7.3 毕奥-萨伐尔定律 186

7.3.1 毕奥-萨伐尔定律 186

7.3.2 毕奥-萨伐尔定律应用举例 187

7.3.3 匀速运动电荷的磁场 193

7.4 磁场中的高斯定理 194

7.4.1 磁感应线 194

7.4.2 磁通量 194

7.4.3 恒定磁场中的高斯定理 195

7.5 真空中恒定磁场的安培环路定理 196

7.5.1 恒定磁场的安培环路定理 196

7.5.2 安培环路定理的应用 198

7.6 磁场对运动电荷和载流导线的作用 202

7.6.1 洛伦兹力 202

7.6.2 带电粒子在磁场中的运动 202

7.6.3 应用电场和磁场控制带电粒子运动的实例 203

7.6.4 安培力 207

7.7 磁力的功 211

7.7.1 磁力对运动载流导线的功 212

7.7.2 磁力矩对转动载流线圈的功 212

7.8 磁介质中的恒定磁场 213

7.8.1 磁介质及其磁化 214

7.8.2 磁介质中的高斯定理和安培环路定理 218

7.8.3 铁磁质 221

思考题7 226

习题7 227

第8章 电磁场与麦克斯韦电磁场方程组 235

8.1 电磁感应的基本定律 235

8.2 动生电动势 239

8.2.1 动生电动势的产生原因 240

8.2.2 动生电动势的计算 241

8.3 感生电动势感生电场 243

8.3.1 感生电动势 243

8.3.2 感生电场 244

8.3.3 感生电动势的计算 244

8.3.4 电子感应加速器 247

8.3.5 涡电流 249

8.4 自感和互感 250

8.4.1 自感 251

8.4.2 互感 253

8.5 磁场的能量 256

8.6 RL和RC电路中的暂态过程 258

8.6.1 RL电路 258

8.6.2 RC电路 259

8.7 位移电流和全电流定律 261

8.7.1 位移电流 261

8.7.2 全电流定律 263

8.8 麦克斯韦电磁场方程组 265

思考题8 267

习题8 269

习题参考答案 274

附录 285

附录1 希腊字母表 285

附录2 常用物理常量表 286

附录3 书中物理量的符号及单位 287

附录4 常用物理量单位 289

附录5 名词索引 298

参考文献 307