第一章 质点运动学 1
1-1 质点运动的描述 1
一、参考系 质点 1
目录 1
二、位置矢量 运动方程 位移 2
三、速度 4
四、加速度 8
1-2 圆周运动 12
一、平面极坐标 12
二、圆周运动的角速度 12
三、圆周运动的切向加速度和法向加速度 角加速度 13
四、匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动 15
二、相对运动 17
1-3 相对运动 17
一、时间与空间 17
问题 21
习题 22
第二章 牛顿定律 26
2-1 牛顿定律 26
一、牛顿第一定律 26
二、牛顿第二定律 27
三、牛顿第三定律 29
四、力学相对性原理 29
2-2 物理量的单位和量纲 30
一、万有引力 31
2-3 几种常见的力 31
二、弹性力 33
三、摩擦力 35
2-4 牛顿定律的应用举例 37
2-5 非惯性系 惯性力 44
问题 47
习题 48
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 53
3-1 质点和质点系的动量定理 53
一、冲量 质点的动量定理 53
二、质点系的动量定理 54
3-2 动量守恒定律 57
3-3 系统内质量移动问题 59
3-4 动能定理 62
一、功 62
二、质点的动能定理 65
3-5 保守力与非保守力 势能 67
一、万有引力和弹性力作功的特点 67
二、保守力与非保守力 保守力作功的数学表达式 69
三、势能 71
四、势能曲线 72
3-6 功能原理 机械能守恒定律 73
一、质点系的动能定理 73
二、质点系的功能原理 74
三、机械能守恒定律 75
四、宇宙速度 78
3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 81
3-8 能量守恒定律 84
3-9 质心 质心运动定律 84
一、质心 85
二、质心运动定律 87
3-10 对称性与守恒律 89
一、对称性 89
二、守恒律与对称性 90
问题 91
习题 93
4-1 刚体的定轴转动 99
第四章 刚体的转动 99
一、刚体转动的角速度和角加速度 100
二、匀变速转动公式 102
三、角量与线量的关系 103
4-2 力矩 转动定律 转动惯量 104
一、力矩 105
二、转动定律 108
三、转动惯量 109
四、平行轴定理 111
4-3 角动量 角动量守恒定律 114
一、质点的角动量定理和角动量守恒定律 114
二、刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律 119
一、力矩作功 123
4-4 力矩作功 刚体绕定轴转动的动能定理 123
二、力矩的功率 124
三、转动动能 124
四、刚体绕定轴转动的动能定理 125
4-5 刚体的平面平行运动 127
4-6 刚体进动 129
4-7 万有引力的牛顿命题 131
一、物体间引力的计算 131
二、椭圆轨道的论证 133
4-8 经典力学的成就和局限性 136
一、经典力学只适用于处理物体的低速运动问题,而不能用于处理高速运动问题 136
二、确定性与随机性 139
三、能量的连续性与能量量子化 140
问题 142
习题 142
第五章 静电场 149
5-1 电荷的量子化 电荷守恒定律 149
一、电荷的量子化 150
二、电荷守恒定律 150
5-2 库仑定律 151
5-3 电场强度 152
一、静电场 152
二、电场强度 152
三、点电荷电场强度 153
四、电场强度叠加原理 154
五、电偶极子的电场强度 156
一、电场线 161
5-4 电场强度通量 高斯定理 161
二、电场强度通量 163
三、高斯定理 165
四、高斯定理应用举例 168
5-5 密立根测定电子电荷的实验 171
5-6 静电场的环路定理 电势能 173
一、静电场力所作的功 173
二、静电场的环路定理 174
三、电势能 175
5-7 电势 176
一、电势 176
二、点电荷电场的电势 177
三、电势的叠加原理 178
5-8 电场强度与电势梯度 182
一、等势面 182
二、电场强度与电势梯度 183
5-9 静电场中的电偶极子 186
一、外电场对电偶极子的力矩和取向作用 186
二、电偶极子在电场中的电势能和平衡位置 187
问题 188
习题 189
第六章 静电场中的导体与电介质 196
6-1 静电场中的导体 196
一、静电平衡条件 196
二、静电平衡时导体上电荷的分布 197
三、静电屏蔽 200
6-2 静电场中的电介质 202
一、电介质对电场的影响 相对电容率 202
二、电介质的极化 202
三、电极化强度 206
四、极化电荷与自由电荷的关系 206
6-3 电位移 有电介质时的高斯定理 208
6-4 电容 电容器 210
一、孤立导体的电容 211
二、电容器 211
三、电容器的并联和串联 215
6-5 静电场的能量 能量密度 217
一、电容器的电能 217
二、静电场的能量 能量密度 218
6-6 电容器的充放电 221
一、电容的充电 221
二、电容的放电 222
6-7 静电的应用 224
一、范德格拉夫静电起电机 224
二、静电除尘 225
三、静电分离 225
问题 226
习题 227
第七章 恒定磁场 234
7-1 恒定电流 235
一、电流 电流密度 235
二、电流的连续性方程 恒定电流条件 238
7-2 电源 电动势 239
7-3 磁场 磁感强度 240
7-4 毕奥-萨伐尔定律 243
一、毕奥-萨伐尔定律 243
二、毕奥-萨伐尔定律应用举例 245
三、磁矩 247
四、运动电荷的磁场 249
7-5 磁通量 磁场的高斯定理 251
一、磁感线 251
二、磁通量 磁场的高斯定理 252
7-6 安培环路定理 254
一、安培环路定理 254
二、安培环路定理的应用举例 257
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 259
一、带电粒子在电场和磁场中所受的力 259
二、带电粒子在磁场中运动举例 260
三、带电粒子在电场和磁场中运动举例 263
7-8 载流导线在磁场中所受的力 269
一、安培力 269
二、磁场作用于载流线圈的磁力矩 273
7-9 磁场中的磁介质 276
一、磁介质 磁化强度 276
二、磁介质中的安培环路定理 磁场强度 279
三、铁磁质 282
问题 287
习题 289
第八章 电磁感应 电磁场 296
8-1 电磁感应定律 296
一、电磁感应现象 296
二、电磁感应定律 298
三、楞次定律 299
8-2 动生电动势和感生电动势 301
一、动生电动势 301
二、感生电动势 304
三、电子感应加速器 305
四、涡电流 308
8-3 自感和互感 309
一、自感电动势 自感 309
二、互感电动势 互感 311
8-4 RL电路 315
8-5 磁场的能量 磁场能量密度 316
8-6 位移电流 电磁场基本方程的积分形式 319
一、位移电流 全电流安培环路定理 320
二、电磁场 麦克斯韦电磁场方程的积分形式 324
问题 325
习题 328
附录一 矢量 335
附录二 我国法定计量单位和国际单位制(SI单位) 342
附录三 空气、水、地球、太阳系的一些常用数据 345
习题答案 346
索引 356