第1章 机械运动的描述 1
1.1描述机械运动的基本概念 1
1.1.1质点与刚体 1
1.1.2参考系与坐标系 2
1.2描述质点运动的线量 3
1.2.1位置矢量 3
1.2.2位移矢量 4
1.2.3速度矢量 5
1.2.4加速度矢量 6
1.3几种典型的运动形式 12
1.3.1直线运动 12
1.3.2圆周运动 13
1.3.3抛体运动 14
【科技博览】 15
1.4描述刚体转动的角量 17
1.4.1角位置 角位移 17
1.4.2角速度 18
1.4.3角加速度 18
1.4.4角量与线量的关系 21
【网络资源】 23
小结 23
思考题 24
习题 25
第2章 质点运动的基本定律 28
2.1牛顿运动定律 28
2.1.1牛顿运动定律表述 28
【科技博览】 31
2.1.2基本的自然力 32
2.1.3牛顿运动定律适用范围 37
2.2力学相对性原理 40
2.2.1力学相对性原理 40
2.2.2经典力学时空观 41
2.2.3非惯性系和惯性力 43
【经典回顾】 45
2.3动量 动量守恒定律 46
2.3.1动量 动量定理 46
2.3.2动量守恒定律 49
2.3.3火箭飞行原理 51
【科技博览】 52
2.4角动量 角动量守恒定律 53
2.4.1角动量 53
2.4.2力矩 53
2.4.3角动量定理 54
2.4.4角动量守恒定律 55
2.5功 动能定理 57
2.5.1功 功率 58
2.5.2动能定理 61
2.6势能 机械能守恒定律 63
2.6.1保守力的功 势能 63
2.6.2机械能守恒定律 68
【前沿进展】 70
2.6.3能量转换与守恒定律 72
【网络资源】 72
小结 73
思考题 74
习题 75
第3章 刚体的定轴转动 78
3.1质心 质心运动定理 78
3.1.1质心 78
3.1.2质心运动定理 79
3.2刚体定轴转动定律 81
3.2.1力对轴的力矩 81
3.2.2转动定律 82
3.2.3转动惯量 85
3.3对定轴的角动量定理与角动量守恒定律 88
3.3.1角动量定理 88
3.3.2角动量守恒定律 89
【科技博览】 91
3.3.3进动 91
3.4刚体定轴转动的动能定理与机械能守恒定律 94
3.4.1刚体定轴转动的动能定理 94
3.4.2刚体定轴转动的机械能守恒定律 97
3.5对称性与守恒定律 99
3.5.1对称性及其原理 99
3.5.2时空对称性与能量、动量、角动量守恒定律 101
【网络资源】 103
小结 104
思考题 105
习题 106
第4章 流体力学基础 110
4.1流体的基本概念 110
4.1.1理想流体 110
4.1.2流迹 流线和流管 111
4.1.3定常流动 112
【前沿进展】 112
4.2理想流体运动的基本方程 113
4.2.1连续性方程 113
4.2.2伯努利方程 114
4.3黏性流体的运动 117
4.3.1黏滞定律 117
4.3.2层流与湍流 119
【科技博览】 119
4.3.3泊肃叶公式 120
4.4流体中的阻力 122
4.4.1黏滞阻力 122
4.4.2压差阻力 122
4.4.3波阻 123
【网络资源】 124
小结 124
习题与思考题 125
第5章 气体动理论 127
5.1热运动的基本概念 理想气体 127
5.1.1气体动理论的基本观点 127
5.1.2平衡态 气体状态参量 129
5.1.3理想气体物态方程 131
5.2气体分子热运动的分布规律 133
5.2.1气体分子热运动的特征与研究方法 133
5.2.2麦克斯韦气体分子速率分布律 134
【经典回顾】 135
5.2.3玻耳兹曼能量分布律 141
5.3压强与温度的统计意义 143
5.3.1理想气体的微观模型 143
5.3.2压强公式 144
5.3.3温度的微观实质 146
5.4自由度能量均分定理 146
5.4.1自由度 146
5.4.2能量按自由度均分定理 148
5.4.3理想气体的内能 148
5.5分子碰撞 平均自由程 150
5.6气体的迁移现象 152
5.6.1内摩擦现象 152
5.6.2热传导现象 153
5.6.3扩散现象 154
5.7真实气体 范德瓦耳斯方程 156
5.7.1真实气体的等温线 156
5.7.2范德瓦耳斯方程 157
【网络资源】 158
小结 159
思考题 160
习题 160
第6章 热力学基础 162
6.1热力学第一定律 162
6.1.1热力学过程 准静态过程 162
6.1.2内能 热量功 164
6.1.3热力学第一定律 167
【经典回顾】 168
6.2理想气体的典型热力学过程 168
6.2.1等体过程 169
6.2.2等压过程 169
6.2.3等温过程 171
6.2.4绝热过程 172
6.3循环过程 174
6.3.1循环过程 174
6.3.2卡诺循环 176
6.4热力学第二定律 179
6.4.1热力学第二定律 179
6.4.2可逆过程和不可逆过程 181
6.4.3卡诺定理 183
6.5热力学熵 熵增加原理 184
6.5.1热力学熵 184
6.5.2熵增加原理 187
6.6热力学第二定律的统计意义 188
6.6.1热力学概率与玻耳兹曼熵 188
6.6.2热力学第二定律的统计意义 191
【前沿进展】 192
【网络资源】 193
小结 194
思考题 196
习题 196
第7章 静电场 198
7.1电荷 库仑定律 198
7.1.1电荷及其守恒定律 198
【前沿进展】 199
7.1.2库仑定律 200
【经典回顾】 201
7.2电场 电场强度 202
7.2.1电场 202
7.2.2电场强度 203
7.2.3电场强度的计算 204
7.3静电场中的电介质 电位移矢量 212
7.3.1静电场中的电介质 212
【科技博览】 215
7.3.2电极化强度 216
7.3.3电位移矢量 218
7.4静电场中的高斯定理 219
7.4.1电场线与电位移线 219
7.4.2电通量 221
7.4.3高斯定理 222
7.4.4利用高斯定理求静电场的分布 225
7.5静电场的环路定理 电势 230
7.5.1静电场的环路定理 230
7.5.2电势 232
7.5.3电势叠加原理 233
7.5.4电场的能量 237
7.6电场强度与电势梯度的关系 240
7.6.1等势面 240
7.6.2电场强度与电势梯度 241
7.7静电场中的导体 243
7.7.1静电平衡 244
【科技博览】 247
7.7.2静电屏蔽 248
7.7.3电容器 250
【网络资源】 253
小结 254
思考题 256
习题 257
第8章 稳恒磁场 260
8.1恒定电流 260
8.1.1电流和电流密度 260
8.1.2欧姆定律 262
8.1.3电动势 264
8.2基本磁现象 安培定律 265
8.2.1基本磁现象 265
【经典回顾】 266
8.2.2安培定律 268
8.3磁场 毕奥-萨伐尔定律 269
8.3.1磁场 磁感应强度 269
8.3.2毕奥-萨伐尔定律 270
8.4磁通量 磁场中的高斯定理 275
8.4.1磁感应线 275
8.4.2磁通量 磁场中的高斯定理 276
8.5磁场对载流导线和运动电荷的作用 277
8.5.1磁场对载流导线的作用 277
8.5.2运动电荷在磁场中受力 281
【科技博览】 283
8.6磁介质 磁化过程 284
8.6.1磁介质及其磁化 284
8.6.2磁化强度和磁场强度 287
8.6.3铁磁质 290
8.7安培环路定理 292
8.7.1安培环路定理 292
8.7.2安培环路定理应用 294
【网络资源】 297
小结 297
思考题 298
习题 298
第9章 电磁感应与麦克斯韦方程组 302
9.1电磁感应的基本规律 302
9.1.1法拉第电磁感应定律 302
【经典回顾】 304
9.1.2楞次定律 305
9.2动生电动势与感生电动势 305
9.2.1动生电动势 306
9.2.2感生电场 感生电动势 308
【科技博览】 311
9.2.3涡流和趋肤效应 311
【前沿进展】 313
9.3自感与互感 313
9.3.1自感 314
9.3.2互感 317
9.4磁场的能量 319
9.5位移电流 322
9.6麦克斯韦方程组 325
【前沿进展】 327
【网络资源】 328
小结 328
思考题 329
习题 329
国际单位制 333
常用物理常量和参数 337
习题答案 340
索引 347