绪论 1
第一篇 力学基础 5
第一章 质点运动学 5
1-1 参考系与坐标系 质点 5
1-2 运动的描述 6
1-3 曲线运动的描述 14
1-4 相对运动 21
思考题 22
习题 23
科学家简介 伽利略 25
阅读材料A 全球定位系统和质点运动学 27
第二章 质点动力学 30
2-1 牛顿运动定律 30
2-2 惯性系与非惯性系 惯性力 39
2-3 动量 动量守恒定律 42
2-4 功 动能 动能定理 52
2-5 保守力的功 势能 56
2-6 功能原理 机械能守恒定律 61
2-7 碰撞 66
思考题 70
习题 70
科学家简介 牛顿 74
阅读材料B 行星与人造地球卫星 75
第三章 刚体的转动 79
3-1 刚体运动的描述 79
3-2 力矩 转动定律 转动惯量 84
3-3 角动量 角动量守恒定律 88
3-4 刚体绕定轴转动的动能定理 94
思考题 99
习题 100
科学家简介 开普勒 103
阅读材料C 旋进与导航 105
第二篇 热学 108
第四章 气体动理论 108
4-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 108
4-2 气体动理论的压强公式 111
4-3 理想气体的温度公式 113
4-4 能量均分定理 理想气体的内能 115
4-5 麦克斯韦气体分子速率分布律 119
4-6 玻耳兹曼密度分布 123
4-7 分子平均碰撞次数和平均自由程 125
4-8 非平衡态下的迁移现象 128
习题 131
思考题 131
科学家简介 玻耳兹曼 133
阅读材料D 大气与生物圈 135
第五章 热力学基础 138
5-1 准静态过程 功 热量 内能 138
5-2 热力学第一定律及其在理想气体等值过程中的应用 141
5-3 气体的摩尔热容 145
5-4 理想气体的绝热过程 多方过程 147
5-5 循环过程 卡诺循环 152
5-6 热力学第二定律和卡诺定理 158
5-7 热力学第二定律的统计意义 熵 162
思考题 164
习题 165
科学家简介 克劳修斯 168
阅读材料E 熵与能源 熵与信息 169
第三篇 电磁学 173
第六章 真空中的静电场 173
6-1 电荷 库仑定律 173
6-2 静电场 电场强度 177
6-3 电场线 高斯定理 186
6-4 静电场的环路定理 电势 195
6-5 等势面 场强与电势的微分关系 202
6-6 带电粒子在电场中的受力及其运动 205
思考题 208
习题 209
科学家简介 库仑 210
阅读材料F 电子的发现和电子电荷量的测定 212
7-1 静电场中的导体 214
第七章 静电场中的导体和电介质 214
7-2 电介质的极化 223
7-3 有电介质时的高斯定理 227
7-4 电容 电容器 230
7-5 静电场的能量 236
思考题 239
习题 240
科学家简介 欧姆 241
阅读材料G 新型智能材料——电流变液 243
第八章 电流与磁场 245
8-1 电流 电源电动势 245
8-2 电流的磁场 249
8-3 磁场的性质 260
思考题 268
习题 268
科学家简介 奥斯特 272
第九章 磁场对电流的作用 274
9-1 磁场对载流导线的作用 274
9-2 磁力的功 280
9-3 带电粒子在磁场中的运动 282
思考题 289
习题 290
科学家简介 电学中的“牛顿”——安培 292
阅读材料H 电磁轨道炮 293
第十章 磁场中的磁介质 295
10-1 磁介质的磁化 磁化强度矢量 295
10-2 有磁介质时磁场的基本规律 299
10-3 铁磁质 301
习题 304
思考题 304
科学家简介 从学徒工到科学家——法拉第及其对电磁学的贡献 305
阅读材料I 地磁场 306
第十一章 变化的电磁场 309
11-1 法拉第电磁感应定律 309
11-2 动生电动势 314
11-3 感生电动势 感生电场 318
11-4 自感和互感 325
11-5 磁场的能量 331
11-6 电磁场的理论基础 334
思考题 339
习题 340
科学家简介 麦克斯韦 343
阅读材料J 磁悬浮列车 344
习题答案 347