第1章 绪论 2
1-1物质世界 2
1-1-1物质 2
1-1-2数量级的概念 2
1-1-3空间尺度 3
1-1-4 时间尺度 4
1-1-5 质量范围 5
1-2 物理学 6
1-2-1物理学的对象和方法 6
1-2-2物理量与国际单位制 7
1-2-3量纲 9
1-3 物理学与科学技术 11
1-3-1物理规律的普适性 11
1-3-2自然科学的基础 11
1-3-3 技术革命的源泉 12
1-3-4物理学与社会和社会科学 13
习题 14
第2章 质点运动学 16
2-1直角坐标系中质点运动的描述 16
2-1-1参考系 质点模型 16
2-1-2位置矢量与运动方程 16
2-1-3位移与路程 17
2-1-4速度 19
2-1-5 加速度 20
2-1-6 质点运动学的两类问题举例 21
2-2自然坐标系中质点运动的描述 26
2-2-1切向加速度与法向加速度 26
2-2-2圆周运动及其角量描述 27
2-2-3角速度矢量和角加速度矢量 30
2-3相对运动 31
2-3-1运动的相对性 31
2-3-2伽利略变换与绝对时空观 32
习题 34
第3章 动量守恒定律 38
3-1动量及动量守恒定律 38
3-1-1惯性定律和惯性参考系 38
3-1-2 动量和动量守恒定律 38
3-1-3 力 牛顿第三定律 40
3-2动量定理 43
3-2-1动量定理 43
3-2-2用冲量表述的动量定理 46
3-2-3变质量系统 50
3-3牛顿运动定律 51
3-3-1牛顿力学的三个定律 51
3-3-2质心运动定理 55
3-3-3非惯性系 惯性力 57
3-3-4科里奥利力 59
习题 60
第4章 能量守恒定律 64
4-1功与能 64
4-1-1能量守恒定律 64
4-1-2功和功率 65
4-1-3一对力的功 67
4-2动能定理 68
4-2-1质点的动能定理 68
4-2-2质点系的动能定理 69
4-3机械能守恒定律 71
4-3-1保守力与势能 71
4-3-2机械能守恒定律 74
4-3-3质心系中的动能定理和功能原理 78
4-3-4经典力学中的内在随机性与混沌 80
习题 82
第5章 角动量守恒定律 86
5-1角动量守恒定律 86
5-1-1角动量 86
5-1-2角动量守恒定律 88
5-1-3力矩 88
5-2角动量定理 90
5-2-1质点的角动量定理 90
5-2-2质点系的角动量定理 91
5-2-3角动量守恒的条件 92
5-2-4质心系中的角动量定理 95
5-3守恒定律与对称性 97
5-3-1基本粒子与相互作用 97
5-3-2相互作用遵从守恒定律的约束 99
5-3-3对称性 101
5-3-4对称性与守恒定律 102
习题 104
第6章 刚体力学基础 108
6-1刚体运动的描述 108
6-1-1刚体的平动和转动 108
6-1-2刚体定轴转动的描述 109
6-1-3刚体定点转动的描述 110
6-2刚体定轴转动的基本规律 111
6-2-1刚体对定轴的角动量和转动惯量 111
6-2-2刚体定轴转动定理 113
6-2-3 刚体定轴转动的功和能 116
6-3回转运动与平面平行运动 120
6-3-1回转运动 120
6-3-2刚体的平面平行运动 121
习题 124
第7章 流体力学简介 128
7-1流体静力学 128
7-1-1静止流体中的压强 128
7-1-2表面张力与毛细现象 131
7-2理想流体的流动 133
7-2-1理想流体 133
7-2-2流量 流体的连续性原理 133
7-2-3 伯努利方程 135
7-2-4流体力学的基本方程 137
7-3黏性流体 138
7-3-1流体的黏性 138
7-3-2泊肃叶公式和斯托克斯公式 139
7-3-3湍流 140
习题 141
第8章 相对论 144
8-1狭义相对论时空变换 144
8-1-1伽利略时空变换的基础 144
8-1-2爱因斯坦的两个基本假设 146
8-1-3洛伦兹变换 147
8-1-4 相对论速度变换 150
8-2相对论时空观 152
8-2-1同时的相对性 152
8-2-2时间延缓 153
8-2-3 长度收缩 155
8-2-4 间隔不变性与因果律 157
8-3相对论动力学基础 159
8-3-1相对论质量和动量 160
8-3-2相对论能量 161
8-3-3动量、能量和力的相对论变换 164
8-3-4四维矢量表示 167
8-4 广义相对论简介 169
8-4-1广义相对论基本原理 169
8-4-2广义相对论的一些结论 171
8-4-3宇宙 黑洞 174
习题 175
第9章 静电场 178
9-1电相互作用 电场强度 178
9-1-1电荷的基本性质 178
9-1-2库仑定律 179
9-1-3电场强度 180
9-1-4 场的叠加原理和电场强度计算 181
9-2静电场的高斯定理 185
9-2-1矢量场的场线与通量 185
9-2-2静电场的通量和高斯定理 185
9-2-3应用高斯定理求某些对称带电体的电场 188
9-3静电场的环路定理 电势 190
9-3-1静电场的环路定理 190
9-3-2电势 191
9-3-3电势的计算 193
9-3-4 电场强度与电势的关系等势面 195
9-3-5静电场中的带电粒子 196
9-4 静电场中的导体 198
9-4-1导体的静电平衡条件 198
9-4-2静电平衡时导体上的电荷分布 199
9-4-3 空腔导体与静电屏蔽 201
9-5静电场中的电介质 203
9-5-1电介质的极化 203
9-5-2极化强度和极化电荷 205
9-5-3 有电介质时的静电场 环路定理和高斯定理 206
9-5-4压电效应 铁电体 驻极体 208
9-6 电容 209
9-6-1电容器的电容 209
9-6-2电容器的连接 211
9-6-3电容器的储能 212
9-6-4电场的能量 214
习题 215
第10章 磁场 222
10-1运动电荷的电场和磁场 222
10-1-1运动电荷间的相互作用力 222
10-1-2 运动点电荷的电场与磁场 225
10-1-3 磁矢势A 228
10-2恒定电流 229
10-2-1电流密度 229
10-2-2 电源电动势 231
10-2-3 欧姆定律和焦耳定律的微分形式 232
10-2-4 基尔霍夫电路方程 234
10-3恒定电流的磁场 238
10-3-1磁场的基本性质 238
10-3-2毕奥-萨伐尔定律 240
10-3-3恒定电流磁场的安培环路定理 244
10-4恒定磁场中带电粒子的运动 247
10-4-1磁场对带电粒子的作用力 247
10-4-2霍耳效应 249
10-4-3载流导线在磁场中所受的力 250
10-4-4 磁场对载流线圈的力矩 252
10-4-5 磁力的功 254
10-5物质的磁性 255
10-5-1磁场中介质的磁化 255
10-5-2有磁介质时磁场的安培环路定理 256
10-5-3铁磁质 259
习题 261
第11章 变化的电磁场 268
11-1电磁感应 268
11-1-1法拉第电磁感应定律 268
11-1-2动生电动势 270
11-1-3感生电动势 涡旋电场 272
11-2自感与互感 277
11-2-1自感 277
11-2-2互感 279
11-2-3磁场的能量 281
11-2-4互感磁能 283
11-3麦克斯韦方程组 284
11-3-1位移电流 285
11-3-2麦克斯韦方程组 287
11-3-3 麦克斯韦方程组与狭义相对论的协调一致 289
习题 289