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第1章 质点运动学 运动定律 1

1.1 质点运动的描述 1

1.1.1 参考系 质点 1

1.1.2 位矢 运动方程 3

1.1.3 速度 4

1.1.4 加速度 6

1.2 圆周运动 9

1.2.1 圆周运动的角量表示 9

1.2.2 匀速圆周运动 10

1.2.3 变速圆周运动 11

1.3 相对运动 14

1.4 牛顿运动定律 16

1.4.1 牛顿三定律 16

1.4.2 力学中几种常见的力 18

1.5 牛顿运动定律的适用范围及应用举例 20

1.5.1 惯性参考系与非惯性参考系 20

1.5.2 牛顿运动定律的适用范围 21

1.5.3 牛顿运动定律的应用举例 21

1.6 非惯性系 惯性力 24

本章小结 25

习题1 26

第2章 动量守恒定律和机械能守恒定律 29

2.1 动量守恒定律 29

2.1.1 冲量 质点的动量定理 29

2.1.2 质点系的动量定理 30

2.1.3 动量守恒定律 32

2.2 功动能定理 35

2.2.1 功 变力的功 35

2.2.2 动能 动能定理 36

2.3 机械能守恒定律 37

2.3.1 保守力的 功势能 37

2.3.2 质点系的动能定理及质点系功能原理 40

2.3.3 机械能守恒定律 41

本章小结 44

习题2 46

第3章 刚体的转动 48

3.1 刚体的定轴转动 48

3.1.1 刚体的平动和转动 定轴转动 48

3.1.2 力矩 49

3.1.3 转动定律 51

3.1.4 转动惯量 52

3.2 角动量及其守恒定律 58

3.2.1 质点的角动量定理及其守恒定律 58

3.2.2 刚体定轴转动的角动量定理及其守恒定律 59

3.3 力矩做功 刚体绕定轴转动的动能定理 62

3.3.1 力矩做功 62

3.3.2 转动动能 绕定轴转动的动能定理 63

本章小结 66

习题3 68

第4章 振动与波 72

4.1 线性振动 72

4.1.1 简谐振动 72

4.1.2 阻尼振动 80

4.1.3 受迫振动 81

4.2 简谐振动的合成 83

4.2.1 同一直线上同频率简谐振动的合成 83

4.2.2 同一直线上不同频率简谐振动的合成 84

4.2.3 相互垂直同频率简谐振动的合成 86

4.3 机械波的产生和传播 87

4.3.1 机械波及其分类 87

4.3.2 描述波动的物理量 88

4.3.3 平面简谐波 90

4.3.4 波的能量 93

4.4 波的叠加 96

4.4.1 惠更斯原理 96

4.4.2 波的叠加原理 97

4.4.3 波的干涉 97

4.4.4 驻波的形成和特点 100

4.5 多普勒效应 103

4.5.1 波源静止，观察者运动 104

4.5.2 观察者静止，波源运动 105

4.5.3 波源和观察者同时运动 105

本章小结 106

习题4 109

选读材料 冲击波 113

第5章 流体力学 115

5.1 静止流体 115

5.1.1 压强 115

5.1.2 静止流体的压强 117

5.1.3 帕斯卡原理 118

5.2 理想流体的稳定流动 119

5.2.1 连续性方程 120

5.2.2 伯努利方程 120

5.3 黏性流体的运动 123

5.3.1 流体的黏性和牛顿内摩擦定律 123

5.3.2 泊肃叶公式 125

5.3.3 斯托克斯公式 125

5.4 液体的表面性质 126

5.4.1 表面张力 126

5.4.2 球形液面内外的压强差 127

5.4.3 液体与固体接触处的表面现象 128

5.4.4 毛细现象 129

本章小结 130

习题5 132

第6章 狭义相对论 135

6.1 力学相对性原理 伽利略变换 135

6.1.1 力学相对性原理 135

6.1.2 伽利略变换 136

6.2 狭义相对论的两个基本假设 138

6.2.1 光速依赖于惯性参考系的选取吗 138

6.2.2 狭义相对论的两个基本假设 140

6.3 狭义相对论的时空观 141

6.3.1 “同时”的相对性 141

6.3.2 时间延缓 142

6.3.3 “长度”的相对性 145

6.4 洛伦兹变换 148

6.4.1 洛伦兹坐标变换 148

6.4.2 洛伦兹速度变换 152

6.5 相对论质点动力学 154

6.5.1 质量 动量 动力学方程 155

6.5.2 相对论动能 156

6.5.3 相对论质能关系 157

6.5.4 相对论能量动量关系 159

本章小结 160

习题6 161

选读材料 黑洞 白洞 虫洞 163

第7章 静电场 166

7.1 静电场的概念 166

7.1.1 电荷与电荷守恒定律 166

7.1.2 库仑定律 168

7.1.3 电场与电场强度 169

7.1.4 电场强度的计算 171

7.2 静电场的性质 174

7.2.1 电场线与电场强度通量 174

7.2.2 静电场的高斯定理及应用 176

7.2.3 静电场的环路定理 181

7.2.4 电势能与电势 182

7.2.5 电场强度与电势的微分关系 187

7.3 静电场中的导体 190

7.3.1 导体的静电平衡 190

7.3.2 空腔导体 192

7.3.3 静电起电机 194

7.3.4 电容与电容器 195

7.4 静电场中的电介质 198

7.4.1 电介质的极化及其规律 198

7.4.2 电介质中的高斯定理 200

7.5 静电场的能量 202

7.5.1 电容器储存的能量 203

7.5.2 电场能量和能量密度 203

本章小结 205

习题7 207

选读材料 压电体 铁电体 驻极体 211

第8章 恒定磁场 213

8.1 电流和电动势的基本概念 213

8.1.1 电流与电流密度 213

8.1.2 电源与电动势 216

8.2 磁场的磁感应强度 218

8.2.1 磁现象及磁场 218

8.2.2 磁感应强度 219

8.3 毕奥-萨伐尔定律及其应用 220

8.3.1 毕奥-萨伐尔定律 220

8.3.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 221

8.4 恒定磁场的性质 224

8.4.1 磁感线及磁通量 224

8.4.2 磁场的高斯定理 225

8.4.3 磁场的安培环路定理及应用 226

8.5 带电粒子的运动 230

8.5.1 运动电荷的磁场 231

8.5.2 洛伦兹力 233

8.5.3 带电粒子在磁场中的运动 233

8.5.4 带电粒子在电场和磁场中的运动 235

8.6 磁场对电流的作用 237

8.6.1 安培定律 237

8.6.2 磁场对载流导线的作用 238

8.6.3 磁场对载流线圈的作用 239

8.7 磁场中的磁介质 242

8.7.1 磁介质及其规律 242

8.7.2 磁介质中的安培环路定理 245

8.7.3 铁磁质 246

本章小结 250

习题8 251

第9章 电磁场 255

9.1 电磁感应现象及其基本规律 255

9.1.1 电磁感应的基本现象 255

9.1.2 电磁感应的基本规律 256

9.2 动生电动势 259

9.2.1 动生电动势 259

9.2.2 动生电动势的表达式 259

9.3 感生电动势 263

9.3.1 感生电动势 263

9.3.2 感生电场的产生和性质 264

9.3.3 感生电场的应用 266

9.3.4 自感与互感 267

9.4 磁场的能量 272

9.4.1 线圈储存的能量 272

9.4.2 磁场能量和能量密度 273

9.5 麦克斯韦电磁场理论简介 275

9.5.1 位移电流 276

9.5.2 电磁场基本方程 279

本章小结 280

习题9 282

选读材料 超导体 284

常用物理常量表 289

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