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第1章 运动和力1

1.1 参考系和坐标系1

1.1.1 参考系和坐标系1

1.1.2 质点和刚体2

1.1.3 空间和时间2

1.2 质点运动的描述3

1.2.1 位矢3

1.2.2 位移3

1.2.3 速度4

1.2.4 加速度5

1.3 直线运动和平面曲线运动8

1.3.1 直线运动8

1.3.2 圆周运动9

1.3.3 抛体运动12

1.3.4 自然坐标系在描述平面曲线运动中的应用13

1.4 相对运动与伽利略变换17

1.5 牛顿运动定律19

1.5.1 牛顿第一定律19

1.5.2 牛顿第二定律20

1.5.3 牛顿第三定律21

1.5.4 牛顿运动定律应用举例21

提要25

思考题26

习题27

第2章 力学守恒定律30

2.1 功和功率30

2.1.1 恒力沿直线做功30

2.1.2 变力沿曲线做功31

2.1.3 功率32

2.2 动能和势能34

2.2.1 质点的动能和动能定理34

2.2.2 质点系的动能和动能定理35

2.2.3 重力势能36

2.2.4 弹性势能37

2.2.5 引力势能37

2.2.6 势能曲线38

2.3 机械能守恒定律41

2.3.1 质点系的机械能定理41

2.3.2 质点系的机械能守恒定律41

2.4 冲量 动量 动量守恒定律43

2.4.1 力的冲量43

2.4.2 质点的动量和动量定理44

2.4.3 质点系的动量和动量定理45

2.4.4 动量守恒定律46

2.5 力矩 角动量 角动量守恒定律49

2.5.1 力矩49

2.5.2 角动量50

2.5.3 角动量定理51

2.5.4 角动量守恒定律52

2.6 碰撞53

2.6.1 完全弹性碰撞54

2.6.2 完全非弹性碰撞55

2.6.3 非完全弹性碰撞55

提要58

思考题60

习题60

第3章 刚体和流体力学基础64

3.1 刚体定轴转动的运动学描述64

3.1.1 刚体的运动形式64

3.1.2 刚体定轴转动的运动学65

3.2 刚体定轴转动的动力学描述68

3.2.1 刚体的力矩68

3.2.2 定轴转动的转动定律69

3.2.3 转动惯量70

3.2.4 转动定律的应用举例74

3.3 刚体定轴转动的机械能守恒76

3.3.1 力矩的功76

3.3.2 力矩的功率77

3.3.3 转动动能78

3.3.4 定轴转动的动能定理78

3.3.5 刚体的势能79

3.3.6 刚体的机械能守恒定律80

3.4 刚体定轴转动的角动量守恒82

3.4.1 刚体的角动量82

3.4.2 刚体的角动量定理83

3.4.3 刚体的角动量守恒定律84

3.5 流体力学简介87

3.5.1 流体静力学87

3.5.2 理想流体的连续性方程90

3.5.3 伯努利方程及其应用93

3.5.4 黏性流体的流动98

提要101

思考题102

习题103

第4章 静电场107

4.1 电荷守恒定律 库仑定律107

4.1.1 电荷守恒定律107

4.1.2 库仑定律108

4.2 电场强度 高斯定理108

4.2.1 电场108

4.2.2 电场强度109

4.2.3 电场强度叠加原理110

4.2.4 电场线114

4.2.5 电场强度通量115

4.2.6 静电场的高斯定理116

4.2.7 高斯定理应用举例117

4.3 静电场的环路定理 电势121

4.3.1 静电场力做功的特点121

4.3.2 静电场的环路定理122

4.3.3 电势能 电势和电势差122

4.3.4 电势的计算124

4.3.5 等势面126

4.3.6 电场强度和电势梯度的关系127

4.4 静电场中的导体128

4.4.1 导体的静电平衡条件128

4.4.2 静电平衡时导体的性质129

4.4.3 静电屏蔽131

4.5 静电场中的电介质132

4.5.1 电介质的极化133

4.5.2 电极化强度矢量134

4.5.3 电介质中的电场强度135

4.5.4 有电介质时的高斯定理 电位移135

4.6 电容器 静电场的能量137

4.6.1 孤立导体的电容137

4.6.2 电容器及其电容137

4.6.3 电容的串联和并联139

4.6.4 电容器的电能140

4.6.5 静电场的能量141

提要142

思考题144

习题145

第5章 恒定磁场148

5.1 恒定电流148

5.1.1 电流148

5.1.2 电流密度149

5.1.3 欧姆定律及其微分形式149

5.2 磁感应强度 毕奥-萨伐尔定律151

5.2.1 磁场 磁感应强度151

5.2.2 磁感应线152

5.2.3 毕奥-萨伐尔定律153

5.2.4 磁感应强度叠加原理154

5.2.5 毕奥-萨伐尔定律的应用154

5.3 恒定磁场的高斯定理和安培环路定理158

5.3.1 磁通量158

5.3.2 恒定磁场的高斯定理159

5.3.3 安培环路定理159

5.3.4 安培环路定理的应用160

5.4 磁场对运动电荷和载流导体的作用163

5.4.1 洛伦兹力163

5.4.2 磁场对载流导线的作用力 安培定律166

5.4.3 两无限长平行载流直导线间的相互作用力 电流单位“安培”的定义167

5.4.4 磁场对载流线圈的作用 磁力矩168

5.5 磁介质169

5.5.1 磁介质170

5.5.2 磁化电流 有磁介质存在时的安培环路定理172

5.5.3 有磁介质存在时的高斯定理175

5.5.4 铁磁质175

提要178

思考题179

习题181

第6章 电磁感应186

6.1 电磁感应定律186

6.1.1 电磁感应现象186

6.1.2 法拉第电磁感应定律187

6.1.3 楞次定律188

6.1.4 考虑楞次定律后法拉第电磁感应定律的表达式190

6.2 动生电动势和感生电动势193

6.2.1 动生电动势194

6.2.2 感生电动势和感生电场197

6.2.3 电子感应加速器199

6.2.4 涡流201

6.3 自感和互感 磁场的能量203

6.3.1 自感203

6.3.2 互感205

6.3.3 磁场的能量206

6.4 电磁场209

6.4.1 位移电流210

6.4.2 麦克斯韦方程组213

6.4.3 电磁场的物质性215

提要216

思考题217

习题218

习题参考答案221