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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