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第1篇 力学1

第1章 质点运动学2

1.1运动 时空 测量2

1.1.1物质与运动2

1.1.2测量的标准2

1.1.3国际单位制与量纲3

1.1.4时间与空间3

1.1.5参考系和坐标系4

1.2质点运动的描述4

1.2.1质点4

1.2.2位置矢量与运动方程5

1.2.3位移与路程5

1.2.4速度矢量6

1.3质点运动变化的描述7

1.3.1加速度矢量7

1.3.2自然坐标系中的速度和加速度10

1.3.3圆周运动的角量描述12

1.4相对运动15

阅读材料（1）天体运动 宇宙膨胀19

思考题120

习题121

第2章 质点动力学24

2.1动量 动量守恒定律24

2.1.1动量 质量24

2.1.2动量的时间变化率力25

2.1.3动量定理 动量守恒定律36

2.1.4质心 质心运动定理41

2.2角动量 角动量守恒定律44

2.2.1质点的角动量44

2.2.2质点角动量的时间变化率力矩45

2.2.3质点的角动量定理 角动量守恒定律46

2.3能量 能量守恒定律48

2.3.1动能 功 动能定理48

2.3.2保守力 势能 功能原理52

2.3.3机械能守恒定律与能量守恒定律55

阅读材料（2）反物质与反物质能59

思考题261

习题262

第3章 刚体力学基础67

3.1刚体运动的基本形式67

3.1.1平动和转动67

3.1.2描述刚体转动的物理量68

3.2定轴转动刚体的角动量 转动惯量69

3.2.1刚体对定轴的角动量69

3.2.2转动惯量69

3.3刚体定轴转动定律73

3.3.1刚体角动量的时间变化率 对转轴的力矩73

3.3.2刚体定轴转动定律74

3.4刚体的角动量定理和角动量守恒定律76

3.4.1刚体的角动量定理76

3.4.2刚体的角动量守恒定律77

3.4.3进动79

3.5刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律81

3.5.1刚体转动动能和势能81

3.5.2力矩的功82

3.5.3刚体定轴转动的动能定理82

3.5.4刚体定轴转动的机械能守恒定律83

3.6刚体的平面平行运动86

3.6.1刚体平面平行运动的描述86

3.6.2刚体平面平行运动的动力学规律87

3.6.3纯滚动87

阅读材料（3）对称性与守恒定律90

思考题392

习题393

第4章 流体力学简介98

4.1流体运动的描述98

4.1.1速度场和定常流动98

4.1.2流线和流管98

4.2连续性方程和伯努利方程99

4.2.1理想流体99

4.2.2流体连续性方程99

4.2.3理想流体的伯努利方程100

4.3黏滞流体的运动102

4.3.1流体的黏滞定律103

4.3.2实际流体定常流动的伯努利方程103

4.3.3湍流104

4.3.4斯托克斯定律104

4.3.5泊肃叶定律104

阅读材料（4）从F1赛车设计看空气动力学105

思考题4107

习题4108

第5章 狭义相对论109

5.1狭义相对论基本原理109

5.1.1伽利略相对性原理109

5.1.2狭义相对论基本原理112

5.1.3洛伦兹变换113

5.2狭义相对论时空观117

5.2.1“同时”的相对性118

5.2.2时间的相对性118

5.2.3长度的相对性119

5.2.4时空间隔的不变性 闵可夫斯基四维世界121

5.3相对论动力学基础122

5.3.1相对论的质速关系122

5.3.2相对论动力学的基本方程124

5.3.3相对论动能125

5.3.4静能、总能和质能关系126

5.3.5能量和动量的关系126

阅读材料（5）相对论的意义128

思考题5129

习题5130

第2篇 电磁学133

第6章 电荷与电场134

6.1库仑定律与电场强度134

6.1.1电荷及其性质134

6.1.2库仑定律135

6.1.3电场与电场强度136

6.1.4 场强叠加原理138

6.2电通量与高斯定理142

6.2.1电场线142

6.2.2电通量143

6.2.3真空中高斯定理145

6.2.4高斯定理的应用147

6.2.5静电场高斯定理的微分形式150

6.3静电场的环路定理与电势151

6.3.1静电场的环路定理151

6.3.2电势152

6.3.3电势差154

6.3.4电势的计算154

6.3.5等势面 电势梯度157

6.4静电场中导体160

6.4.1导体的静电平衡性质161

6.4.2空腔导体和静电屏蔽163

6.4.3电容和电容器165

6.5静电场中的电介质 电介质中的高斯定理171

6.5.1电介质的微观结构和极化过程171

6.5.2电极化强度矢量173

6.5.3电介质中的场强175

6.5.4电介质中的高斯定理 电位移D176

6.5.5有电介质时静电场的计算178

6.6电场的能量181

6.6.1点电荷系统的电能181

6.6.2电容器的能量183

6.6.3电场能量 电场能量密度184

6.6.4电场能量的计算184

阅读材料（6）静电现象和应用186

思考题6190

习题6193

第7章 电流与磁场199

7.1恒定电流和恒定电场 电动势199

7.1.1电流形成的条件199

7.1.2恒定电流和恒定电场200

7.1.3电流和电流密度200

7.1.4欧姆定律的微分形式、焦耳-楞次定律的微分形式202

7.1.5电源及电源电动势204

7.2恒定磁场和磁感应强度206

7.2.1磁性起源于电荷的运动206

7.2.2磁场 磁感应强度B208

7.3毕奥-萨伐尔定律209

7.3.1毕奥-萨伐尔定律209

7.3.2毕奥-萨伐尔定律应用举例210

7.3.3匀速运动电荷的磁场218

7.4磁场中的高斯定理219

7.4.1磁感应线219

7.4.2磁通量220

7.4.3恒定磁场中的高斯定理220

7.5真空中恒定磁场的安培环路定理222

7.5.1恒定磁场的安培环路定理222

7.5.2安培环路定理的应用224

7.6磁场对运动电荷和载流导线的作用228

7.6.1洛伦兹力228

7.6.2带电粒子在磁场中的运动229

7.6.3应用电场和磁场控制带电粒子运动的实例230

7.6.4安培力233

7.7磁力的功238

7.7.1磁力对运动载流导线的功239

7.7.2磁力矩对转动载流线圈的功239

7.8磁介质中的恒定磁场240

7.8.1磁介质及其磁化241

7.8.2磁介质中的高斯定理和安培环路定理246

7.8.3铁磁质249

阅读材料（7）超导电性253

思考题7258

习题7260

第8章 电磁场与麦克斯韦电磁场方程组266

8.1电磁感应的基本定律266

8.2动生电动势271

8.2.1动生电动势的产生原因271

8.2.2动生电动势的计算273

8.3感生电动势 感生电场274

8.3.1感生电动势274

8.3.2感生电场275

8.3.3感生电动势的计算276

8.3.4电子感应加速器279

8.3.5涡电流281

8.4自感和互感283

8.4.1自感283

8.4.2互感285

8.5磁场的能量289

8.6 RL和RC电路中的暂态过程291

8.6.1 RL电路291

8.6.2 RC电路293

8.7位移电流和全电流定律295

8.7.1位移电流295

8.7.2全电流定律296

8.8麦克斯韦电磁场方程组299

阅读材料（8）磁悬浮列车302

思考题8302

习题8306

习题参考答案307

习题1312

习题2312

习题3313

习题4314

习题5315

习题6316

习题7318

习题8319

附录321

附录1希腊字母表321

附录2常用物理量单位322

附录3基本物理常量330

附录4书中物理量的符号及单位331

附录5名词索引333

参考文献339