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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时间和时刻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9

1.3.1直线运动9

1.3.2圆周运动10

1.3.3抛体运动13

1.3.4自然坐标系在描述平面曲线运动中的应用14

1.4相对运动与伽利略变换18

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

1.6基本自然力和几种常见力22

1.6.1万有引力22

1.6.2电磁力23

1.6.3强力23

1.6.4弱力24

1.6.5几种常见力24

提要28

思考题29

习题30

第2章 力学守恒定律34

2.1功和功率34

2.1.1恒力沿直线做功34

2.1.2变力沿曲线做功35

2.1.3功率36

2.2动能和势能38

2.2.1质点的动能和动能定理38

2.2.2质点系的动能和动能定理39

2.2.3重力势能40

2.2.4弹性势能41

2.2.5引力势能41

2.2.6势能曲线42

2.3机械能守恒定律45

2.3.1质点系的功能原理45

2.3.2质点系的机械能守恒定律45

2.4冲量 动量 动量守恒定律47

2.4.1力的冲量47

2.4.2质点的动量和动量定理48

2.4.3质点系的动量和动量定理49

2.4.4动量守恒定律50

2.5质心 质心运动定理53

2.5.1质心53

2.5.2质心运动定理55

2.6力矩 角动量 角动量守恒定律57

2.6.1力矩57

2.6.2角动量58

2.6.3角动量定理58

2.6.4角动量守恒定律59

2.7碰撞61

2.7.1完全弹性碰撞62

2.7.2完全非弹性碰撞62

2.7.3非完全弹性碰撞63

提要65

思考题67

习题68

第3章 刚体和流体力学基础72

3.1刚体定轴转动的运动学描述72

3.1.1刚体的运动形式72

3.1.2刚体定轴转动的运动学73

3.2刚体定轴转动的动力学描述76

3.2.1力矩76

3.2.2定轴转动的转动定律77

3.2.3转动惯量79

3.2.4转动定律的应用举例82

3.3刚体定轴转动的机械能守恒85

3.3.1力矩的功85

3.3.2力矩的功率86

3.3.3转动动能86

3.3.4定轴转动的动能定理86

3.3.5刚体的势能87

3.3.6刚体的机械能守恒定律88

3.4刚体定轴转动的角动量守恒90

3.4.1角动量91

3.4.2角动量定理91

3.4.3角动量守恒定律92

3.5刚体的平面平行运动95

3.5.1刚体平面平行运动的运动学描述96

3.5.2刚体平面平行运动的转动瞬心96

3.5.3刚体平面平行运动的动力学方程97

3.5.4刚体作平面平行运动时的动能97

3.6刚体的平衡99

3.7回转运动101

3.7.1不受外力矩的回转运动101

3.7.2受外力矩时陀螺仪的回转效应101

3.7.3岁差102

3.7.4章动103

3.8流体力学简介103

3.8.1流体静力学104

3.8.2理想流体的连续性方程106

3.8.3伯努利方程及其应用110

3.8.4黏性流体的流动114

提要117

思考题119

习题120

第4章 静电场125

4.1电荷守恒定律 库仑定律125

4.1.1电荷守恒定律125

4.1.2库仑定律126

4.2电场强度 高斯定理126

4.2.1电场126

4.2.2电场强度127

4.2.3电场强度叠加原理128

4.2.4电场线132

4.2.5电场强度通量133

4.2.6静电场的高斯定理134

4.2.7高斯定理应用举例135

4.3安培环路定理 电势139

4.3.1静电场力做功的特点139

4.3.2静电场的安培环路定理140

4.3.3电势能 电势和电势差140

4.3.4电势的计算142

4.3.5等势面144

4.3.6电场强度和电势梯度的关系145

4.4静电场中的导体146

4.4.1导体的静电平衡条件146

4.4.2静电平衡时导体的性质147

4.4.3静电屏蔽149

4.5静电场中的电介质150

4.5.1电介质的极化151

4.5.2电极化强度矢量152

4.5.3电介质中的电场强度153

4.5.4有电介质时的高斯定理 电位移153

4.6电容器静电场的能量155

4.6.1孤立导体的电容155

4.6.2电容器及其电容155

4.6.3电容的串联和并联157

4.6.4电容器的电能158

4.6.5静电场的能量159

提要160

思考题162

习题163

第5章 恒定磁场166

5.1恒定电流166

5.1.1电流166

5.1.2电流密度167

5.1.3欧姆定律及其微分形式167

5.2磁感应强度 毕奥-萨伐尔定律169

5.2.1磁场 磁感应强度169

5.2.2磁感应线170

5.2.3毕奥-萨伐尔定律171

5.2.4磁感应强度叠加原理172

5.2.5毕奥-萨伐尔定律的应用172

5.3恒定磁场的高斯定理和安培环路定理176

5.3.1磁通量176

5.3.2恒定磁场的高斯定理176

5.3.3恒定磁场的安培环路定理177

5.3.4安培环路定理的应用178

5.4磁场对运动电荷和载流导体的作用181

5.4.1洛伦兹力181

5.4.2 磁场对载流导线的作用力 安培定律184

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185

5.4.4磁场对载流线圈的作用 磁力矩186

5.5磁介质187

5.5.1磁介质187

5.5.2磁化电流 有磁介质存在时的安培环路定理189

5.5.3有磁介质存在时的高斯定理192

5.5.4铁磁质193

提要196

思考题197

习题198

第6章 电磁感应203

6.1电磁感应定律203

6.1.1电磁感应现象203

6.1.2法拉第电磁感应定律204

6.1.3楞次定律205

6.1.4考虑楞次定律后法拉第电磁感应定律的表达式207

6.2动生电动势和感生电动势210

6.2.1动生电动势211

6.2.2感生电动势和感生电场214

6.2.3电子感应加速器217

6.2.4涡流218

6.3自感和互感 磁场的能量220

6.3.1自感220

6.3.2互感222

6.3.3磁场的能量223

6.4电磁场226

6.4.1位移电流227

6.4.2麦克斯韦方程组230

6.4.3电磁场的物质性232

提要233

思考题234

习题235

习题参考答案238