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第1章 质点运动学1

1-1质点、参考系、坐标系2

1-1-1质点2

1-1-2参考系和坐标系2

1-2描述质点运动的物理量3

1-2-1位置矢量与运动方程3

1-2-2位移与路程4

1-2-3速度5

1-2-4加速度6

1-2-5自然坐标系下的速度和加速度10

1-2-6圆周运动及其角量描述11

1-3相对运动14

第2章 动力学基本定律21

2-1牛顿定律22

2-1-1牛顿定律22

2-1-2力学中常见的几种力24

2-1-3牛顿定律的应用28

2-1-4惯性系与非惯性系31

2-2动量守恒定律33

2-2-1动量33

2-2-2动量定理34

2-2-3动量守恒定律38

2-2-4火箭飞行原理41

2-2-5质心与质心运动定理42

2-3角动量守恒定律45

2-3-1质点的角动量45

2-3-2力矩46

2-3-3角动量定理 角动量守恒定律47

2-4能量守恒定律50

2-4-1功和功率51

2-4-2动能和动能定理53

2-4-3保守力与非保守力 势能56

2-4-4机械能守恒定律58

2-4-5碰撞59

2-5守恒定律和对称性64

2-5-1对称性与对称操作64

2-5-2守恒定律和对称性66

2-5-3守恒定律与对称性在物理学中的地位和作用69

第3章 刚体和流体77

3-1刚体及其运动规律78

3-1-1刚体的运动78

3-1-2刚体对定轴的角动量79

3-1-3刚体对定轴的角动量定理和转动定律83

3-1-4刚体对定轴的角动量守恒定律85

3-1-5力矩的功88

3-1-6刚体的定轴转动动能和动能定理88

3-1-7进动91

3-2流体力学简介92

3-2-1静止流体内的压强93

3-2-2理想流体的连续性方程97

3-2-3理想流体定常流动的伯努利方程100

第4章 振动和波动109

4-1简谐运动110

4-1-1简谐运动的基本特征110

4-1-2描述简谐运动的物理量111

4-1-3简谐运动的旋转矢量表示法114

4-1-4简谐运动的能量117

4-2振动的合成和分解119

4-2-1振动的合成120

4-2-2振动的分解125

4-3阻尼振动、受迫振动和共振126

4-3-1阻尼振动126

4-3-2受迫振动和共振128

4-4非线性振动 混沌130

4-4-1非线性振动130

4-4-2混沌133

4-5机械波的产生和传播134

4-5-1机械波的产生条件135

4-5-2波动过程的描述136

4-6平面简谐波138

4-6-1平面简谐波的波动表达式138

4-6-2波动方程142

4-6-3波的能量143

4-7声波、超声波和次声波146

4-7-1声波146

4-7-2超声和次声148

4-8波的干涉和波的衍射150

4-8-1波的叠加原理150

4-8-2波的干涉151

4-8-3驻波和半波损失153

4-8-4惠更斯原理 波的衍射现象157

4-8-5波的反射与折射159

4-9多普勒效应和超波速运动160

4-9-1多普勒效应160

4-9-2艏波与马赫锥162

第5章 静电场169

5-1电荷 库仑定律170

5-1-1电荷170

5-1-2库仑定律171

5-2电场 电场强度172

5-2-1电场172

5-2-2电场强度173

5-2-3电场强度的计算174

5-3高斯定理及应用178

5-3-1电场线178

5-3-2 E通量179

5-3-3高斯定理180

5-3-4高斯定理的应用181

5-4静电场的环路定理 电势184

5-4-1静电场的环路定理185

5-4-2电势能186

5-4-3电势和电势差187

5-4-4电势的计算188

5-5等势面 电势梯度190

5-5-1等势面190

5-5-2电场强度与电势梯度的关系191

第6章 静电场中的导体和电介质197

6-1导体的静电平衡性质198

6-1-1导体的静电平衡条件198

6-1-2静电平衡时导体上的电荷分布199

6-1-3空腔导体200

6-1-4静电屏蔽201

6-2静电场中的电介质203

6-2-1电介质的极化204

6-2-2极化强度205

6-2-3有介质时的高斯定理206

6-3电容和电容器209

6-3-1孤立导体的电容209

6-3-2电容器209

6-3-3电容器的连接212

6-4静电场的能量214

6-4-1点电荷系的电能214

6-4-2电容器的能量215

6-4-3电场的能量216

第7章 恒定磁场223

7-1恒定电流 电动势224

7-1-1恒定电流和恒定电场224

7-1-2电流密度224

7-1-3电源和电动势225

7-2磁场 磁感应强度227

7-2-1磁的基本现象227

7-2-2磁场和磁感应强度228

7-2-3磁感应线229

7-3毕奥-萨伐尔定律230

7-3-1毕奥-萨伐尔定律230

7-3-2毕奥-萨伐尔定律的应用231

7-3-3运动电荷的磁场236

7-4磁场中的高斯定理237

7-4-1 B通量237

7-4-2磁场中的高斯定理238

7-5安培环路定理238

7-5-1安培环路定理238

7-5-2安培环路定理的应用240

7-6磁场对运动电荷的作用243

7-6-1带电粒子在磁场中的运动243

7-6-2电磁场控制带电粒子运动的实例245

7-7磁场对载流导线的作用248

7-7-1载流导线在磁场中受的力248

7-7-2载流线圈在磁场中所受的磁力矩252

7-8磁介质254

7-8-1物质的磁性254

7-8-2磁化强度与磁化电流256

7-8-3磁介质中的磁场 磁场强度258

7-8-4铁磁质261

第8章 变化的电磁场269

8-1电磁感应定律270

8-1-1法拉第电磁感应定律270

8-1-2楞次定律272

8-2动生电动势 感生电动势274

8-2-1动生电动势274

8-2-2感生电动势和感生电场276

8-2-3涡电流279

8-3自感和互感280

8-3-1自感280

8-3-2互感283

8-4磁场的能量285

8-4-1自感磁能285

8-4-2磁场的能量285

8-5位移电流287

8-5-1位移电流287

8-5-2全电流安培环路定理288

8-6麦克斯韦方程组 电磁波290

8-6-1麦克斯韦方程组290

8-6-2电磁振荡291

8-6-3电磁波293

8-6-4电磁波谱296

附录303

矢量运算303

习题答案311