第1章 质点运动学 1
1.1 质点、参考系与坐标系 1
1.1.1 质点 1
1.1.2 参考系与坐标系 2
1.2 一维直线运动 2
1.2.1 一维直线运动中描述质点运动的物理学量 3
1.2.2 一维直线运动规律 9
1.3 矢量与高维空间中的运动 14
1.3.1 矢量 14
1.3.2 直角坐标系下描述质点运动的物理量 19
1.3.3 自然坐标系下的速度与加速度 25
1.3.4 圆周运动及其角量描述 28
1.4 相对运动 31
习题 33
第2章 动力学基本定律 34
2.1 牛顿定律 34
2.1.1 牛顿定律 34
2.1.2 力学中常见的几种力 37
2.1.3 力的合成与分解 42
2.1.4 牛顿定律的应用 44
2.2 动量守恒定律 46
2.2.1 质点的动量定理 46
2.2.2 质点系的动量定理 50
2.2.3 动量守恒定律及其应用 51
2.3 角动量守恒定律 52
2.3.1 质点的角动量定理 54
2.3.2 质点系的角动量定理 57
2.3.3 角动量守恒定律 58
2.4 能量守恒定律 59
2.4.1 功和功率 60
2.4.2 动能和动能定理 64
2.4.3 势能 66
2.4.4 质点系的动能定理与功能原理 67
2.4.5 机械能守恒定律与能量守恒定律 68
2.4.6 碰撞 69
习题 70
第3章 刚体和流体 73
3.1 刚体及其运动规律 73
3.1.1 刚体的运动 73
3.1.2 刚体对定轴的角动量 75
3.1.3 刚体对定轴的角动量定理和转动定律 79
3.1.4 刚体对定轴的角动量守恒定律 80
3.1.5 力矩的功 82
3.1.6 刚体的定轴转动动能和动能原理 83
3.2 流体力学简介 85
3.2.1 理想流体的连续性方程 85
3.2.2 理想流体定常流动的伯努利方程 87
习题 89
第4章 振动和波动 91
4.1 简谐振动 91
4.1.1 简谐振动的基本特征 91
4.1.2 描述简谐振动的物理量 93
4.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法 96
4.1.4 简谐振动的能量 98
4.2 同方向同频率简谐振动的合成 99
4.3 机械波的产生和传播的条件 101
4.3.1 机械波的产生条件 101
4.3.2 机械波传播特征 101
4.3.3 波动过程的描述 104
4.4 平面简谐波 106
4.4.1 平面简谐波的波动表达式 106
4.4.2 波函数的物理意义 107
4.4.3 平面简谐波的能量与能流 109
4.5 波的叠加原理和波的干涉 110
4.5.1 波的叠加原理 111
4.5.2 波的干涉 111
4.6 惠更斯原理和波的衍射 114
4.6.1 惠更斯原理 114
4.6.2 波的衍射 115
4.7 多普勒效应 116
习题 117
第5章 静电场 118
5.1 电荷与库仑定律 118
5.1.1 电荷 118
5.1.2 库仑定律 119
5.2 电场与电场强度 122
5.2.1 电场 122
5.2.2 电场强度 123
5.2.3 电场强度的计算 124
5.3 高斯定理及应用 128
5.3.1 电场线 128
5.3.2 电通量 129
5.3.3 高斯定理 130
5.3.4 高斯定理的应用 132
5.4 静电场的环路定理与电势 135
5.4.1 静电场的环路定理 135
5.4.2 电势能 137
5.4.3 电势和电势差 138
5.4.4 电势的计算 139
5.4.5 等势面 141
习题 141
第6章 静电场中的导体和电介质 143
6.1 导体的静电平衡性质 143
6.1.1 导体的静电平衡条件 143
6.1.2 静电平衡时导体上的电荷分布 144
6.1.3 空腔导体 146
6.1.4 静电屏蔽 146
6.2 静电场中的电介质 149
6.2.1 电介质的极化 149
6.2.2 极化强度 150
6.2.3 有电介质时的高斯定理 150
6.3 电容和电容器 151
6.3.1 孤立导体的电容 151
6.3.2 电容器 152
6.3.3 电容器的连接 153
6.4 静电场的能量 154
6.4.1 电容器的能量 154
6.4.2 电场的能量 155
习题 155
第7章 恒定电流的磁场 157
7.1 恒定电流 157
7.1.1 电流强度 157
7.1.2 电流密度 158
7.1.3 电流的连续性方程 159
7.1.4 电动势 159
7.2 磁场与磁感应强度 160
7.2.1 基本磁现象 160
7.2.2 电流的磁效应 162
7.2.3 磁感应强度 163
7.3 毕奥萨伐尔定律 165
7.3.1 毕奥萨伐尔定律 165
7.3.2 毕奥萨伐尔定律的应用 166
7.4 磁场中的高斯定理 170
7.4.1 磁感应线 170
7.4.2 磁通量 171
7.4.3 磁场中的高斯定理 171
7.5 安培环路定理 172
7.5.1 安培环路定理 172
7.5.2 安培环路定理的应用 174
7.6 磁场对载流导线的作用 176
7.6.1 安培定律 176
7.6.2 载流线圈在磁场中所受的磁力矩 180
7.6.3 磁场力的功 181
7.7 磁场对运动电荷的作用 182
7.7.1 洛伦兹力 182
7.7.2 霍尔效应 185
7.8 磁介质 186
7.8.1 磁介质的分类 186
7.8.2 磁介质中的高斯定理 186
7.8.3 磁介质中的安培环路定律 187
习题 187
第8章 电磁感应 190
8.1 电磁感应定律 190
8.1.1 电磁感应现象 190
8.1.2 楞次定律 192
8.1.3 法拉第电磁感应定律 194
8.2 动生电动势和感生电动势 195
8.2.1 动生电动势 195
8.2.2 感生电动势 198
8.3 互感和自感 200
8.3.1 互感 200
8.3.2 自感 202
8.4 磁场的能量 203
8.4.1 自感磁能 203
8.4.2 磁场能量密度与磁场能量 204
习题 204
第9章 电磁场理论 206
9.1 位移电流与全电流定律 206
9.1.1 位移电流 206
9.1.2 全电流安培环路定理 208
9.2 麦克斯韦方程组 209
9.3 电磁波 210
9.3.1 电磁波的发现 211
9.3.2 平面电磁波的性质 211
9.3.3 电磁波谱 212
习题 213
参考文献 214