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第1章 绪论1

1-1 物质世界1

1-1-1 物质2

1-1-2 数量级的概念2

1-1-3 空间尺度3

1-1-4 时间尺度4

1-1-5 质量范围5

1-1-6 时间空间与物质运动5

1-2 物理学6

1-2-1 物理学的对象和方法6

1-2-2 物理学与对称性7

1-2-3 物理量与国际单位制7

1-2-4 量纲与量纲分析9

1-3 物理学与科学技术10

1-3-1 物理规律的普适性10

1-3-2 自然科学的基础11

1-3-3 技术革命的源泉11

1-3-4 物理学与社会和社会科学12

习题14

第2章 质点运动15

2-1 直角坐标系中质点运动的描述15

2-1-1 质点模型15

2-1-2 参考系与坐标系16

2-1-3 位置矢量与运动方程16

2-1-4 位移与路程17

2-1-5 速度18

2-1-6 加速度19

2-2 自然坐标系中质点运动的描述23

2-2-1 切向加速度与法向加速度23

2-2-2 圆周运动及其角量描述24

2-3 伽利略变换27

2-3-1 运动的相对性27

2-3-2 伽里略变换27

2-3-3 加速平动参考系间的变换关系29

2-3-4 科里奥利加速度30

习题31

第3章 动量守恒定律36

3-1 动量及动量守恒定律37

3-1-1 惯性定律和惯性参考系37

3-1-2 动量和动量守恒定律37

3-1-3 力和牛顿第三定律39

3-1-4 质点系动量守恒的条件41

3-2 动量定理43

3-2-1 冲量 动量定理43

3-2-2 变质量系统46

3-3 牛顿定律48

3-3-1 牛顿第二定律48

3-3-2 非惯性系 惯性力51

3-3-3 质心运动定理53

习题55

第4章 能量守恒定律58

4-1 动能定理58

4-1-1 能量守恒定律58

4-1-2 质点的动能定理60

4-1-3 功和功率61

4-1-4 质点系的动能定理63

4-1-5 一对力的功63

4-2 机械能守恒定律64

4-2-1 保守力与势能64

4-2-2 功能原理67

4-2-3 机械能守恒定律及其应用68

4-2-4 质心系中动能定理和功能原理71

4-2-5 经典力学中的内在随机性与混沌73

习题75

第5章 角动量守恒定律78

5-1 角动量守恒定律78

5-1-1 角动量78

5-1-2 角动量守恒定律80

5-2 角动量定理81

5-2-1 质点的角动量定理81

5-2-2 质点在有心力作用下的运动84

5-2-3 质点系的角动量定理85

5-2-4 质点系角动量守恒的条件86

5-2-5 质心系中的角动量定理87

5-3 对称性与守恒定律88

5-3-1 基本粒子与相互作用88

5-3-2 相互作用遵从守恒定律的约束90

5-3-3 对称性91

5-3-4 对称性与守恒定律92

5-3-5 对称的自发破缺94

习题94

第6章 刚体力学97

6-1 刚体运动学97

6-1-1 刚体模型97

6-1-2 刚体的平动和转动98

6-1-3 角速度 角加速度98

6-1-4 定轴转动 定点转动99

6-2 刚体动力学100

6-2-1 刚体对定轴的角动量和转动惯量100

6-2-2 刚体定轴转动的角动量定理102

6-2-3 刚体定轴转动的动能定理105

6-2-4 刚体的定点运动 旋进107

6-2-5 刚体的平面平行运动108

习题109

第7章 流体力学简介113

7-1 流体静力学113

7-1-1 静止流体中的压强113

7-1-2 表面张力与毛细现象116

7-2 理想流体的流动118

7-2-1 理想流体118

7-2-2 流量 流体的连续性原理118

7-2-3 伯努利方程120

7-3 粘滞流体122

7-3-1 流体的粘性122

7-3-2 泊肃叶公式和斯托克斯公式122

7-3-3 湍流124

习题124

第8章 相对论127

8-1 狭义相对论时空变换127

8-1-1 伽利略时空变换的基础127

8-1-2 电磁波理论与狭义相对论的创立129

8-1-3 爱因斯坦的两个基本假设130

8-1-4 洛伦兹变换131

8-1-5 相对论的速度变换133

8-2 狭义相对论时空观135

8-2-1 同时的相对性135

8-2-2 时间延缓136

8-2-3 长度收缩138

8-2-4 间隔不变性与因果律141

8-3 相对论动力学基础142

8-3-1 相对论质量和动量143

8-3-2 相对论能量144

8-3-3 动量定理和动能定理146

8-3-4 对应原理147

8-4 广义相对论简介148

8-4-1 广义相对论基本原理148

8-4-2 光线的引力偏折和时空弯曲150

8-4-3 引力红移和引力时间延缓152

8-4-4 宇宙 黑洞153

习题154

第9章 静电场157

9-1 电相互作用 电场强度158

9-1-1 电荷的基本性质158

9-1-2 库仑定律159

9-1-3 电场强度160

9-1-4 场的叠加原理和电场强度的计算161

9-1-5 电场中电荷的受力164

9-2 静电场的高斯定理164

9-2-1 电场线与电通量164

9-2-2 高斯定理165

9-2-3 高斯定理的应用举例168

9-3 静电场环路定理 电势170

9-3-1 静电场的环路定理170

9-3-2 电势能 电势171

9-3-3 电势的计算173

9-3-4 电场强度与电势的关系 等势面174

9-3-5 带电粒子的静电能176

9-4 静电场中的导体177

9-4-1 导体的静电平衡条件177

9-4-2 静电平衡时导体上的电荷分布178

9-4-3 空腔导体与静电屏蔽179

9-5 静电场中的电介质181

9-5-1 电介质的极化181

9-5-2 极化强度和极化电荷183

9-5-3 有电介质时的静电场 环路定理和高斯定理184

9-5-4 压电效应 铁电体 驻极体186

9-6 电容186

9-6-1 电容器的电容186

9-6-2 电容器的连接189

9-6-3 电容器的储能189

9-6-4 电场的能量190

习题192

第10章 恒定磁场196

10-1 运动电荷的电场和磁场196

10-1-1 运动电荷间的相互作用力196

10-1-2 运动电荷的电场（相对论情况）199

10-1-3 运动电荷的磁场（相对论情况）200

10-1-4 磁场的基本性质202

10-1-5 磁矢势A203

10-2 恒定电流205

10-2-1 电流密度205

10-2-2 电源电动势207

10-2-3 欧姆定律和焦耳定律的微分形式207

10-2-4 基尔霍夫电路方程209

10-3 恒定电流的磁场210

10-3-1 毕奥—萨伐尔定律210

10-3-2 恒定电流磁场的安培环路定理214

10-4 恒定磁场中带电粒子的运动217

10-4-1 磁场对带电粒子的作用力217

10-4-2 霍耳效应219

10-4-3 载流导线在磁场中所受的力220

10-4-4 磁场对载流线圈的力矩222

10-4-5 磁力的功223

习题224

第11章 变化的电磁场228

11-1 电磁感应228

11-1-1 法拉第电磁感应定律228

11-1-2 感生电动势 涡旋电场231

11-1-3 动生电动势234

11-1-4 两种电动势的相对论实质237

11-2 物质的磁性237

11-2-1 磁场中介质的磁化237

11-2-2 有磁介质时磁场的安培环路定理239

11-2-3 铁磁质241

11-3 自感与互感243

11-3-1 自感243

11-3-2 互感245

11-3-3 自感磁能247

11-3-4 磁场的能量248

11-4 麦克斯韦方程组249

11-4-1 位移电流250

11-4-2 麦克斯韦方程组251

11-4-3 麦克斯韦方程组与狭义相对论的协调一致253

11-5 电磁波254

11-5-1 平面电磁波的性质254

11-5-2 电磁波的能量 动量255

11-5-3 加速电荷发射的电磁波256

习题257