前言
第一篇 力學(xué) 1
第1章 質(zhì)點運動學(xué) 2
引言 2
1.1 質(zhì)點 參考系 坐標(biāo)系 3
1.1.1 質(zhì)點 3
1.1.2 參考系和坐標(biāo)系 3
1.2 描述質(zhì)點運動的物理量 4
1.2.1 位置矢量和運動方程 4
1.2.2 位移與路程 5
1.2.3 速度 6
1.2.4 加速度 7
1.3 曲線運動 12
1.3.1 拋體運動 12
1.3.2 圓周運動 14
1.3.3 一般平面曲線運動 18
1.4 相對運動 18
本章提要 21
思考題1 21
基礎(chǔ)訓(xùn)練習(xí)題1 22
綜合能力和知識拓展與應(yīng)用訓(xùn)練題 25
閱讀材料—北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和質(zhì)點運動學(xué) 26
第2章 牛頓運動定律 28
引言 28
2.1 牛頓運動定律 29
2.1.1 牛頓第一定律 29
2.1.2 牛頓第二定律 30
2.1.3 牛頓第三定律 31
2.1.4 牛頓運動定律的適用范圍 31
2.2 相互作用力 31
2.2.1 基本的自然力 31
2.2.2 力學(xué)中常見的幾種力 33
2.3 牛頓運動定律的應(yīng)用 35
2.4 慣性系和非慣性系 39
2.4.1 慣性系與非慣性系 39
2.4.2 非慣性系中的力學(xué)規(guī)律 40
2.5 伽利略變換 力學(xué)的相對性原理 43
2.5.1 伽利略變換 43
2.5.2 力學(xué)的相對性原理 44
2.5.3 經(jīng)典力學(xué)的時空觀 45
本章提要 46
思考題2 46
基礎(chǔ)訓(xùn)練習(xí)題2 47
綜合能力和知識拓展與應(yīng)用訓(xùn)練題 48
閱讀材料—傅科擺 51
第3章 功和能 53
引言 53
3.1 功和功率 54
3.1.1 功 54
3.1.2 功率 57
3.2 動能 動能定理 57
3.2.1 動能 57
3.2.2 質(zhì)點的動能定理 57
3.2.3 質(zhì)點系的動能定理 58
3.3 保守力與非保守力 勢能 60
3.3.1 保守力與非保守力 60
3.3.2 勢能 61
3.3.3 保守力和勢能梯度 63
3.3.4 勢能曲線 64
3.4 功能原理 機械能守恒定律 64
3.4.1 功能原理 64
3.4.2 機械能守恒定律 65
3.4.3 能量守恒定律 65
本章提要 68
思考題3 68
基礎(chǔ)訓(xùn)練習(xí)題3 69
綜合能力和知識拓展與應(yīng)用訓(xùn)練題 71
閱讀材料 72
第4章 動量和角動量 74
引言 74
4.1 動量 動量定理 75
4.1.1 動量 75
4.1.2 質(zhì)點的動量定理 75
4.1.3 質(zhì)點系的動量定理 76
4.2 動量守恒定律 78
*4.3 質(zhì)心 質(zhì)心運動定理 82
4.3.1 質(zhì)心 82
4.3.2 質(zhì)心運動定理 83
*4.4 火箭飛行原理 84
4.5 角動量 角動量定理 86
4.5.1 角動量 86
4.5.2 力矩 87
4.5.3 質(zhì)點的角動量定理 88
4.5.4 質(zhì)點系的角動量定理 89
4.6 角動量守恒定律 90
4.6.1 質(zhì)點的角動量守恒定律 90
4.6.2 質(zhì)點系的角動量守恒定律 92
4.7 碰撞 94
4.7.1 正碰 95
4.7.2 斜碰 97
4.8 對稱性原理與守恒定律 99
4.8.1 對稱性與守恒定律 99
4.8.2 時空對稱性與三大守恒定律 101
本章提要 103
思考題4 103
基礎(chǔ)訓(xùn)練習(xí)題4 104
綜合能力和知識拓展與應(yīng)用訓(xùn)練題 108
閱讀材料—動量傳遞概述 109
第5章 剛體力學(xué)基礎(chǔ) 110
引言 110
5.1 剛體運動學(xué) 111
5.1.1 剛體的平動和轉(zhuǎn)動 111
5.1.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動的角量描述 112
5.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動定律 114
5.2.1 力矩 114
5.2.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動定律 116
5.2.3 轉(zhuǎn)動慣量 119
5.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動中的功和能 123
5.3.1 力矩的功 123
5.3.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能及動能定理 124
5.3.3 剛體的重力勢能 125
5.4 剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理和角動量守恒
定律 127
5.4.1 剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量 127
5.4.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理 128
5.4.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒定律 128
*5.5 進動 131
本章提要 133
思考題5 133
基礎(chǔ)訓(xùn)練習(xí)題5 134
綜合能力和知識拓展與應(yīng)用訓(xùn)練題 138
閱讀材料—歲差和章動 139
第二篇 電磁學(xué) 141
第6章 靜電場 142
引言 142
6.1 庫侖定律 143
6.1.1 電荷 143
6.1.2 庫侖定律 145
6.1.3 靜電力的疊加原理 146
6.2 電場 電場強度 148
6.2.1 電場 148
6.2.2 電場強度 電場強度的疊加原理 149
6.2.3 電場強度的計算 151
6.2.4 電荷在電場中所受的力 155
6.3 高斯定理 156
6.3.1 電場線 156
6.3.2 電通量 157
6.3.3 高斯定理 158
6.3.4 高斯定理的應(yīng)用 161
6.4 靜電場的環(huán)路定理 電勢 165
6.4.1 靜電場的環(huán)路定理 165
6.4.2 電勢能 167
6.4.3 電勢 電勢差 167
6.4.4 電勢的計算 169
6.5 等勢面 電場強度與電勢的微分關(guān)系 173
6.5.1 等勢面 173
6.5.2 電場強度與電勢的微分關(guān)系 174
6.6 靜電場中的導(dǎo)體 177
6.6.1 導(dǎo)體的靜電平衡條件 177
6.6.2 靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布 179
6.6.3 靜電屏蔽 183
6.7 靜電場中的電介質(zhì) 185
6.7.1 電介質(zhì)的極化 185
6.7.2 有介質(zhì)時的高斯定理 188
6.8 電容和電容器 192
6.8.1 孤立導(dǎo)體的電容 192
6.8.2 電容器的電容 193
6.8.3 電容器電容的計算 195
6.8.4 電容器的串聯(lián)和并聯(lián) 199
6.9 靜電場的能量 200
本章提要 203
思考題6 204
基礎(chǔ)訓(xùn)練習(xí)題6 206
綜合能力和知識拓展與應(yīng)用訓(xùn)練題 211
閱讀材料—石油行業(yè)防靜電措施 213
第7章 穩(wěn)恒磁場 215
引言 215
7.1 穩(wěn)恒電流 電流密度 216
7.1.1 穩(wěn)恒電流 216
7.1.2 電流密度 216
7.2 磁場 磁感應(yīng)強度 217
7.2.1 磁的基本現(xiàn)象 217
7.2