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第一篇 引论3

第一章 我们的宇宙观3

§1-1 基本粒子及其相互作用3

1．基本粒子的分类3

2．粒子间的相互作用4

§1-2 物质存在的基本形式5

§1-3 物质与运动时间与空间6

第二章 物理学的理论体系与方法8

§2-1 什么是物理学8

§2-2 物理学与技术10

§2-3 物理学的方法与科学态度12

§2-4 怎样学习大学物理学13

第二篇 力学17

第三章 质点的运动规律17

§3-1 理想模型——质点、刚体17

§3-2 质点运动的描述18

1．参考系和坐标系18

2．位置矢量运动方程19

3．速度21

4．加速度23

5．法向加速度和切向加速度29

6．圆周运动的角量和线量的关系31

7．运动学的两类问题33

§3-3 相对运动36

1．牛顿三大定律39

§3-4 牛顿三大定律及其应用39

2．几种常见力42

3．牛顿定律的应用44

§3-5 惯性参考系和非惯性参考系49

1．惯性参考系49

2．加速平动参考系中的惯性力51

＊3．匀速转动参考系中的惯性离心力52

选读材料：超重与失重57

思考题61

习题67

第四章 动量守恒70

§4-1 质点动量定理70

§4-2 质点系动量定理75

§4-3 动量守恒定律78

＊§4-4 质心质心运动定理81

1．质心81

2．质心运动定理83

＊§4-5 火箭飞行原理87

1．火箭推力的计算87

2．箭体的运动方程88

3．火箭的速度公式89

思考题91

习题93

第五章 能量守恒97

§5-1 功质点动能定理98

1．功98

2．质点动能定理100

§5-2 势能103

1．保守力作功的特点103

2．势能106

＊3．势能曲线107

§5-3 机械能守恒定律109

选读材料：对称性与守恒定律115

思考题121

习题123

第六章 角动量守恒128

§6-1 质点的角动量和角动量守恒定律128

1．角动量128

2．质点角动量定理129

3．质点角动量守恒定律131

§6-2 刚体运动学134

1．刚体的平动和转动134

2．定轴转动的描述134

§6-3 刚体的定轴转动136

1．刚体的角动量136

2．转动惯量的计算137

3．刚体定轴转动定律141

4．定轴转动中的功和能145

5．定轴转动的角动量守恒定律149

＊§6-4 进动155

选读材料：宇航动力学问题158

科学家介绍：牛顿166

思考题169

习题172

第七章 狭义相对论基础178

§7-1 伽利略变换和经典力学时空观178

1．力学的相对性原理178

2．伽利略变换179

3．经典力学的时空观181

4．伽利略变换的困难182

§7-2 爱因斯坦相对性原理和光学不变原理183

1．相对性原理183

2．光速不变原理183

§7-3 洛仑兹变换184

1．洛仑兹坐标变换184

2．相对论的速度变换186

§7-4 狭义相对论的时空观190

1．长度收缩191

2．时间膨胀（或钟慢）192

3．同时的相对性194

§7-5 狭义相对论动力学基础196

1．相对论中的动量和质量196

2．相对论中的动能199

3．相对论中的能量200

4．能量和动量的关系201

＊5．相对论动量-能 量变换201

选读材料：广义相对论概要204

科学家介绍：爱因斯坦（AlberEinstein，1879—1955）213

思考题216

习题218

第三篇 电磁场223

第八章 静电场223

§8-1 电荷库仑定律223

1．电荷223

2．库仑定律224

§8-2 电场和电场强度226

1．电场226

2．电场强度227

3．电场强度的计算228

§8-3 高斯定理237

1．电场线237

2．电通量239

3．高斯定理240

4．高斯定理的应用244

§8-4 电势249

1．静电场的保守性249

2．电势能252

3．电势和电势差252

4．电势的计算253

§8-5 场强与电势的关系260

1．等势面261

2．电势梯度261

§8-6 静电场中的导体265

1．导体的静电平衡条件265

2．静电平衡下导体上的电荷分布266

3．导体表面附近的场强269

§8-7 静电场中的电介质273

1．电介质的极化274

2．极化强度矢量276

3．电介质中的高斯定理278

§8-8 电空器和它的电容280

1．孤立导体的电容280

2．电容器的电容281

3．电容器的串联和并联283

§8-9 电场的能量285

1．电容器的储能285

2．电场的能量285

1．电流强度和电流密度287

§8-1 0稳恒电场287

2．欧姆定律的微分形式289

3．稳恒电流和稳恒电场290

4．电动势291

＊§8-1 1运动电荷的电场292

选读材料：热电体、压电体和铁电体300

思考题307

习题313

第九章 稳恒磁场321

§9-1 磁现象的电本质磁场321

1．磁力和磁场321

2．运动电荷间的相互作用力磁感应强度323

1．磁感应线（磁力线）326

§9-2 磁通量磁场的高斯定理326

2．磁通量327

3．磁场的高斯定理327

§9-3 匀速运动点电荷的磁场328

§9-4 毕奥-萨 伐尔定律329

§9-5 安培环路定理338

§9-6 磁场对运动电荷及电流的作用344

1．洛仑兹力344

2．安培定律349

3．磁场作用于载流线圈的力矩351

1．磁介质的种类353

2．抗磁质和顺磁质的磁化353

§9-7 磁介质353

3．磁化强度356

4．磁介质中的安培环路定理357

5．铁磁质358

选读材料：磁记录362

等离子体363

思考题378

习题385

第十章 电磁感应391

§10-1 电磁感应的基本定律391

1．楞次定律392

2．法拉第电磁感应定律393

§10-2 动生电动势394

1．涡旋电流401

§10-3 感生电动势涡旋电场401

2．电子感应加速器405

3．涡电流407

§10-4 自感和互感408

1．自感现象自感系数408

2．互感现象互感系数410

§10-5 磁场的能量413

1．通电线圈的储能413

2．磁场能量414

选读材料：超导电性和高温超导体418

科学家介绍：法拉第（MichaelFaraday，1791—1867）429

思考题433

习题440

§11-1 位移电流447

第十一章 麦克斯韦电磁场理论的基本概念447

§11-2 麦克斯韦方程组453

§11-3 电磁波455

1．电磁波的产生和传播456

2．平面电磁波的基本性质458

3．电磁波的能流密度460

4．电磁波谱461

科学家介绍：麦克斯韦463

思考题465

习题468

附录470

习题答案478

主要参考文献484