前言
第1篇力学
第1章质点运动学3
1.1质点运动的描述3
1.1.1质点参考系 3
1.1.2位置矢量运动函数4
1.1.3位移5
1.1.4速度6
1.1.5加速度7
1.2匀变速运动抛体运动10
1.2.1匀变速运动10
1.2.2抛体运动11
1.3圆周运动14
1.3.1圆周运动的角量描述14
1.3.2自然坐标系下的圆周运动15
1.4相对运动18
小结20
思考题22
习题24
习题答案25
第2章牛顿运动定律27
2.1牛顿运动定律分述27
2.1.1牛顿第一定律27
2.1.2牛顿第二定律28
2.1.3牛顿第三定律29
2.2力学中几种常见的力30
2.3非惯性系中的力学问题惯性力34
2.4牛顿运动定律的应用37
小结47
思考题47
习题49
习题答案51
第3章动量与角动量53
3.1动量53
3.1.1冲量53
3.1.2动量定理54
3.1.3质点系动量定理57
3.1.4动量守恒定律58
*3.1.5火箭飞行原理61
3.2质心质心运动定理64
3.2.1质心64
3.2.2质心运动定理66
3.3角动量69
3.3.1质点的角动量69
3.3.2力矩质点的角动量定理69
3.3.3角动量守恒定律70
3.3.4质点系的角动量定理72
小结74
思考题75
习题76
习题答案78
第4章功和能80
4.1功80
4.1.1功功率80
4.1.2几种常见力的功82
4.1.3保守力与非保守力84
4.2动能定理85
4.2.1质点的动能定理85
4.2.2质点系的动能定理87
4.3势能91
4.3.1三种势能91
4.3.2由势能求保守力94
4.4机械能守恒定律96
4.4.1质点系的功能原理96
4.4.2机械能守恒定律概述97
4.5碰撞101
小结104
思考题105
习题106
习题答案110
第5章刚体的定轴转动111
5.1刚体的运动111
5.1.1刚体的基本运动111
5.1.2定轴转动的描述112
5.2定轴转动定律116
5.2.1对转轴的力矩116
5.2.2刚体定轴转动定律117
5.2.3转动惯量及其计算118
5.2.4定轴转动定律的应用122
5.3对轴的角动量角动量守恒定律126
5.3.1定轴转动刚体的角动量定理和对轴的角动量126
5.3.2对轴的角动量守恒定律127
5.4转动中的功和能130
5.4.1力矩的功130
5.4.2定轴转动刚体的转动动能及动能定理131
5.4.3刚体的重力势能及机械能守恒定律132
*5.5进动135
小结136
思考题137
习题139
习题答案143
第6章狭义相对论基础145
6.1从经典到狭义相对论时空观145
6.1.1牛顿相对性原理、绝对时空观和伽利略变换145
6.1.2狭义相对论的基本原理147
6.1.3狭义相对论的时空观150
6.2洛伦兹坐标与速度变换156
6.2.1洛伦兹坐标变换156
6.2.2相对论速度变换161
6.3狭义相对论质点动力学初步162
6.3.1狭义相对论质量和动量162
6.3.2相对论动能164
6.3.3相对论能量164
6.3.4动量与能量的关系166
6.4广义相对论简介168
6.4.1广义相对论的基本原理和时空弯曲168
6.4.2广义相对论的可观测效应169
小结171
思考题172
习题172
习题答案174
第2篇电磁学
第7章静电场177
7.1电荷库仑定律177
7.1.1电荷177
7.1.2库仑定律与叠加原理177
7.2电场电场强度178
7.2.1电场和电场强度179
7.2.2静止的点电荷的电场及其叠加179
7.3电通量高斯定理184
7.3.1电场线和电通量184
7.3.2高斯定理185
7.4静电场的环路定理电势190
7.4.1静电场的保守性190
7.4.2电势差和电势191
7.4.3电势叠加原理192
7.5电场强度与电势的微分关系193
小结194
思考题195
习题196
习题答案198
第8章静电场中的导体与电介质200
8.1静电场中的导体200
8.1.1导体的静电平衡条件200
8.1.2静电平衡时导体上的电荷分布201
8.1.3有导体存在时静电场的分析与计算203
8.1.4静电屏蔽204
8.2静电场中电介质的极化205
8.2.1电介质对电场的影响205
8.2.2电介质的极化205
8.3D的高斯定理207
8.4电容器静电能210
8.4.1电容器和它的电容210
8.4.2电容器的串并联212
8.4.3电容器的能量213
8.4.4静电场的能量214
小结215
思考题216
习题216
习题答案219
第9章恒定电流222
9.1恒定电流222
9.1.1电流和电流密度222
9.1.2恒定电流与恒定电场224
9.2欧姆定律及其微分形式225
9.3电动势及含有电动势的电路227
9.3.1电动势227
9.3.2含有电动势的电路228
小结230
思考题230
习题231
习题答案232
第10章恒定电流的磁场233
10.1磁力与电荷的运动233
10.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律234
10.2.1磁场与磁感应强度234
10.2.2磁通量磁场高斯定理236
10.2.3毕奥-萨伐尔定律237
10.3安培环路定理及其应用240
10.3.1安培环路定理240
10.3.2安培环路定理的应用242
10.4带电粒子在磁场中的运动霍尔效应244
10.4.1带电粒子在磁场中的运动244
10.4.2霍尔效应245
10.5磁场对电流的作用247
10.5.1载流导线在磁场中受的磁力247
10.5.2载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩249
10.5.3平行载流导线间的相互作用力251
小结252
思考题252
习题253
习题答案255
第11章磁场中的磁介质257
11.1磁场中磁介质的磁化257
11.1.1磁介质对磁场的影响257
11.1.2原子的磁矩258
11.1.3磁介质的磁化259
11.2H的环路定理259
11.3铁磁质261
11.3.1磁滞回线261
11.3.2铁磁质的磁化机理262
11.3.3铁磁质分类及特性262
小结263
思考题263
习题263
习题答案264
第12章电磁感应与电磁波266
12.1电磁感应基本定律266
12.1.1电磁感应现象266
12.1.2法拉第电磁感应定律266
12.1.3楞次定律267
12.2动生电动势与感生电动势268
12.2.1动生电动势268
12.2.2感生电动势和感生电场271
12.3自感与互感272
12.3.1自感现象272
12.3.2互感现象273
12.4磁场的能量275
12.4.1自感线圈储能275
12.4.2磁场的能量275
12.5麦克斯韦电磁场理论简介277
12.5.1位移电流277
12.5.2麦克斯韦方程组278
小结279
思考题280
习题281
习题答案284
附录286
附录Ⅰ常用物理常数表286
附录Ⅱ常用天体数据286
附录Ⅲ常用单位换算关系287
参考文献288