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第1章 机械运动的描述1

1.1 描述机械运动的基本概念1

1.1.1 质点与刚体1

1.1.2 参考系与坐标系2

1.2 描述质点运动的线量3

1.2.1 位置矢量3

1.2.2 位移矢量4

1.2.3 速度矢量4

1.2.4 加速度矢量6

1.3 几种典型的运动形式11

1.3.1 直线运动11

1.3.2 圆周运动13

1.3.3 抛体运动14

【科技博览】15

1.4 描述刚体转动的角量16

1.4.1 角位置 角位移16

1.4.2 角速度17

1.4.3 角加速度17

1.4.4 角量与线量的关系20

【网络资源】21

小结22

习题与思考题22

第2章 质点运动的基本定律25

2.1 牛顿运动定律25

2.1.1 牛顿运动定律表述25

【科技博览】28

2.1.2 基本的自然力29

2.1.3 牛顿运动定律适用范围33

2.2 力学相对性原理36

2.2.1 力学相对性原理36

2.2.2 经典力学时空观37

2.2.3 非惯性系和惯性力39

【著名实验】41

2.3 动量 动量守恒定律42

2.3.1 动量 动量定理42

2.3.2 动量守恒定律45

2.3.3 火箭飞行原理46

【科技博览】48

2.4 角动量 角动量守恒定律48

2.4.1 角动量48

2.4.2 力矩49

2.4.3 角动量定理50

2.4.4 角动量守恒定律50

2.5 功 动能定理53

2.5.1 功 功率53

2.5.2 动能定理56

2.6 势能 机械能守恒定律58

2.6.1 保守力的功 势能58

2.6.2 机械能守恒定律63

【前沿进展】65

2.6.3 能量转换与守恒定律66

【网络资源】67

小结67

习题与思考题69

第3章 刚体的定轴转动72

3.1 质心 质心运动定理72

3.1.1 质心72

3.1.2 质心运动定理73

3.2 刚体定轴转动定律75

3.2.1 力对轴的力矩75

3.2.2 转动定律76

3.2.3 转动惯量78

3.3 对定轴的角动量定理与角动量守恒定律81

3.3.1 角动量定理82

3.3.2 角动量守恒定律83

【科技博览】84

3.3.3 进动84

3.4 刚体定轴转动的动能定理与机械能守恒定律87

3.4.1 刚体定轴转动的动能定理87

3.4.2 刚体定轴转动的机械能守恒定律90

3.5 对称性与守恒定律91

3.5.1 对称性及其原理91

3.5.2 时空对称性与能量、动量、角动量守恒定律94

【网络资源】96

小结96

习题与思考题97

第4章 流体力学基础101

4.1 流体的基本概念101

4.1.1 理想流体101

4.1.2 流迹、流线和流管102

4.1.3 定常流动103

【前沿进展】103

4.2 理想流体运动的基本方程104

4.2.1 连续性方程104

4.2.2 伯努利方程105

4.3 粘性流体的运动108

4.3.1 粘滞定律108

4.3.2 层流与湍流109

【科技博览】110

4.3.3 泊肃叶公式111

4.4 流体中的阻力112

4.4.1 粘滞阻力112

4.4.2 压差阻力113

4.4.3 波阻114

【网络资源】114

小结114

习题与思考题115

第5章 气体动理论117

5.1 热运动的基本概念 理想气体117

5.1.1 气体动理论的基本观点117

5.1.2 平衡态 气体状态参量119

5.1.3 理想气体物态方程121

5.2 气体分子热运动的分布规律123

5.2.1 气体分子热运动的特征与研究方法123

5.2.2 麦克斯韦气体分子速率分布律124

【著名实验】125

5.2.3 玻耳兹曼能量分布律130

5.3 压强与温度的统计意义133

5.3.1 理想气体的微观模型133

5.3.2 压强公式133

5.3.3 温度的微观实质135

5.4 自由度 能量均分定理136

5.4.1 自由度136

5.4.2 能量按自由度均分定理137

5.4.3 理想气体的内能138

5.5 分子碰撞 平均自由程139

5.6 气体的迁移现象141

5.6.1 内摩擦现象142

5.6.2 热传导现象143

5.6.3 扩散现象143

5.7 真实气体 范德瓦耳斯方程145

5.7.1 真实气体的等温线145

5.7.2 范德瓦耳斯方程146

【网络资源】147

小结148

习题与思考题149

第6章 热力学基础151

6.1 热力学第一定律151

6.1.1 热力学过程 准静态过程151

6.1.2 内能 热量 功153

6.1.3 热力学第一定律156

【著名实验】157

6.2 理想气体的典型热力学过程157

6.2.1 等体过程158

6.2.2 等压过程158

6.2.3 等温过程160

6.2.4 绝热过程161

6.3 循环过程163

6.3.1 循环过程163

6.3.2 卡诺循环165

6.4 热力学第二定律168

6.4.1 热力学第二定律168

6.4.2 可逆过程和不可逆过程170

6.4.3 卡诺定理171

6.5 热力学熵 熵增加原理172

6.5.1 热力学熵172

6.5.2 熵增加原理175

6.6 热力学第二定律的统计意义176

6.6.1 热力学概率与玻耳兹曼熵176

6.6.2 热力学第二定律的统计意义179

【前沿进展】180

【网络资源】181

小结182

习题与思考题183

第7章 静电场186

7.1 电荷 库仑定律186

7.1.1 电荷及其守恒定律186

【前沿进展】187

7.1.2 库仑定律188

【著名实验】189

7.2 电场 电场强度190

7.2.1 电场190

7.2.2 电场强度190

7.2.3 电场强度的计算191

7.3 静电场中的电介质 电位移矢量199

7.3.1 静电场中的电介质199

【科技博览】202

7.3.2 电极化强度203

7.3.3 电位移矢量205

7.4 静电场中的高斯定理205

7.4.1 电场线与电位移线205

7.4.2 电通量207

7.4.3 高斯定理209

7.4.4 利用高斯定理求静电场的分布211

7.5 静电场的环路定理 电势216

7.5.1 静电场的环路定理216

7.5.2 电势218

7.5.3 电势叠加原理219

7.5.4 电场的能量223

7.6 电场强度与电势梯度的关系225

7.6.1 等势面226

7.6.2 电场强度与电势梯度227

7.7 静电场中的导体229

7.7.1 静电平衡229

【科技博览】232

7.7.2 静电屏蔽233

7.7.3 电容器235

【网络资源】239

小结239

习题与思考题241

第8章 稳恒磁场244

8.1 恒定电流244

8.1.1 电流和电流密度244

8.1.2 欧姆定律246

8.1.3 电动势247

8.2 基本磁现象 安培定律249

8.2.1 基本磁现象249

【著名实验】250

8.2.2 安培定律251

8.3 磁场 毕奥-萨伐尔定律253

8.3.1 磁场 磁感应强度253

8.3.2 毕奥-萨伐尔定律254

8.4 磁通量 磁场中的高斯定理258

8.4.1 磁感应线258

8.4.2 磁通量 磁场中的高斯定理259

8.5 磁场对载流导线和运动电荷的作用260

8.5.1 磁场对载流导线的作用260

8.5.2 运动电荷在磁场中受力264

【科技博览】266

8.6 磁介质 磁化过程267

8.6.1 磁介质及其磁化267

8.6.2 磁化强度和磁场强度270

8.6.3 铁磁质272

8.7 安培环路定理275

8.7.1 安培环路定理275

8.7.2 安培环路定理应用277

【网络资源】279

小结280

习题与思考题281

第9章 电磁感应与麦克斯韦方程组284

9.1 电磁感应的基本规律284

9.1.1 法拉第电磁感应定律284

【著名实验】286

9.1.2 楞次定律287

9.2 动生与感生电动势287

9.2.1 动生电动势288

9.2.2 感生电场 感生电动势289

【科技博览】292

9.2.3 涡流和趋肤效应293

【前沿进展】294

9.3 自感与互感295

9.3.1 自感295

9.3.2 互感298

9.4 磁场的能量300

9.5 位移电流303

9.6 麦克斯韦方程组305

【前沿进展】307

【网络资源】308

小结308

习题与思考题309

国际单位制313

常用物理常量和参数317

习题答案320

索引327