目录
前言
第1章质点运动学与牛顿定律1
［传承·大力弘扬中国科学家精神］中国力学之父——钱伟长1
1.1质点参考系时间和空间1
1.1.1质点1
1.1.2参考系2
1.1.3坐标系时间和空间2
1.2位矢位移和路程3
1.2.1位矢3
1.2.2运动函数轨道方程4
1.2.3位移和路程4
1.3速度加速度5
1.3.1速度平均速度5
1.3.2瞬时速度瞬时速率5
1.3.3加速度7
1.4直线运动10
1.5抛体运动12
1.6圆周运动14
1.6.1自然坐标系变速圆周运动14
1.6.2圆周运动的角量描述17
1.7牛顿运动定律19
1.7.1牛顿第一定律19
1.7.2牛顿第二定律20
1.7.3牛顿第三定律23
1.8力学中常见的力24
1.8.1万有引力重力24
1.8.2弹性力25
1.8.3摩擦力27
1.9牛顿运动定律应用示例29
［大国名片］北斗卫星导航系统34
［大国名片］中国高铁35
习题135
第2章刚体力学基础38
［传承·大力弘扬中国科学家精神］中国航天之父——钱学森38
2.1质点的角动量守恒定律38
2.1.1质点的角动量38
2.1.2力矩39
2.1.3质点的角动量定理39
2.1.4质点的角动量守恒定律及应用40
2.2刚体的基本运动形式41
2.2.1刚体的平动41
2.2.2刚体的定轴转动42
2.3刚体定轴转动的转动动能转动惯量44
2.3.1刚体定轴转动的转动动能44
2.3.2刚体的转动惯量44
2.4力矩的功刚体定轴转动的动能定理46
2.4.1力矩46
2.4.2力矩的功47
2.4.3刚体定轴转动的动能定理48
2.5刚体定轴转动定律50
2.6刚体定轴转动的角动量定理角动量守恒定律53
2.6.1角动量冲量矩角动量定理53
2.6.2角动量守恒定律53
［大国名片］中国“天宫”空间站55
［大国名片］中国载人航天55
习题256
第3章静电学59
［世界杰出物理学家］电学之父——迈克尔·法拉第59
3.1电荷库仑定律59
3.1.1电荷电荷守恒定律59
3.1.2库仑定律静电力叠加原理61
3.2电场电场强度63
3.2.1电场63
3.2.2电场强度电场强度叠加原理64
3.3电场强度和电场力的计算65
3.3.1点电荷电场中的电场强度65
3.3.2点电荷系电场中的电场强度66
3.3.3连续分布电荷电场中的电场强度67
3.3.4电荷在电场中所受的力71
3.4电场强度通量真空中的高斯定理73
3.4.1电场线73
3.4.2电场强度通量73
3.4.3高斯定理及应用高斯定理求静电场中的电场强度75
3.5静电场的环路定理电势78
3.5.1静电力的功78
3.5.2静电场的环路定理79
3.5.3电势能80
3.5.4电势电势差80
3.5.5电势的计算81
3.6等势面电场强度与电势的关系83
3.6.1等势面83
3.6.2电场强度与电势的关系84
3.7静电场中的金属导体86
3.7.1金属导体的电结构86
3.7.2导体的静电平衡条件86
3.7.3静电平衡时导体上的电荷分布87
3.7.4静电屏蔽88
3.8静电场中的电介质89
3.8.1电介质的电结构89
3.8.2电介质在外电场中的极化现象90
3.8.3有电介质时的静电场91
3.8.4有电介质时静电场的高斯定理电位移矢量91
3.8.5有电介质时静电场的高斯定理的应用93
3.9电容电容器96
3.9.1孤立导体的电容96
3.9.2电容器的电容96
3.9.3电容器的串联和并联99
3.10电场的能量101
［大国名片］中国特高压输电技术102
习题3103
第4章恒定电流的稳恒磁场107
［传承·大力弘扬中国科学家精神］中国电磁弹射之父——马伟明107
4.1磁现象及其本源107
4.2磁场磁感应强度108
4.2.1磁场108
4.2.2磁感应强度109
4.3毕奥萨伐尔定律及其应用运动电荷的磁场110
4.3.1毕奥萨伐尔定律及其应用110
4.3.2运动电荷的磁场114
4.4磁通量真空中磁场的高斯定理115
4.4.1磁感应线115
4.4.2磁通量真空中磁场的高斯定理116
4.5安培环路定理及其应用117
4.6磁场对载流导线的作用安培定律121
4.6.1安培定律121
4.6.2均匀磁场中载流线圈所受的力矩123
4.7带电粒子在电场和磁场中的运动125
4.7.1磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力125
4.7.2带电粒子在电场和磁场中的运动127
4.8磁场中的磁介质130
4.8.1磁介质在外磁场中的磁化现象130
4.8.2抗磁质和顺磁质的磁化机理131
4.8.3磁介质的磁导率132
4.8.4磁介质中的高斯定理和安培环路定理132
［大国名片］中国华为5G134
习题4134
第5章变化的电磁场137
［世界杰出物理学家］现代电力之父——尼古拉·特斯拉137
5.1电磁感应现象及其基本规律137
5.1.1电磁感应现象137
5.1.2楞次定律139
5.1.3法拉第电磁感应定律139
5.2动生电动势及其表达式143
5.2.1动生电动势143
5.2.2动生电动势的表达式143
5.3感生电动势涡旋电场及其应用147
5.3.1感生电动势与涡旋电场147
5.3.2电子感应加速器148
5.3.3涡电流及其应用149
5.4自感与互感149
5.4.1自感149
5.4.2互感152
5.5磁场的能量154
5.6位移电流155
5.7麦克斯韦电磁场理论157
5.7.1电场157
5.7.2磁场158
5.7.3电磁场的麦克斯韦方程组的积分形式158
［大国名片］中国核能159
习题5159
第6章波动光学162
［传承·大力弘扬