大學物理（上冊）

目　錄
第1篇　力學
第1章　質點運動學　2
1．1　質點運動的描述　2
1．1．1　參考系和坐標系　2
1．1．2　質點　3
1．1．3　表征質點運動的物理量　3
1．1．4　運動學的兩類問題　5
1．2　曲線運動　6
1．2．1　自然坐標系　6
1．2．2　圓周運動　8
1．2．3　一般曲線運動　9
1．3　相對運動　10
閱讀材料一　伽利略·伽利雷　12
習題　15
第2章　牛頓運動定律　18
2．1　牛頓運動定律　18
2．1．1　牛頓第一運動定律　18
2．1．2　牛頓第二運動定律　19
2．1．3　牛頓第三運動定律　20
2．2　自然力與常見力　20
2．2．1　基本自然力　20
2．2．2　常見的力　21
2．3　牛頓運動定律的應用　22
*2．4　非慣性系 慣性力　25
閱讀材料二　艾薩克·牛頓　27
習題　31
第3章　動量和動量守恒定律　34
3．1　沖量 動量定理　34
3．1．1　沖量　34
3．1．2　質點動量定理　35
3．1．3　質點系的動量定理　37
3．2　動量守恒定律　37
3．3　質心 質心運動定理　38
3．3．1　質心　38
3．3．2　質心運動定理　39
閱讀材料三　宇宙飛船　40
習題　46
第4章　功和能　48
4．1　功 功率　48
4．1．1　力對直線運動質點所做的功　48
4．1．2　變力對曲線運動質點所做的功　49
4．1．3　功率　52
4．2　動能 動能定理　52
4．2．1　質點的動能 質點的動能定理　52
4．2．2　質點系的動能定理　54
4．3　保守力和非保守力　55
4．3．1　保守力　55
4．3．2　非保守力　57
4．4　勢能 勢能曲線　58
4．4．1　勢能　58
4．4．2　力學中幾種常見的勢能　59
4．4．3　勢能曲線　59
4．5　功能原理 機械能守恒定律　60
4．5．1　質點系的功能原理　60
4．5．2　機械能守恒定律　63
4．6　能量守恒定律　66
閱讀材料四　火箭的飛行與宇宙速度　66
習題　69
第5章　角動量和角動量守恒定律　73
5．1　力矩 角動量　73
5．1．1　質點受力的力矩與質點角動量　73
5．1．2　質點系受力的力矩 質點系角動量　74
5．2　質點角動量定理與角動量守恒定律　76
5．2．1　質點角動量定理　76
5．2．2　質點角動量守恒定律　77
5．3　質點系的角動量定理與角動量守恒定律　78
5．3．1　質點系的角動量定理　78
5．3．2　質點系的角動量守恒定律　79
閱讀材料五　對稱性與守恒定律　80
習題　84
第6章　剛體的轉動　86
6．1　剛體的運動　86
6．1．1　剛體的平動和定軸轉動　87
6．1．2　剛體定軸轉動的描述　87
6．2　力矩 剛體的定軸轉動定理轉動慣量　91
6．2．1　力矩　91
6．2．2　剛體的定軸轉動定律　92
6．2．3　轉動慣量 轉動慣量的計算　95
6．3　定軸轉動剛體的角動量定理與角動量守恒定律　99
6．3．1　定軸轉動剛體的角動量與角動量定理　99
6．3．2　定軸轉動剛體的角動量守恒定律　100
6．4　力矩的功 剛體轉動的動能定理　102
6．4．1　剛體的轉動動能與力矩的功　102
6．4．2　剛體定軸轉動的動能定理　103
6．5　剛體的勢能　104
*6．6　剛體的進動　106
閱讀材料六　拉莫爾進動　108
習題　111
第2篇　電磁學
第7章　真空中的靜電場　116
7．1　電荷性質　116
7．1．1　電荷守恒定律　117
7．1．2　電荷量子化　117
7．1．3　電荷相對論不變性　118
7．2　庫侖定律　118
7．2．1　點電荷模型　118
7．2．2　真空中的庫侖定律　119
7．2．3　靜電力疊加原理　120
7．3　電場 電場強度　121
7．3．1　電場　121
7．3．2　電場強度　122
7．3．3　電場強度的計算　124
7．4　靜電場的高斯定理　128
7．4．1　電場線　128
7．4．2　電通量　129
7．4．3　高斯定理　130
7．4．4　高斯定理的應用舉例　132
7．5　靜電場的環(huán)路定理　135
7．5．1　靜電場力的功　135
7．5．2　靜電場的環(huán)路定理　136
7．5．3　電勢能　137
7．6　電勢　138
7．6．1　電勢　138
7．6．2　電勢的計算　139
7．6．3　電場強度與電勢梯度　143
閱讀材料七　卡文迪許關于點電荷相互作用力的研究　146
習題　147
第8章　靜電場中的導體和電介質　150
8．1　靜電場中的導體　150
8．1．1　導體的電結構　150
8．1．2　靜電感應過程　151
8．1．3　靜電平衡特點　151
8．2　靜電場中的電介質　152
8．2．1　電介質的極化　153
8．2．2　電極化強度與極化電荷　154
8．2．3　有電介質時的高斯定理　155
8．3　電容 電容器　157
8．3．1　電容器的電容　157
8．3．2　電容器的并聯和串聯　159
8．3．3　電介質對電容的影響　161
8．4　靜電場的能量　162
8．4．1　電容器儲存的電能　162
8．4．2　靜電場的能量　163
*8．5　靜電場的邊值關系　164
8．5．1　場強法向分量　164
8．5．2　場強的切向分量　165
閱讀材料八　靜電學的技術應用　166
習題　167
第9章　恒定磁場　170
9．1　恒定電流　170
9．1．1　電流 電流密度　170
9．1．2　電流連續(xù)性方程　172
9．1．3　電源 電動勢　173
9．2　畢奧-薩伐爾定律　174
9．2．1　磁場磁感應強度　174
9．2．2　畢奧-薩伐爾定律　175
9．2．3　勻速運動電荷的磁場　179
9．3　磁場的高斯定理　180
9．3．1　磁感應線 磁通量　180
9．3．2　磁場中的高斯定理　181
9．4　安培環(huán)路定理及其應用　181
9．4．1　安培環(huán)路定理　181
9．4．2　安培環(huán)路定理的應用　182
9．5　帶電粒子在磁場和電場中的運動及其應用　184
9．5．1　洛倫茲力　184
9．5．2　帶電粒子在磁場中的運動　185
9．5．3　利用電場與磁場控制帶電粒子運動的實例　187
9．5．4　霍爾效應　190
9．6　磁場對載流導線的作用　191
9．6．1　安培力　191
9．6．2　磁力矩　193
9．6．3　磁力的功　195
9．7　磁場中的磁介質　196
9．7．1　磁介質　196
9．7．2　磁介質的磁化 磁化強度　197
9．7．3　磁介質中的安培環(huán)路定理 磁場強度　198
9．7．4　鐵磁質　199
閱讀材料九　地球的磁場　201
習題　203
第10章　電磁感應和電磁場　206
10．1　電磁感應定律　206
10．1．1　電磁感應現象　206
10．1．2　電磁感應定律　208
10．1．3　楞次定律　209
10．2　感應電動勢　211
10．2．1　動生電動勢　211
10．2．2　感生電動勢　213
10．2．3　電子感應加速器　215
10．3　自感和互感　216
10．3．1　自感 自感電動勢　216
10．3．2　互感 互感電動勢　218
10．4　磁場的能量　219
10．4．1　線圈儲存的磁能　219
10．4．2　磁場的能量　220
10．5　位移電流 麥克斯韋方程組　222
10．5．1　位移電流　222
10．5．2　麥克斯韋方程組　224
10．6　電磁波　225
10．6．1　電磁波的產生與傳播　226
10．6．2　電磁波的能量　227
10．6．3　電磁波的波譜　228
閱讀材料十　超導電性　229
習題　231
本書習題答案　234
參考文獻　242