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第1章 质点运动学 1

1.1 参考系 质点 1

1.1.1 参考系 1

1.1.2 质点 2

1.2 位矢 位移 2

1.2.1 位置矢量 运动方程 2

1.2.2 位移 路程 4

1.3 速度 速率 6

1.3.1 平均速度 平均速率 6

1.3.2 瞬时速度 瞬时速率 7

1.4 加速度 9

1.4.1 瞬时加速度 9

1.4.2 法向加速度 切向加速度 10

练习1 12

第2章 质点动力学 15

2.1 常见的几种力 15

2.1.1 重力 15

2.1.2 弹性力 16

2.1.3 摩擦力 16

2.2 牛顿运动定律 17

2.2.1 牛顿第一定律 17

2.2.2 牛顿第二定律 18

2.2.3 牛顿第三定律 18

2.2.4 牛顿运动定律的应用 19

2.3 动量定理 动量守恒定律 23

2.3.1 质点的动量定理 23

2.3.2 质点系的动量定理 26

2.3.3 动量守恒定律 27

2.4 变力的功 动能定理 28

2.4.1 直线运动中恒力的功 28

2.4.2 变力的功 29

2.4.3 功率 30

2.4.4 质点的动能定理 31

2.4.5 质点系的动能定理 32

2.5 功能原理 机械能守恒定律 34

2.5.1 保守力非保守力 34

2.5.2 势能 35

2.5.3 功能原理 36

2.5.4 机械能守恒定律 37

阅读材料1 枪炮的发射功率 38

练习2 39

第3章 刚体定轴转动 44

3.1 刚体运动学 44

3.1.1 平动转动 44

3.1.2 角速度 角加速度 45

3.1.3 匀变速转动的公式 47

3.1.4 角量和线量的关系 47

3.2 力矩转动定律 49

3.2.1 刚体的力矩 49

3.2.2 刚体的转动惯量 50

3.2.3 转动定律 53

3.3 角动量角动量守恒定律 56

3.3.1 质点的角动量 角动量定理 角动量守恒定律 56

3.3.2 刚体的角动量 角动量定理 角动量守恒定律 58

练习3 61

第4章 流体力学基础知识 66

4.1 描述流体流动的基本概念 66

4.1.1 理想流体 66

4.1.2 定常流动 67

4.1.3 流线 流管 67

4.2 连续性方程伯努利方程 68

4.2.1 连续性方程 68

4.2.2 伯努利方程 70

4.3 伯努利方程的应用 73

4.3.1 静止液体内的压强 73

4.3.2 水平流管中压强和流速的关系 74

4.3.3 雾化器 74

4.3.4 船吸现象 75

4.3.5 水电站功率估算 75

阅读材料2 30里风区 船吸现象 飞机的升力 76

练习4 78

第5章 机械振动和机械波 81

5.1 振动基础 81

5.1.1 简谐振动 81

5.1.2 简谐振动的特征量 83

5.1.3 旋转矢量法 89

5.1.4 简谐振动的能量 91

5.1.5 共振现象 92

5.1.6 振动的合成 93

5.2 波动基础 95

5.2.1 机械波产生的条件 95

5.2.2 横渡 纵波 95

5.2.3 波动的基本概念 96

5.2.4 平面简谐波波动方程 97

5.2.5 波的能量 能流密度 99

5.2.6 波的叠加 101

5.2.7 波的衍射 104

5.2.8 声波 104

阅读材料3 超声波 次声波 105

练习5 106

第6章 热学 113

6.1 气体动理论 113

6.2 理想气体状态方程 114

6.2.1 气体的状态参量 114

6.2.2 理想气体状态方程 115

6.2.3 准静态过程 116

6.3 热力学第一定律 117

6.3.1 内能 117

6.3.2 内能改变的方式 117

6.3.3 热力学第一定律&1t 8

6.3.4 气体系统做功的公式 118

6.3.5 热力学第一定律对理想气体几个过程的应用 119

6.4 循环过程 卡诺循环 124

6.4.1 循环过程 124

6.4.2 卡诺循环 126

6.5 热力学第二定律 卡诺定理 128

6.5.1 自然过程的方向性 128

6.5.2 热力学第二定律的两种表述 128

6.5.3 卡诺定理 130

阅读材料4 新能源 130

练习6 132

第7章 静电场 135

7.1 真空中的库仑定律 135

7.1.1 电荷的基本性质 135

7.1.2 真空中的库仑定律 136

7.2 电场 电场强度 电场线 137

7.2.1 电场 137

7.2.2 电场强度 138

7.2.3 电场强度的计算 139

7.2.4 电场线 141

7.3 电势 142

7.3.1 电场力的功 142

7.3.2 静电场的环路定理 143

7.3.3 电势 143

7.3.4 等势面 147

7.4 静电场中的导体 148

7.4.1 静电平衡 148

7.4.2 静电屏蔽 149

7.5 电容器 电容 150

7.5.1 电容器 150

7.5.2 电容 151

7.5.3 平行板电容器 151

7.5.4 带电电容器的能量 152

阅读材料5 静电的应用和防止 153

练习7 154

第8章 稳恒磁场 158

8.1 磁感应强度 磁通量 158

8.1.1 基本磁现象 158

8.1.2 磁感应强度 159

8.1.3 磁感应线 160

8.1.4 磁通量 161

8.2 毕奥—萨伐尔定律 162

8.3 安培定律 165

8.3.1 安培定律概述 165

8.3.2 安培定律的应用 166

8.4 磁场对运动电荷的作用 168

8.4.1 洛伦兹力 168

8.4.2 带电粒子在匀强磁场中的运动 169

8.4.3 霍耳效应 171

阅读材料6 磁记录 172

练习8 173

9.1 电磁感应现象 178

9.1.1 闭合回路的一部分导体在磁场中运动 178

9.1.2 闭合回路和永久磁铁之间的相对运动 178

9.1.3 闭合回路内面积不变而磁场变化 179

9.1.4 闭合导体回路在磁场中转动 179

9.2 电源 电动势 180

9.2.1 电源 180

9.2.2 电源的电动势 181

9.3 楞次定律 法拉第电磁感应定律 182

9.3.1 楞次定律 182

9.3.2 法拉第电磁感应定律 183

9.4 动生电动势 185

9.4.1 动生电动势概述 185

9.4.2 动生电动势的计算 186

9.5 感生电动势 189

9.5.1 感生电动势概述 189

9.5.2 涡电流 190

9.6 自感和互感 191

9.6.1 自感 191

9.6.2 互感 194

阅读材料7超导及其应用 195

练习9 197

第10章 波动光学 203

10.1 基本概念 203

10.1.1 光矢量 203

10.1.2 相干光 205

10.1.3 光程 206

10.1.4 半波损失 207

10.2 光的干涉 208

10.2.1 杨氏双缝实验 208

10.2.2 薄膜干涉 211

10.3 光的衍射 213

10.3.1 光的衍射现象 213

10.3.2 单缝衍射 214

10.3.3 衍射光栅 216

10.4 光的偏振 217

阅读材料8 光纤通信 220

练习10 221

第11章 近代物理简介 225

11.1 狭义相对论简介 225

11.1.1 狭义相对论的基本原理 225

11.1.2 时间、空间的相对性 226

11.1.3 相对论力学的两个重要结论 227

11.2 量子物理基本概念 229

11.2.1 爱因斯坦的光子说 229

11.2.2 德布罗意假设 231

11.2.3 波粒二象性不确定关系 232

11.2.4 波函数及其统计解释 234

11.2.5 薛定谔方程 236

阅读材料9 激光 238

练习11 242

附录1 我国法定计量单位和国际单位制（SI） 244

附录2 一些基本物理常量 246

习题（计算题）答案 247

参考文献 251

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