大学物理（上册）

　　本套书为“十三五”国家重点出版物出版规划项目（世界名校名家基础教育系列），是以教育部高等学校物理基础课程教学指导分委会于2010年颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》的基本精神为依据而编写的，其中不仅吸收了国内外同类教材的优点，而且还融入了作者在多年教学经历中所积累的成功经验。全套书分上、下两册，本书为上册，内容包括质点运动学、牛顿运动定律、功和能、动量与角动量、刚体的转动、静电场、稳恒磁场、变化的电磁场等内容。全书适合96～128学时教学，可供高等学校理工科各专业学生使用。

　　李元成，中国石油大学（华东）教授，博士生导师，大学物理精品课程负责人。钟寿仙，中国石油大学（北京）教授，物理研究所所长，著有《大学物理解题方法》等著作多部。张静，长江大学副教授，博士，从事大学物理教学工作，具有丰富的教学经验。

前言
第一篇 力学 1
第1章 质点运动学 2
引言 2
1.1 质点 参考系 坐标系 3
1.1.1 质点 3
1.1.2 参考系和坐标系 3
1.2 描述质点运动的物理量 4
1.2.1 位置矢量和运动方程 4
1.2.2 位移与路程 5
1.2.3 速度 6
1.2.4 加速度 7
1.3 曲线运动 12
1.3.1 抛体运动 12
1.3.2 圆周运动 14
1.3.3 一般平面曲线运动 18
1.4 相对运动 18
本章提要 21
思考题1 21
基础训练习题1 22
综合能力和知识拓展与应用训练题 25
阅读材料—北斗卫星导航系统和质点运动学 26
第2章 牛顿运动定律 28
引言 28
2.1 牛顿运动定律 29
2.1.1 牛顿第一定律 29
2.1.2 牛顿第二定律 30
2.1.3 牛顿第三定律 31
2.1.4 牛顿运动定律的适用范围 31
2.2 相互作用力 31
2.2.1 基本的自然力 31
2.2.2 力学中常见的几种力 33
2.3 牛顿运动定律的应用 35
2.4 惯性系和非惯性系 39
2.4.1 惯性系与非惯性系 39
2.4.2 非惯性系中的力学规律 40
2.5 伽利略变换 力学的相对性原理 43
2.5.1 伽利略变换 43
2.5.2 力学的相对性原理 44
2.5.3 经典力学的时空观 45
本章提要 46
思考题2 46
基础训练习题2 47
综合能力和知识拓展与应用训练题 48
阅读材料—傅科摆 51
第3章 功和能 53
引言 53
3.1 功和功率 54
3.1.1 功 54
3.1.2 功率 57
3.2 动能 动能定理 57
3.2.1 动能 57
3.2.2 质点的动能定理 57
3.2.3 质点系的动能定理 58
3.3 保守力与非保守力 势能 60
3.3.1 保守力与非保守力 60
3.3.2 势能 61
3.3.3 保守力和势能梯度 63
3.3.4 势能曲线 64
3.4 功能原理 机械能守恒定律 64
3.4.1 功能原理 64
3.4.2 机械能守恒定律 65
3.4.3 能量守恒定律 65
本章提要 68
思考题3 68
基础训练习题3 69
综合能力和知识拓展与应用训练题 71
阅读材料 72
第4章 动量和角动量 74
引言 74
4.1 动量 动量定理 75
4.1.1 动量 75
4.1.2 质点的动量定理 75
4.1.3 质点系的动量定理 76
4.2 动量守恒定律 78
*4.3 质心 质心运动定理 82
4.3.1 质心 82
4.3.2 质心运动定理 83
*4.4 火箭飞行原理 84
4.5 角动量 角动量定理 86
4.5.1 角动量 86
4.5.2 力矩 87
4.5.3 质点的角动量定理 88
4.5.4 质点系的角动量定理 89
4.6 角动量守恒定律 90
4.6.1 质点的角动量守恒定律 90
4.6.2 质点系的角动量守恒定律 92
4.7 碰撞 94
4.7.1 正碰 95
4.7.2 斜碰 97
4.8 对称性原理与守恒定律 99
4.8.1 对称性与守恒定律 99
4.8.2 时空对称性与三大守恒定律 101
本章提要 103
思考题4 103
基础训练习题4 104
综合能力和知识拓展与应用训练题 108
阅读材料—动量传递概述 109
第5章 刚体力学基础 110
引言 110
5.1 刚体运动学 111
5.1.1 刚体的平动和转动 111
5.1.2 刚体定轴转动的角量描述 112
5.2 刚体定轴转动定律 114
5.2.1 力矩 114
5.2.2 刚体定轴转动定律 116
5.2.3 转动惯量 119
5.3 刚体定轴转动中的功和能 123
5.3.1 力矩的功 123
5.3.2 刚体定轴转动的动能及动能定理 124
5.3.3 刚体的重力势能 125
5.4 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒
定律 127
5.4.1 刚体定轴转动的角动量 127
5.4.2 刚体定轴转动的角动量定理 128
5.4.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律 128
*5.5 进动 131
本章提要 133
思考题5 133
基础训练习题5 134
综合能力和知识拓展与应用训练题 138
阅读材料—岁差和章动 139
第二篇 电磁学 141
第6章 静电场 142
引言 142
6.1 库仑定律 143
6.1.1 电荷 143
6.1.2 库仑定律 145
6.1.3 静电力的叠加原理 146
6.2 电场 电场强度 148
6.2.1 电场 148
6.2.2 电场强度 电场强度的叠加原理 149
6.2.3 电场强度的计算 151
6.2.4 电荷在电场中所受的力 155
6.3 高斯定理 156
6.3.1 电场线 156
6.3.2 电通量 157
6.3.3 高斯定理 158
6.3.4 高斯定理的应用 161
6.4 静电场的环路定理 电势 165
6.4.1 静电场的环路定理 165
6.4.2 电势能 167
6.4.3 电势 电势差 167
6.4.4 电势的计算 169
6.5 等势面 电场强度与电势的微分关系 173
6.5.1 等势面 173
6.5.2 电场强度与电势的微分关系 174
6.6 静电场中的导体 177
6.6.1 导体的静电平衡条件 177
6.6.2 静电平衡时导体上的电荷分布 179
6.6.3 静电屏蔽 183
6.7 静电场中的电介质 185
6.7.1 电介质的极化 185
6.7.2 有介质时的高斯定理 188
6.8 电容和电容器 192
6.8.1 孤立导体的电容 192
6.8.2 电容器的电容 193
6.8.3 电容器电容的计算 195
6.8.4 电容器的串联和并联 199
6.9 静电场的能量 200
本章提要 203
思考题6 204
基础训练习题6 206
综合能力和知识拓展与应用训练题 211
阅读材料—石油行业防静电措施 213
第7章 稳恒磁场 215
引言 215
7.1 稳恒电流 电流密度 216
7.1.1 稳恒电流 216
7.1.2 电流密度 216
7.2 磁场 磁感应强度 217
7.2.1 磁的基本现象 217
7.2