大學物理 I

本書為面向非物理專業的大學物理教材中的第一冊，內容包含運動學、動力學、剛體、狹義相對論、靜電場、導體和電介質、磁場等。本書首先從質點運動學講起，並進入質點動力學部分，引入牛頓力學三定律。之後本書對於質點組乃至剛體的運動規律進行了系統描述，介紹了力矩、角動量等概念。本書還對狹義相對論進行了介紹，使講解進入現代物理範圍。在電學部分，本書介紹了靜電學、恒定電流、靜磁場以及電磁感應等。本書適合理工類非物理專業選作本科教材，也可供物理專業師生參考。

第1章 質點運動學 ………………………………………………………………… 1
1.1 質點 參考系 時間和時刻 ………………………………………………… 1
1.2 位元矢 位移 速度 加速度 ………………………………………………… 3
1.3 自然坐標系 圓周運動 …………………………………………………… 9
1.4 相對運動 伽利略座標變換……………………………………………… 15
習題 …………………………………………………………………………… 19

第2章 牛頓運動定律 …………………………………………………………… 24
2.1 牛頓運動定律 …………………………………………………………… 25
2.2 幾種常見的力 …………………………………………………………… 27
2.3 牛頓定律應用舉例 ……………………………………………………… 31
2.4 非慣性系 慣性力 ……………………………………………………… 36
習題 …………………………………………………………………………… 38

第3章 動量守恆 ………………………………………………………………… 43
3.1 衝量 質點動量定理……………………………………………………… 43
3.2 質點系的動量定理 ……………………………………………………… 44
3.3 質點系的動量守恆定律 ………………………………………………… 48
3.4 質心運動 火箭飛行問題 ……………………………………………… 50
習題 …………………………………………………………………………… 56

第4章 能量守恆 ………………………………………………………………… 59
4.1 功 保守力………………………………………………………………… 59
4.2 動能定理 ………………………………………………………………… 63
4.3 勢能 勢能曲線…………………………………………………………… 65
4.4 功能原理 機械能守恆定律……………………………………………… 67
4.5 碰撞問題 ………………………………………………………………… 70
習題 …………………………………………………………………………… 73

第5章 剛體力學基礎 …………………………………………………………… 77
5.1 剛體 剛體的運動………………………………………………………… 78
5.2 力矩 轉動慣量 定軸轉動定律 ………………………………………… 80
5.3 角動量 角動量守恆定律………………………………………………… 90
5.4 剛__________體定軸轉動的功能關係 ……………………………………………… 96
5.5 進動…………………………………………………………………… 100
習題 …………………………………………………………………………… 101

第6章 狹義相對論 ……………………………………………………………… 111
6.1 力學相對性原理 經典力學時空觀 …………………………………… 111
6.2 狹義相對論基本原理 洛倫茲變換 …………………………………… 114
6.3 狹義相對論的時空觀 ………………………………………………… 119
6.4 狹義相對論的動力學基礎 …………………………………………… 123
6.5 廣義相對論簡介……………………………………………………… 127
習題 …………………………………………………………………………… 129

第7章 真空中的靜電場………………………………………………………… 133
7.1 電荷 庫侖定律 ………………………………………………………… 134
7.2 電場 電場強度 ………………………………………………………… 137
7.3 電場強度通量 高斯定理 ……………………………………………… 146
7.4 靜電場的環路定理 電勢 ……………………………………………… 155
7.5 等勢面 電場強度與電勢梯度的關係 ………………………………… 162
習題 …………………………………………………………………………… 166

第8章 靜電場中的導體與電介質……………………………………………… 170
8.1 靜電場中的導體 ……………………………………………………… 170
8.2 電容與電容器 ………………………………………………………… 178
8.3 靜電場中的電介質 …………………………………………………… 185
8.4 靜電場的能量密度 …………………………………………………… 192
8.5 電容器的充放電……………………………………………………… 195
習題 …………………………………………………………………………… 197

第9章 恒定電流的磁場………………………………………………………… 200
9.1 磁感應強度 …………………………………………………………… 200
9.2 電流的磁場 畢奧 薩伐爾定律………………………………………… 202
9.3 磁通量 磁場的高斯定理 ……………………………………………… 208
9.4 安培環路定理 ………………………………………………………… 210
9.5 帶電粒子在電場和磁場中的運動 …………………………………… 215
9.6 磁場對載流導線的作用 ……………………………………………… 220
9.7 磁場中的磁介質 ……………………………………………………… 229
9.8 鐵磁質………………………………………………………………… 232
習題 …………………………………………………………………………… 235

第10章 電磁感應與電磁場 …………………………………………………… 242
10.1 電源電動勢 …………………………………………………………… 242
10.2 電磁感應定律 ………………………………………………………… 244
10.3 動生電動勢 …………………………………………………………… 248
10.4 感生電動勢 …………………………………………………………… 253
10.5 自感與互感 …………………………………………………………… 257
10.6 磁場的能量 …………………………………………………………… 261
10.7 位移電流 麥克斯韋電磁場理論……………………………………… 263
習題 …………………………………………………………………………… 268

陳秀洪，男，江西理工大學副教授。1982年8月於畢業江西理工大學物理師資班專業，主要從事物理教學。開設的課程有：大學物理；基礎物理；理論力學教程；力學；熱學；大學物理實驗等，發表教研論文多篇。 

魏望和，博士，江西理工大學副教授，長期從事大學物理教育教學研究，主持國家自然科學基金和省部級項目多項，發表教研論文十餘篇。

蘇未安，理學博士，江西理工大學副教授，從事大學物理教育與教學研究十餘年，主持參與多項國家自然科學基金和省部級項目，發表研究論文十餘篇。