本書可作為“卓越工程師教育培養計畫”試點理工科各專業的“大學物理”課程教材，也可作為普通高等學校的理工科各專業的“大學物理”教材。對於愛好高等物理的讀者，本書也有一定的參考價值。
基本介紹
- 書名：大學物理學（上）
- 作者：徐紅霞 任莉 邵輝麗 季濤 王順治等
- ISBN：9787302309949
- 頁數：341
- 定價：32元
- 出版社：高等教育出版社
- 出版時間：2013-1-31
- 裝幀：平裝
- 開本：16
- 印次：1-1
- 叢書名稱：安徽省高校省級規劃教材
- 版本：2
- 字數：444000
- 紙張：膠版紙
內 容 簡 介,目錄,
內 容 簡 介
本書是按照高等學校非物理類專業物理基礎課程教指委《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》和 “卓越工程師教育培養計畫”要求而編寫的。上冊分為力學、熱學和電磁學三篇，下冊分為振動與波、波動光學、狹義相對論基礎及量子物理基礎四篇。為了滿足“卓越計畫”的要求，本書力求具有工程套用特色，盡力平衡物理理論的學習和技術套用介紹間的矛盾。在每一部分，增加了若干個物理工程的實際套用；書中第一次出現的物理概念和物理定律都註明其英語名稱；增添了節前思考模組和節後討論模組，同時在習題中增添了部分開放性習題。
目錄
第1篇 力 學
第1章 質點運動學3
1.1 質點 參考系 坐標系3
1.1.1 質點3
1.1.2 參考系5
1.1.3 坐標系5
1.2 描述質點運動的物理量6
1.2.1 描述質點在某時刻位置的矢量--位置矢量6
1.2.2 運動方程 7
1.2.3 描述質點位置變化的大小和方向--位移矢量8
1.2.4 位移對時間的變化率--速度9
1.2.5 速度對時間的變化率--加速度 11
1.2.6 運動學的兩類問題12
1.3 圓周運動14
1.3.1 圓周運動的平面極坐標(角量)描述15
1.3.2 圓周運動的直角坐標系描述16
1.3.3 圓周運動的自然坐標系描述17
1.3.4 角量和線量的關係19
1.4 相對運動21
1.4.1 運動描述的相對性21
1.4.2 伽利略變換21
第2章 牛頓定律23
2.1 牛頓運動定律23
2.1.1 牛頓第一定律(慣性定律)23
2.1.2 牛頓第二定律24
2.1.3 牛頓第三定律25
2.2 常見的幾種力25
2.2.1 萬有引力和重力 26
2.2.2 彈性力26
2.2.3 摩擦力28
2.2.4 流體阻力28
2.3 牛頓定律的套用29
2.4 慣性參照系 力學相對性原理33
2.4.1 慣性參照系33
2.4.2 力學相對性原理33
2.4.3 牛頓運動定律的適用範圍34
第3章 動量守恆定律和能量守恆定律35
3.1 質點和質點系的動量定理35
3.1.1 動量 衝量 質點的動量定理36
3.1.2 質點系的動量定理38
3.2 動量守恆定律39
3.3 動能定理42
3.3.1 功42
3.3.2 質點的動能定理44
3.3.3 質點系的動能定理45
3.4 保守力與勢能48
3.4.1 一對萬有引力的功48
3.4.2 保守力49
3.4.3 勢能49
3.4.4 常見保守力的勢能50
3.5 功能原理 機械能守恆定律52
3.5.1 功能原理52
3.5.2 機械能守恆定律 52
3.5.3 普遍的能量守恆定律54
3.6 碰撞55
3.6.1 彈性碰撞55
3.6.2 完全非彈性碰撞56
第4章 剛體和理想流體59
4.1 剛體的運動簡介59
4.1.1 剛體的平動60
4.1.2 剛體的轉動60
4.1.3 剛體定軸轉動60
4.2 力矩 轉動定律 轉動慣量64
4.2.1 力矩65
4.2.2 轉動定律66
4.2.3 轉動慣量67
4.2.4 剛體定軸轉動定律的套用70
4.3 角動量 角動量守恆定律74
4.3.1 質點對固定點的角動量74
4.3.2 質點的角動量定理75
4.3.3 質點的角動量守恆定律76
4.3.4 剛體對軸的角動量77
4.3.5 剛體對軸的角動量定理77
4.3.6 剛體對軸的角動量守恆定律78
4.4 力矩做功 定軸轉動的動能定理81
4.4.1 力矩做功81
4.4.2 轉動動能81
4.4.3 定軸轉動的動能定理82
4.5 陀螺儀 進動83
4.5.1 陀螺的進動84
4.5.2 迴轉效應與來複線85
4.5.3 陀螺儀的定向性85
4.6 流體力學簡介86
4.6.1 靜止流體內的壓強87
4.6.2 理想流體的連續性方程90
4.6.3 理想流體定常流動的伯努利方程93
4.6.4 理想流體定常流動的伯努利方程的套用94
第2篇 熱 學
第5章 氣體動理論99
5.1 平衡態 理想氣體狀態方程99
5.1.1 狀態參量 平衡態99
5.1.2 理想氣體狀態方程100
5.2 理想氣體的壓強公式101
5.2.1 理想氣體的微觀模型102
5.2.2 大量氣體分子組成的系統的統計假設103
5.2.3 理想氣體壓強公式的推導103
5.3 理想氣體的溫度公式105
5.4 能量均分定理 理想氣體的內能107
5.4.1 自由度107
5.4.2 能量均分定理108
5.4.3 理想氣體的內能108
5.5 麥克斯韋分子速率分布律110
5.5.1 速率分布函式110
5.5.2 麥克斯韋氣體分子速率分布律112
5.5.3 三種統計速率113
5.6 玻耳茲曼能量分布律116
5.6.1 玻耳茲曼能量分布律116
5.6.2 重力場中粒子按高度的分布117
5.7 分子平均碰撞次數和平均自由程118
5.7.1 分子的平均碰撞頻率118
5.7.2 分子的平均自由程119
第6章 熱力學基礎120
6.1 準靜態過程 功 內能 熱量120
6.1.1 準靜態過程120
6.1.2 熱力學第零定律121
6.1.3 準靜態過程的功 內能 熱量121
6.2 熱力學第一定律124
6.3 理想氣體的定體摩爾熱容和定壓摩爾熱容125
6.3.1 氣體的摩爾熱容126
6.3.2 定體摩爾熱容?C?V?,m126
6.3.3 定壓摩爾熱容?C?p?,m126
6.4 理想氣體的等體、等壓、等溫和絕熱過程127
6.4.1 等體過程128
6.4.2 等壓過程128
6.4.3 等溫過程129
6.4.4 絕熱過程129
6.5 循環過程 卡諾循環133
6.5.1 循環過程133
6.5.2 卡諾循環137
6.6 熱力學第二定律140
6.6.1 熱力學過程的方向性140
6.6.2 熱力學第二定律的表述141
6.7 熱力學第二定律的統計意義 熵增加原理143
6.7.1 熱力學第二定律的統計意義143
6.7.2 熵 熵增加原理145
6.8 熱學的套用147
6.8.1 溫室效應147
6.8.2 熱泵技術147
6.8.3 低溫技術148
6.8.4 熱處理技術149
第3篇 電 磁 學
第7章 靜電場153
7.1 電荷的量子化 電荷守恆定律153
7.1.1 摩擦起電153
7.1.2 電荷的量子化154
7.1.3 電荷的守恆性154
7.1.4 電荷的相對論不變性155
7.2 庫侖定律 電場力疊加原理155
7.2.1 點電荷155
7.2.2 庫侖定律155
7.2.3 電場力疊加原理156
7.3 電場 電場強度157
7.3.1 電場157
7.3.2 電場強度158
7.3.3 場強疊加原理158
7.3.4 場強的計算159
7.4 電場強度通量 高斯定理165
7.4.1 電場線165
7.4.2 電場強度通量166
7.4.3 高斯定理167
7.4.4 高斯定理的套用169
7.5 靜電場的環路定理 電勢能174
7.5.1 靜電場力的功174
7.5.2 靜電場的環路定理175
7.5.3 電勢能176
7.6 電勢 電勢差 電勢疊加原理177
7.6.1 電勢 電勢差177
7.6.2 電勢的計算178
7.7 電場強度與電勢梯度183
7.7.1 等勢面183
7.7.2 場強與電勢的關係183
第8章 靜電場中的導體和電介質186
8.1 靜電場中的導體186
8.1.1 靜電感應 靜電平衡186
8.1.2 靜電平衡時導體上電荷的分布187
8.2 靜電場中的電介質193
8.2.1 電介質的分類193
8.2.2 電介質的極化193
8.2.3 極化強度矢量194
8.2.4 介電常數195
8.2.5 極化強度與束縛電荷面密度的關係195
8.3 電位移 有電介質時的高斯定理196
8.3.1 有電介質時的高斯定理196
8.3.2 E、D、P三矢量之間的關係197
8.4 電容198
8.4.1 孤立導體的電容198
8.4.2 電容器及其電容199
8.4.3 典型電容器的電容公式199
8.4.4 電容器的串、並聯201
8.5 靜電場的能量 能量密度203
8.5.1 帶電系統的能量203
8.5.2 電場能量203
8.6 靜電的套用205
8.6.1 電容式感測器205
8.6.2 靜電禁止206
第9章 穩恆磁場207
9.1 磁場 磁感應強度207
9.1.1 基本磁現象208
9.1.2 磁場208
9.1.3 磁感應強度209
9.2 磁場對運動電荷的作用211
9.2.1 洛倫茲力211
9.2.2 帶電粒子在勻強磁場中的運動211
9.3 畢奧-薩伐爾定律215
9.3.1 畢奧-薩伐爾定律215
9.3.2 畢奧-薩伐爾定律的套用216
9.3.3 勻速運動的點電荷的磁場221
9.4 磁通量 磁場的高斯定理223
9.4.1 磁感線223
9.4.2 磁通量224
9.4.3 磁場中的高斯定理224
9.5 安培環路定理及其套用225
9.5.1 安培環路定理226
9.5.2 安培環路定理的套用228
9.6 磁場對載流導線的作用232
9.6.1 安培定律232
9.6.2 安培單位的定義235
9.6.3 磁場對載流線圈的作用235
9.7 磁場中的磁介質239
9.7.1 物質的磁性239
9.7.2 磁化強度 磁化電流240
9.7.3 磁介質中的磁場 磁場強度242
9.7.4 鐵磁介質242
第10章 電磁感應 電磁場245
10.1 電動勢 電磁感應定律245
10.1.1 電源 電動勢245
10.1.2 電磁感應現象246
10.1.3 法拉第電磁感應定律247
10.1.4 楞次定律248
10.2 動生電動勢和感生電動勢250
10.2.1 動生電動勢250
10.2.2 感生電動勢252
10.3 自感和互感255
10.3.1 自感255
10.3.2 互感257
10.4 自感磁能 磁場的能量259
10.4.1 自感磁能259
10.4.2 磁場的能量260
10.5 位移電流 麥克斯韋方程組261
10.5.1 位移電流 全電流安培環路定理262
10.5.2 麥克斯韋方程組 電磁場263
10.6 電磁感應的套用264
10.6.1 交流發電機和交流(感應)電動機264
10.6.2 渦電流及其套用265
10.6.3 電子感應加速器266
10.6.4 磁流體發電機266
部分練習答案268
參考文獻2810 緒論1
0.1 機械原理的研究對象及基本概念1
0.2 機械原理課程在人才培養中的地位、作用及其主要內容2
0.3 機械原理課程的學習方法3
1 平面機構的結構分析5
1.1 研究機構結構的目的5
1.2 構件、運動副、運動鏈和機構5
1.3 機構運動簡圖的繪製7
1.4 平面機構自由度分析11
1.4.1 平面機構自由度的計算11
1.4.2 機構具有確定運動的條件12
1.4.3 計算平面機構自由度時應注意的事項13
1.5 平面機構的組成原理和結構分析16
1.5.1 平面機構的高副低代16
1.5.2 平面機構的組成原理18
習題21
2 機構的運動分析24
2.1 進行運動分析的目的和方法24
2.2 速度瞬心法在機構速度分析中的套用25
2.2.1 速度瞬心的概念25
2.2.2 機構瞬心的數目25
2.2.3 速度瞬心位置的確定25
2.2.4 速度瞬心法在機構速度分析中的套用27
2.2.5 瞬心法的優、缺點28
2.3 相對運動圖解法在機構速度分析中的套用28
2.4 用解析法進行機構的運動分析31
習題34
3 連桿機構36
3.1 平面連桿機構的類型及演化36
3.2 平面四桿機構的曲柄存在條件和幾個基本概念38
3.2.1 平面四桿機構的曲柄存在條件38
3.2.2 平面四桿機構的急回特性39
3.2.3 平面四桿機構的傳力特性40
3.3 平面四桿機構的圖解法設計42
3.3.1 全等三角形法(反轉法)42
3.3.2 滿足行程速比係數的設計44
3.4 平面四桿機構的解析法設計45
3.5 平面四桿機構的實驗法設計46
習題47
4 凸輪機構51
4.1 凸輪機構的套用和類型51
4.2 從動件的常用運動規律53
4.3 凸輪機構的壓力角60
4.4 圖解法設計凸輪輪廓61
4.4.1 直動從動件盤形凸輪輪廓的繪製61
4.4.2 擺動從動件盤形凸輪輪廓的繪製64
4.5 解析法設計凸輪輪廓65
習題67
5 齒輪機構及其設計69
5.1 齒輪機構的特點和類型69
5.2 齒廓嚙合基本定律70
5.3 漸開線齒廓70
5.3.1 漸開線的形成70
5.3.2 漸開線的性質與方程70
5.3.3 漸開線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律72
5.4 漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸73
5.4.1 齒輪各部分名稱和基本參數73
5.4.2 標準齒輪的任意圓齒厚及公法線長度75
5.5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合及連續平穩傳動條件76
5.5.1 齒輪的嚙合過程76
5.5.2 齒輪的標準安裝76
5.5.3 齒輪的正確嚙合條件77
5.5.4 齒輪嚙合的重合度78
5.5.5 齒條及內齒輪傳動80
5.6 漸開線齒廓的加工及根切81
5.6.1 齒輪的加工方法81
5.6.2 漸開線齒廓的根切現象82
5.7 變位齒輪83
5.7.1 基本概念83
5.7.2 變位齒輪的嚙合傳動85
5.7.3 變位齒輪的用途87
5.8 平行軸斜齒圓柱齒輪機構90
5.8.1 斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點90
5.8.2 斜齒輪的基本參數和幾何尺寸90
5.8.3 斜齒輪的正確嚙合條件和重合度92
5.8.4 斜齒輪的當量齒數92
5.8.5 斜齒輪傳動的主要優缺點94
5.9 蝸桿機構94
5.9.1 蝸桿的形成94
5.9.2 蝸桿的主要參數和幾何尺寸95
5.9.3 蝸桿傳動的優缺點96
5.10 圓錐齒輪機構96
5.10.1 圓錐齒輪概述96
5.10.2 背錐和當量齒數97
5.10.3 圓錐齒輪的主要參數和幾何尺寸98
5.11 直齒圓柱齒輪參數測定的若干方法99
5.11.1 模數的測量方法及變位係數的確定99
5.11.2 齒頂圓的測量100
習題100
6 輪系103
6.1 輪系的類型103
6.2 定軸輪系及其傳動比104
6.3 周轉輪系及其傳動比105
6.3.1 周轉輪系的組成105
6.3.2 周轉輪系傳動比的計算106
6.4 複合輪系及其傳動比108
6.5 輪系的主要功能109
6.6 幾種特殊的行星傳動簡介112
6.7 標準直齒圓柱齒輪構成輪系的裝配條件115
習題117
7 其他常用機構121
7.1 棘輪機構121
7.1.1 齒式棘輪機構122
7.1.2 摩擦式棘輪機構123
7.2 槽輪機構124
7.3 不完全齒輪機構126
7.4 凸輪式間歇運動機構128
習題129
8 機械的平衡130
8.1 機械平衡的目的及分類130
8.2 剛性迴轉件的平衡計算131
8.3 迴轉件的平衡試驗134
習題136
9 機器運轉和速度波動的調節137
9.1 研究機器運轉及其速度波動調節的目的137
9.2 等效力和等效力矩138
9.3 等效質量和等效轉動慣量139
9.4 機器的運動方程139
9.5 機械運轉速度波動的調節141
9.5.1 非周期性速度波動的調節方法141
9.5.2 周期性速度波動142
9.5.3 機械運轉的平均速度和不均勻係數142
9.5.4 飛輪設計的近似方法143
習題146
10 平面機構的力分析148
10.1 移動副中的摩擦148
10.2 轉動副中的摩擦150
10.3 機械效率的求法及自鎖條件152
10.3.1 機械的效率152
10.3.2 機械的自鎖153
10.3.3 機械自鎖的套用實例153
習題155
11 Matlab語言在機械原理中的套用157
11.1 桿組法及其套用157
11.2 連桿機構若干參數的計算機求解165
11.2.1 求傳動角的解析方法165
11.2.2 對應連架桿轉角關係確定的解析設計法166
11.2.3 按極位夾角的設計168
11.3 凸輪機構的編程計算169
11.3.1 凸輪輪廓設計169
11.3.2 凸輪最大壓力角的求解171
11.4 齒輪范成實驗演示的Matlab編程171
參考文獻175
第1章 質點運動學3
1.1 質點 參考系 坐標系3
1.1.1 質點3
1.1.2 參考系5
1.1.3 坐標系5
1.2 描述質點運動的物理量6
1.2.1 描述質點在某時刻位置的矢量--位置矢量6
1.2.2 運動方程 7
1.2.3 描述質點位置變化的大小和方向--位移矢量8
1.2.4 位移對時間的變化率--速度9
1.2.5 速度對時間的變化率--加速度 11
1.2.6 運動學的兩類問題12
1.3 圓周運動14
1.3.1 圓周運動的平面極坐標(角量)描述15
1.3.2 圓周運動的直角坐標系描述16
1.3.3 圓周運動的自然坐標系描述17
1.3.4 角量和線量的關係19
1.4 相對運動21
1.4.1 運動描述的相對性21
1.4.2 伽利略變換21
第2章 牛頓定律23
2.1 牛頓運動定律23
2.1.1 牛頓第一定律(慣性定律)23
2.1.2 牛頓第二定律24
2.1.3 牛頓第三定律25
2.2 常見的幾種力25
2.2.1 萬有引力和重力 26
2.2.2 彈性力26
2.2.3 摩擦力28
2.2.4 流體阻力28
2.3 牛頓定律的套用29
2.4 慣性參照系 力學相對性原理33
2.4.1 慣性參照系33
2.4.2 力學相對性原理33
2.4.3 牛頓運動定律的適用範圍34
第3章 動量守恆定律和能量守恆定律35
3.1 質點和質點系的動量定理35
3.1.1 動量 衝量 質點的動量定理36
3.1.2 質點系的動量定理38
3.2 動量守恆定律39
3.3 動能定理42
3.3.1 功42
3.3.2 質點的動能定理44
3.3.3 質點系的動能定理45
3.4 保守力與勢能48
3.4.1 一對萬有引力的功48
3.4.2 保守力49
3.4.3 勢能49
3.4.4 常見保守力的勢能50
3.5 功能原理 機械能守恆定律52
3.5.1 功能原理52
3.5.2 機械能守恆定律 52
3.5.3 普遍的能量守恆定律54
3.6 碰撞55
3.6.1 彈性碰撞55
3.6.2 完全非彈性碰撞56
第4章 剛體和理想流體59
4.1 剛體的運動簡介59
4.1.1 剛體的平動60
4.1.2 剛體的轉動60
4.1.3 剛體定軸轉動60
4.2 力矩 轉動定律 轉動慣量64
4.2.1 力矩65
4.2.2 轉動定律66
4.2.3 轉動慣量67
4.2.4 剛體定軸轉動定律的套用70
4.3 角動量 角動量守恆定律74
4.3.1 質點對固定點的角動量74
4.3.2 質點的角動量定理75
4.3.3 質點的角動量守恆定律76
4.3.4 剛體對軸的角動量77
4.3.5 剛體對軸的角動量定理77
4.3.6 剛體對軸的角動量守恆定律78
4.4 力矩做功 定軸轉動的動能定理81
4.4.1 力矩做功81
4.4.2 轉動動能81
4.4.3 定軸轉動的動能定理82
4.5 陀螺儀 進動83
4.5.1 陀螺的進動84
4.5.2 迴轉效應與來複線85
4.5.3 陀螺儀的定向性85
4.6 流體力學簡介86
4.6.1 靜止流體內的壓強87
4.6.2 理想流體的連續性方程90
4.6.3 理想流體定常流動的伯努利方程93
4.6.4 理想流體定常流動的伯努利方程的套用94
第2篇 熱 學
第5章 氣體動理論99
5.1 平衡態 理想氣體狀態方程99
5.1.1 狀態參量 平衡態99
5.1.2 理想氣體狀態方程100
5.2 理想氣體的壓強公式101
5.2.1 理想氣體的微觀模型102
5.2.2 大量氣體分子組成的系統的統計假設103
5.2.3 理想氣體壓強公式的推導103
5.3 理想氣體的溫度公式105
5.4 能量均分定理 理想氣體的內能107
5.4.1 自由度107
5.4.2 能量均分定理108
5.4.3 理想氣體的內能108
5.5 麥克斯韋分子速率分布律110
5.5.1 速率分布函式110
5.5.2 麥克斯韋氣體分子速率分布律112
5.5.3 三種統計速率113
5.6 玻耳茲曼能量分布律116
5.6.1 玻耳茲曼能量分布律116
5.6.2 重力場中粒子按高度的分布117
5.7 分子平均碰撞次數和平均自由程118
5.7.1 分子的平均碰撞頻率118
5.7.2 分子的平均自由程119
第6章 熱力學基礎120
6.1 準靜態過程 功 內能 熱量120
6.1.1 準靜態過程120
6.1.2 熱力學第零定律121
6.1.3 準靜態過程的功 內能 熱量121
6.2 熱力學第一定律124
6.3 理想氣體的定體摩爾熱容和定壓摩爾熱容125
6.3.1 氣體的摩爾熱容126
6.3.2 定體摩爾熱容?C?V?,m126
6.3.3 定壓摩爾熱容?C?p?,m126
6.4 理想氣體的等體、等壓、等溫和絕熱過程127
6.4.1 等體過程128
6.4.2 等壓過程128
6.4.3 等溫過程129
6.4.4 絕熱過程129
6.5 循環過程 卡諾循環133
6.5.1 循環過程133
6.5.2 卡諾循環137
6.6 熱力學第二定律140
6.6.1 熱力學過程的方向性140
6.6.2 熱力學第二定律的表述141
6.7 熱力學第二定律的統計意義 熵增加原理143
6.7.1 熱力學第二定律的統計意義143
6.7.2 熵 熵增加原理145
6.8 熱學的套用147
6.8.1 溫室效應147
6.8.2 熱泵技術147
6.8.3 低溫技術148
6.8.4 熱處理技術149
第3篇 電 磁 學
第7章 靜電場153
7.1 電荷的量子化 電荷守恆定律153
7.1.1 摩擦起電153
7.1.2 電荷的量子化154
7.1.3 電荷的守恆性154
7.1.4 電荷的相對論不變性155
7.2 庫侖定律 電場力疊加原理155
7.2.1 點電荷155
7.2.2 庫侖定律155
7.2.3 電場力疊加原理156
7.3 電場 電場強度157
7.3.1 電場157
7.3.2 電場強度158
7.3.3 場強疊加原理158
7.3.4 場強的計算159
7.4 電場強度通量 高斯定理165
7.4.1 電場線165
7.4.2 電場強度通量166
7.4.3 高斯定理167
7.4.4 高斯定理的套用169
7.5 靜電場的環路定理 電勢能174
7.5.1 靜電場力的功174
7.5.2 靜電場的環路定理175
7.5.3 電勢能176
7.6 電勢 電勢差 電勢疊加原理177
7.6.1 電勢 電勢差177
7.6.2 電勢的計算178
7.7 電場強度與電勢梯度183
7.7.1 等勢面183
7.7.2 場強與電勢的關係183
第8章 靜電場中的導體和電介質186
8.1 靜電場中的導體186
8.1.1 靜電感應 靜電平衡186
8.1.2 靜電平衡時導體上電荷的分布187
8.2 靜電場中的電介質193
8.2.1 電介質的分類193
8.2.2 電介質的極化193
8.2.3 極化強度矢量194
8.2.4 介電常數195
8.2.5 極化強度與束縛電荷面密度的關係195
8.3 電位移 有電介質時的高斯定理196
8.3.1 有電介質時的高斯定理196
8.3.2 E、D、P三矢量之間的關係197
8.4 電容198
8.4.1 孤立導體的電容198
8.4.2 電容器及其電容199
8.4.3 典型電容器的電容公式199
8.4.4 電容器的串、並聯201
8.5 靜電場的能量 能量密度203
8.5.1 帶電系統的能量203
8.5.2 電場能量203
8.6 靜電的套用205
8.6.1 電容式感測器205
8.6.2 靜電禁止206
第9章 穩恆磁場207
9.1 磁場 磁感應強度207
9.1.1 基本磁現象208
9.1.2 磁場208
9.1.3 磁感應強度209
9.2 磁場對運動電荷的作用211
9.2.1 洛倫茲力211
9.2.2 帶電粒子在勻強磁場中的運動211
9.3 畢奧-薩伐爾定律215
9.3.1 畢奧-薩伐爾定律215
9.3.2 畢奧-薩伐爾定律的套用216
9.3.3 勻速運動的點電荷的磁場221
9.4 磁通量 磁場的高斯定理223
9.4.1 磁感線223
9.4.2 磁通量224
9.4.3 磁場中的高斯定理224
9.5 安培環路定理及其套用225
9.5.1 安培環路定理226
9.5.2 安培環路定理的套用228
9.6 磁場對載流導線的作用232
9.6.1 安培定律232
9.6.2 安培單位的定義235
9.6.3 磁場對載流線圈的作用235
9.7 磁場中的磁介質239
9.7.1 物質的磁性239
9.7.2 磁化強度 磁化電流240
9.7.3 磁介質中的磁場 磁場強度242
9.7.4 鐵磁介質242
第10章 電磁感應 電磁場245
10.1 電動勢 電磁感應定律245
10.1.1 電源 電動勢245
10.1.2 電磁感應現象246
10.1.3 法拉第電磁感應定律247
10.1.4 楞次定律248
10.2 動生電動勢和感生電動勢250
10.2.1 動生電動勢250
10.2.2 感生電動勢252
10.3 自感和互感255
10.3.1 自感255
10.3.2 互感257
10.4 自感磁能 磁場的能量259
10.4.1 自感磁能259
10.4.2 磁場的能量260
10.5 位移電流 麥克斯韋方程組261
10.5.1 位移電流 全電流安培環路定理262
10.5.2 麥克斯韋方程組 電磁場263
10.6 電磁感應的套用264
10.6.1 交流發電機和交流(感應)電動機264
10.6.2 渦電流及其套用265
10.6.3 電子感應加速器266
10.6.4 磁流體發電機266
部分練習答案268
參考文獻2810 緒論1
0.1 機械原理的研究對象及基本概念1
0.2 機械原理課程在人才培養中的地位、作用及其主要內容2
0.3 機械原理課程的學習方法3
1 平面機構的結構分析5
1.1 研究機構結構的目的5
1.2 構件、運動副、運動鏈和機構5
1.3 機構運動簡圖的繪製7
1.4 平面機構自由度分析11
1.4.1 平面機構自由度的計算11
1.4.2 機構具有確定運動的條件12
1.4.3 計算平面機構自由度時應注意的事項13
1.5 平面機構的組成原理和結構分析16
1.5.1 平面機構的高副低代16
1.5.2 平面機構的組成原理18
習題21
2 機構的運動分析24
2.1 進行運動分析的目的和方法24
2.2 速度瞬心法在機構速度分析中的套用25
2.2.1 速度瞬心的概念25
2.2.2 機構瞬心的數目25
2.2.3 速度瞬心位置的確定25
2.2.4 速度瞬心法在機構速度分析中的套用27
2.2.5 瞬心法的優、缺點28
2.3 相對運動圖解法在機構速度分析中的套用28
2.4 用解析法進行機構的運動分析31
習題34
3 連桿機構36
3.1 平面連桿機構的類型及演化36
3.2 平面四桿機構的曲柄存在條件和幾個基本概念38
3.2.1 平面四桿機構的曲柄存在條件38
3.2.2 平面四桿機構的急回特性39
3.2.3 平面四桿機構的傳力特性40
3.3 平面四桿機構的圖解法設計42
3.3.1 全等三角形法(反轉法)42
3.3.2 滿足行程速比係數的設計44
3.4 平面四桿機構的解析法設計45
3.5 平面四桿機構的實驗法設計46
習題47
4 凸輪機構51
4.1 凸輪機構的套用和類型51
4.2 從動件的常用運動規律53
4.3 凸輪機構的壓力角60
4.4 圖解法設計凸輪輪廓61
4.4.1 直動從動件盤形凸輪輪廓的繪製61
4.4.2 擺動從動件盤形凸輪輪廓的繪製64
4.5 解析法設計凸輪輪廓65
習題67
5 齒輪機構及其設計69
5.1 齒輪機構的特點和類型69
5.2 齒廓嚙合基本定律70
5.3 漸開線齒廓70
5.3.1 漸開線的形成70
5.3.2 漸開線的性質與方程70
5.3.3 漸開線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律72
5.4 漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸73
5.4.1 齒輪各部分名稱和基本參數73
5.4.2 標準齒輪的任意圓齒厚及公法線長度75
5.5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合及連續平穩傳動條件76
5.5.1 齒輪的嚙合過程76
5.5.2 齒輪的標準安裝76
5.5.3 齒輪的正確嚙合條件77
5.5.4 齒輪嚙合的重合度78
5.5.5 齒條及內齒輪傳動80
5.6 漸開線齒廓的加工及根切81
5.6.1 齒輪的加工方法81
5.6.2 漸開線齒廓的根切現象82
5.7 變位齒輪83
5.7.1 基本概念83
5.7.2 變位齒輪的嚙合傳動85
5.7.3 變位齒輪的用途87
5.8 平行軸斜齒圓柱齒輪機構90
5.8.1 斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點90
5.8.2 斜齒輪的基本參數和幾何尺寸90
5.8.3 斜齒輪的正確嚙合條件和重合度92
5.8.4 斜齒輪的當量齒數92
5.8.5 斜齒輪傳動的主要優缺點94
5.9 蝸桿機構94
5.9.1 蝸桿的形成94
5.9.2 蝸桿的主要參數和幾何尺寸95
5.9.3 蝸桿傳動的優缺點96
5.10 圓錐齒輪機構96
5.10.1 圓錐齒輪概述96
5.10.2 背錐和當量齒數97
5.10.3 圓錐齒輪的主要參數和幾何尺寸98
5.11 直齒圓柱齒輪參數測定的若干方法99
5.11.1 模數的測量方法及變位係數的確定99
5.11.2 齒頂圓的測量100
習題100
6 輪系103
6.1 輪系的類型103
6.2 定軸輪系及其傳動比104
6.3 周轉輪系及其傳動比105
6.3.1 周轉輪系的組成105
6.3.2 周轉輪系傳動比的計算106
6.4 複合輪系及其傳動比108
6.5 輪系的主要功能109
6.6 幾種特殊的行星傳動簡介112
6.7 標準直齒圓柱齒輪構成輪系的裝配條件115
習題117
7 其他常用機構121
7.1 棘輪機構121
7.1.1 齒式棘輪機構122
7.1.2 摩擦式棘輪機構123
7.2 槽輪機構124
7.3 不完全齒輪機構126
7.4 凸輪式間歇運動機構128
習題129
8 機械的平衡130
8.1 機械平衡的目的及分類130
8.2 剛性迴轉件的平衡計算131
8.3 迴轉件的平衡試驗134
習題136
9 機器運轉和速度波動的調節137
9.1 研究機器運轉及其速度波動調節的目的137
9.2 等效力和等效力矩138
9.3 等效質量和等效轉動慣量139
9.4 機器的運動方程139
9.5 機械運轉速度波動的調節141
9.5.1 非周期性速度波動的調節方法141
9.5.2 周期性速度波動142
9.5.3 機械運轉的平均速度和不均勻係數142
9.5.4 飛輪設計的近似方法143
習題146
10 平面機構的力分析148
10.1 移動副中的摩擦148
10.2 轉動副中的摩擦150
10.3 機械效率的求法及自鎖條件152
10.3.1 機械的效率152
10.3.2 機械的自鎖153
10.3.3 機械自鎖的套用實例153
習題155
11 Matlab語言在機械原理中的套用157
11.1 桿組法及其套用157
11.2 連桿機構若干參數的計算機求解165
11.2.1 求傳動角的解析方法165
11.2.2 對應連架桿轉角關係確定的解析設計法166
11.2.3 按極位夾角的設計168
11.3 凸輪機構的編程計算169
11.3.1 凸輪輪廓設計169
11.3.2 凸輪最大壓力角的求解171
11.4 齒輪范成實驗演示的Matlab編程171
參考文獻175
