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绪论 1

第一章 质点运动 4

1-1 质点和参考系 4

一、质点 4

二、参考系 5

1-2 描述质点运动的物理量 5

一、时刻和时间 5

二、位置矢量 6

三、位移和路程 6

四、速度和速率 7

五、加速度 10

1-3 描述质点运动的坐标系 12

一、直角坐标系 12

二、平面极坐标系 16

三、自然坐标系 20

1-4 牛顿运动定律 22

一、牛顿第一定律 22

二、牛顿第二定律 23

三、牛顿第三定律 25

1-5 力学中常见的力 25

一、万有引力 26

二、弹性力 29

三、摩擦力 32

1-6 伽利略相对性原理 34

一、伽利略相对性原理 34

二、伽利略变换 35

三、惯性力 37

习题 40

第二章 机械能守恒定律 45

2-1 功和功率 45

一、功 45

二、功率 47

2-2 动能和动能定理 49

2-3 势能 52

一、引力势能和重力势能 52

二、弹力势能 54

三、保守力 55

四、势能曲线 56

2-4 机械能守恒定律 58

一、功能原理 58

二、机械能守恒定律 59

习题 64

第三章 动量守恒定律 67

3-1 动量和动量定理 67

3-2 质点系动量定理和质心运动定理 70

一、质点系动量定理 70

二、质心 72

三、质心运动定理 73

3-3 动量守恒定律 73

3-4 碰撞 76

一、碰撞现象 76

二、完全弹性碰撞 77

三、完全非弹性碰撞 78

3-5 运载火箭的运动 79

习题 81

第四章 角动量守恒定律 84

4-1 力矩 84

一、力矩的一般意义 84

二、力对轴的力矩 85

4-2 质点角动量守恒定律 87

一、角动量 87

二、角动量定理 88

三、质点角动量守恒定律 89

4-3 质点系角动量守恒定律 91

习题 93

第五章 刚体力学 95

5-1 刚体的运动 95

一、平动和转动 95

二、刚体的定轴转动 96

5-2 刚体动力学 97

一、刚体的转动动能 97

二、刚体的转动惯量 98

三、力矩作的功 101

四、动能定理 103

五、转动定理 103

5-3 定轴转动刚体的角动量守恒定律 106

一、刚体对转轴的角动量 106

二、刚体对转轴的角动量定理 107

三、刚体对转轴的角动量守恒定律 107

5-4 固体的形变和弹性 109

一、固体在外力作用下的一般情形 109

二、固体的弹性形变 110

习题 111

第六章 流体力学 114

6-1 流体的压强 114

6-2 理想流体及其连续性方程 116

一、关于理想流体的几个概念 116

二、理想流体的连续性方程 117

6-3 伯努利方程 119

6-4 黏性流体的运动 122

一、流体的黏性 122

二、黏性流体的运动规律 125

三、泊肃叶定律 126

四、湍流和雷诺数 127

五、斯托克斯黏性公式 127

习题 128

第七章 振动和波动 131

7-1 简谐振动 131

一、简谐振动的基本特点 131

二、描述简谐振动的特征量 133

三、简谐振动的矢量图解法和复数解法 134

四、简谐振动的能量 137

7-2 简谐振动的叠加 139

一、同一直线上两个同频率简谐振动的合成 139

二、同一直线上两个频率相近的简谐振动的合成 141

三、两个互相垂直的简谐振动的合成 144

四、振动的分解 147

7-3 阻尼振动、受迫振动和共振 148

一、阻尼振动 148

二、受迫振动 150

三、共振 151

7-4 关于波动的基本概念 152

一、波的产生和传播 152

二、横波和纵波 153

三、波线和波面 154

四、波速、波长以及波的周期和频率 154

五、波动所遵从的基本原理 156

7-5 简谐波 157

7-6 波动方程和波的能量 161

一、一维波动方程 161

二、波的能量 164

三、波的能流和能流密度 165

7-7 波的干涉 166

一、波的干涉现象和规律 166

二、驻波 168

7-8 多普勒效应 171

一、多普勒效应 171

二、冲击波 174

7-9 声波、超声波和次声波 175

一、声波 175

二、超声波和次声波 179

习题 181

第八章 狭义相对论 185

8-1 狭义相对论的基本原理 185

一、伽利略变换与经典时空观念 185

二、狭义相对论产生的背景和条件 186

三、狭义相对论的基本原理 188

8-2 狭义相对论的时空观 190

一、同时性的相对性 190

二、时间延缓效应 191

三、长度收缩效应 192

四、速度变换法则 193

8-3 狭义相对论动力学 194

一、质速关系 195

二、相对论动力学基本方程 196

三、质能关系 197

四、能量-动量关系 198

习题 199

第九章 气体、固体和液体的基本性质 201

9-1 气体动理论和理想气体模型 201

一、气体的分子状况 201

二、理想气体模型 203

三、理想气体状态的描述 204

9-2 理想气体的压强和温度 206

一、理想气体的压强公式 206

二、热力学第零定律 208

三、温度的微观解释 209

9-3 理想气体的内能 211

一、分子运动自由度 211

二、能量均分定理 212

三、理想气体的内能 213

9-4 麦克斯韦速率分布律 215

一、麦克斯韦速率分布律 215

二、用速率分布函数求分子速率的统计平均值 217

三、麦克斯韦速率分布律的实验验证 218

9-5 范德瓦耳斯方程 219

一、范德瓦耳斯方程的导出 219

二、范德瓦耳斯等温线和临界点 222

9-6 气体内的输运过程 224

一、气体分子的碰撞频率和平均自由程 224

二、黏性 226

三、热传导 229

四、扩散 230

9-7 固体的性质及晶体结构的一般概念 232

一、固体的一般性质 232

二、关于晶体结构的一些概念 233

9-8 晶体中粒子的相互作用 235

一、晶体的结合 236

二、结合力的共同特征 239

9-9 非晶态固体的结构和应用 241

一、非晶态固体的微观结构 241

二、非晶态固体的应用 244

9-10 液体和液晶的微观结构 245

一、液体的微观结构 245

二、液晶的类型和结构 246

9-11 液体的表面性质 248

一、表面张力 248

二、弯曲液面下的附加压强 250

三、与固体接触处液面的性质 252

四、毛细现象 252

习题 254

第十章 电荷和静电场 258

10-1 电荷和库仑定律 258

一、电荷 258

二、库仑定律 260

10-2 电场和电场强度 262

一、电场 262

二、电场强度 262

三、电场强度的计算 263

10-3 高斯定理 268

一、电场线 268

二、电通量 270

三、高斯定理 272

10-4 电势及其与电场强度的关系 276

一、静电场属于保守场 276

二、电势能、电势差和电势 277

三、电势的计算 279

四、等势面 280

五、电势与电场强度的关系 281

10-5 静电场中的金属导体 284

一、金属导体的静电平衡 284

二、导体表面的电荷和电场 286

三、导体空腔 287

四、导体静电平衡性质的应用 288

10-6 电容和电容器 291

一、孤立导体的电容 291

二、电容器 292

三、电容的计算 292

四、电容器的联接 294

10-7 静电场中的电介质 295

一、电介质的极化 295

二、极化强度矢量 296

三、极化强度与极化电荷的关系 296

四、极化电荷对电场的影响 298

五、电介质存在时的高斯定理 300

六、边界条件 301

10-8 静电场的能量 304

习题 307

第十一章 电流和恒磁场 312

11-1 恒定电流条件和导电规律 312

一、电流强度和电流密度 312

二、电流的连续性方程和恒定电流条件 314

三、导体的电阻 315

四、导体的电阻率 316

五、欧姆定律 317

六、电功率和焦耳定律 317

七、电动势 318

11-2 磁场和磁感应强度 319

一、磁现象 319

二、磁感应强度 320

三、磁感应线和磁通量 322

11-3 毕奥-萨伐尔定律 323

11-4 磁场的高斯定理和安培环路定理 326

一、磁场的高斯定理 326

二、安培环路定理 327

11-5 磁场对电流的作用 330

一、安培定律 330

二、两平行长直电流之间的相互作用 330

三、磁场对载流线圈的作用 332

11-6 带电粒子在磁场中的运动 334

一、洛伦兹力和粒子的运动方程 334

二、带电粒子在匀强磁场中的运动 335

三、带电粒子比荷的测定 336

四、霍耳效应 338

五、电子感应加速器 341

11-7 磁介质的磁化 342

一、物质磁性的概述 342

二、磁化的磁介质内的磁感应强度 343

三、磁化强度与磁化电流的关系 345

四、有磁介质存在时的安培环路定理 346

五、边界条件 348

11-8 抗磁性 349

11-9 铁磁性 351

一、自发磁化强度 352

二、居里温度 352

三、铁磁体内的磁畴结构 352

四、磁滞现象 353

习题 354

习题答案 359

附录 371

（一）物理学常用常量 371

（二）矢量分析中的常用关系式 372

（三）国际单位制的有关规定 374