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绪论 1

目录 1

第一章　质点的运动 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

三、位移和路程 6

二、位置矢量 6

四、速度和速率 7

五、加速度 9

§1-3　描述质点运动的坐标系 11

一、直角坐标系 12

二、平面极坐标系 16

＊三、自然坐标系 19

一、牛顿第一定律 21

§1-4　牛顿运动定律 21

二、牛顿第二定律 22

三、牛顿第三定律 24

§1-5　力学中常见的力 25

一、万有引力 25

二、弹性力 28

三、摩擦力 31

§1-6　伽利略相对性原理 33

一、伽利略相对性原理 33

二、伽利略变换 34

三、惯性力 35

习题 39

第二章　机械能守恒定律 43

§2-1 功和功率 43

一、功 43

二、功率 45

§2-2　动能和动能定理 47

§2-3 势能 49

一、引力势能和重力势能 50

二、弹力势能 52

三、保守力 53

四、势能曲线 54

§2-4　机械能守恒定律 55

一、功能原理 56

二、机械能守恒定律 57

习题 62

第三章　动量守恒定律 65

§3-1　动量和动量定理 65

§3-2　质点系动量定理和质心运动定理 68

一、质点系动量定理 68

二、质心 70

三、质心运动定理 71

§3-3　动量守恒定律 71

一、碰撞现象 74

§3-4　碰撞 74

二、完全弹性碰撞 75

三、完全非弹性碰撞 76

＊§3-5　运载火箭的运动 77

习题 79

第四章　角动量守恒定律 81

§4-1 力矩 81

一、力矩的一般意义 81

二、力对轴的力矩 82

§4-2　质点角动量守恒定律 84

一、角动量 84

二、角动量定理 85

三、质点角动量守恒定律 86

＊§4-3 质点系角动量守恒定律 88

习题 90

一、平动和转动 92

§5-1 刚体的运动 92

第五章　刚体力学 92

二、刚体的定轴转动 93

§5-2 刚体动力学 94

一、刚体的转动动能 94

二、刚体的转动惯量 95

三、力矩作的功 98

四、动能定理 100

五、转动定理 100

一、刚体对转轴的角动量 103

§5-3　定轴转动刚体的角动量守恒定律 103

二、刚体对转轴的角动量定理 104

三、刚体对转轴的角动量守恒定律 104

§5-4 固体的形变和弹性 106

一、固体在外力作用下的一般情形 106

二、固体的弹性形变 107

习题 108

§6-1 流体的压强 111

第六章　流体力学 111

§6-2　理想流体及其连续性方程 113

一、关于理想流体的几个概念 113

二、理想流体的连续性方程 114

§6-3　伯努利方程 116

§6-4　黏性流体的运动 119

一、流体的黏性 119

二、黏性流体的运动规律 122

＊三、泊肃叶定律 123

＊四、湍流和雷诺数 123

＊五、斯托克斯黏性公式 124

习题 125

第七章　振动和波动 128

§7-1　简谐振动 128

一、简谐振动的基本特征 128

二、描述简谐振动的特征量 130

三、简谐振动的矢量图解法和复数解法 131

四、简谐振动的能量 134

§7-2 简谐振动的叠加 136

一、同一直线上两个同频率简谐振动的合成 136

二、同一直线上两个频率相近的简谐振动的合成 138

三、两个互相垂直的简谐振动的合成 140

＊四、振动的分解 143

§7-3 阻尼振动、受迫振动和共振 145

一、阻尼振动 145

二、受迫振动 146

三、共振 148

§7-4　关于波动的基本概念 149

一、波的产生和传播 149

二、横波和纵波 149

三、波线和波面 150

四、波速、波长以及波的周期和频率 151

五、波动所遵从的基本原理 152

§7-5 简谐波 153

§7-6　波动方程和波的能量 157

＊一、一维波动方程 157

二、波的能量 159

三、波的能流和能流密度 161

§7-7 波的干涉 162

一、波的干涉现象和规律 162

二、驻波 164

一、多普勒效应 167

§7-8　多普勒效应 167

＊二、冲击波 170

＊§7-9 声波、超声波和次声波 170

一、声波 170

二、超声波和次声波 174

习题 176

第八章　狭义相对论 180

§8-1　狭义相对论的基本原理 180

一、伽利略变换与经典时空观念 180

二、狭义相对论产生的背景和条件 181

三、狭义相对论的基本原理 182

§8-2　狭义相对论的时空观 185

一、同时性的相对性 185

二、时间延缓效应 186

三、长度收缩效应 186

四、速度变换法则 187

§8-3 狭义相对论动力学 189

一、质速关系 189

二、相对论动力学基本方程 191

三、质能关系 191

四、能量-动量关系 193

习题 194

第九章　气体、固体和液体的基本性质 195

§9-1 气体动理论和理想气体模型 195

一、气体的分子状况 195

二、理想气体模型 197

三、理想气体状态的描述 198

§9-2　理想气体的压强和温度 200

一、理想气体的压强公式 200

二、热力学第零定律 202

三、温度的微观解释 202

§9-3　理想气体的内能 204

一、分子运动自由度 205

二、能量均分定理 206

三、理想气体的内能 207

§9-4 麦克斯韦速率分布律 208

一、麦克斯韦速率分布律 208

二、用速率分布函数求分子速率的统计平均值 210

＊三、麦克斯韦速率分布律的实验验证 211

＊§9-5　范德瓦耳斯方程 212

一、范德瓦耳斯方程的导出 212

二、范德瓦耳斯等温线和临界点 215

一、气体分子的碰撞频率和平均自由程 217

§9-6 气体内的输运过程 217

二、黏性 219

＊三、热传导 222

＊四、扩散 223

§9-7 固体的性质及晶体结构的一般概念 225

一、固体的一般性质 225

二、关于晶体结构的一些概念 226

一、晶体的结合 228

§9-8 晶体中粒子的相互作用 228

＊二、结合力的共同特征 231

§9-9 非晶态固体的结构和应用 233

＊一、非晶态固体的微观结构 233

二、非晶态固体的应用 235

§9-10　液体和液晶的微观结构 237

一、液体的微观结构 237

＊二、液晶的类型和结构 239

一、表面张力 240

§9-11　液体的表面性质 240

二、弯曲液面下的附加压强 242

三、与固体接触处液面的性质 244

四、毛细现象 244

习题 246

第十章 电荷和静电场 250

§10-1 电荷和库仑定律 250

一、电荷 250

二、库仑定律 252

§10-2 电场和电场强度 254

一、电场 254

二、电场强度 254

三、电场强度的计算 255

§10-3 高斯定理 260

一、电场线 260

二、电通量 261

三、高斯定理 264

一、静电场属于保守场 268

§10-4 电势及其与电场强度的关系 268

二、电势能、电势差和电势 270

三、电势的计算 271

四、等势面 272

五、电势与电场强度的关系 273

§10-5　静电场中的金属导体 276

一、金属导体的静电平衡 276

二、导体表面的电荷和电场 278

三、导体空腔 279

四、导体静电平衡性质的应用 280

§10-6 电容和电容器 283

一、孤立导体的电容 283

二、电容器 284

三、电容的计算 284

四、电容器的联接 286

一、电介质的极化 287

§10-7　静电场中的电介质 287

二、极化强度矢量 288

三、极化强度与极化电荷的关系 288

四、极化电荷对电场的影响 290

五、电介质存在时的高斯定理 291

六、边界条件 293

§10-8　静电场的能量 296

习题 299

一、电流强度和电流密度 304

第十一章 电流和恒磁场 304

§11-1　恒定电流条件和导电规律 304

二、电流的连续性方程和恒定电流条件 306

三、导体的电阻 306

四、导体的电阻率 308

五、欧姆定律 309

六、电功率和焦耳定律 309

七、电动势 310

一、磁现象 311

§11-2　磁场和磁感应强度 311

二、磁感应强度 312

三、磁感应线和磁通量 314

§11-3　毕奥-萨伐尔定律 315

§11-4　磁场的高斯定理和安培环路定理 318

一、磁场的高斯定理 318

二、安培环路定理 318

二、两平行长直电流之间的相互作用 322

一、安培定律 322

§11-5　磁场对电流的作用 322

三、磁场对载流线圈的作用 323

§11-6　带电粒子在磁场中的运动 325

一、洛伦兹力和粒子的运动方程 325

二、带电粒子在匀强磁场中的运动 326

三、带电粒子比荷的测定 327

四、霍耳效应 329

一、物质磁性的概述 333

§11-7　磁介质的磁化 333

＊五、电子感应加速器 333

二、磁化的磁介质内的磁感应强度 335

三、磁化强度与磁化电流的关系 336

四、有磁介质存在时的安培环路定理 338

五、边界条件 339

＊§11-8　抗磁性 340

§11-9　铁磁性 342

三、铁磁体内的磁畴结构 343

二、居里温度 343

一、自发磁化强度 343

四、磁滞现象 344

习题 345

习题答案 349

附录 361

（一）物理学常用常量 361

（二）矢量分析中的常用关系式 362

（三）国际单位制的有关规定 363