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绪论——物理世界的统一 1

第一章 时间、空间和运动学 6

1.1 时间 6

1.2 芝诺佯谬和时间的度量 9

1.3 长度 12

1.4 参考系 14

1.5 轨迹 16

1.6 速度的瞬时性 19

1.7 曲线运动的速度 23

1.8 加速度 25

1.9 圆周运动和角速度 33

1.10 匀速圆周运动 36

1.11 运动学里的反问题 38

思考题 42

习题 44

第二章 运动学中的相对性 50

2.1 相对和绝对 50

2.2 位置和轨迹的相对性 51

2.3 速度的相对性 56

2.4 加速度的相对性 61

2.5 伽利略变换 62

2.6 速度合成律的失效 64

2.7 光速不变的结论之一——运动钟的变慢 69

2.8 光速不变的结论之二——运动尺的变短 72

思考题 75

习题 76

3.1 惯性定律 80

第三章 牛顿动力学 80

3.2 牛顿第二定律 82

3.3 牛顿第三定律 86

3.4 一些具体的力 87

3.5 牛顿力学的一些简单应用 91

思考题 101

习题 104

第四章 万有引力 114

4.1 开普勒的行星运动三定律 114

4.2 万有引力规律的建立 117

4.3 引力常数G 121

4.4 单位制及量纲 124

4.5 几个重要的引力物理量 127

4.6 引力的几何性 129

4.7 多质点体系的引力作用 135

思考题 140

习题 141

第五章 牛顿宇宙学 146

5.1 哥白尼原理 146

5.2 宇宙中的密度分布 147

5.3 几种速度分布解 149

5.4 奥伯斯佯谬和宇宙的膨胀 150

5.5 宇宙膨胀的动力学 152

习题 156

第六章 能量守恒 157

6.1 机械能守恒 157

6.2 功 161

6.3 引力势能 164

6.4 保守力 170

6.5 一维运动的一般性质 173

思考题 179

习题 181

第七章 振动 189

7.1 弹性力 189

7.2 振动解 192

7.3 简谐振动的几何表述 196

7.4 阻尼振动和Q值 197

7.5 共振 201

7.6 简谐振动的合成 204

思考题 209

习题 213

8.1 动量守恒 217

第八章 动量守恒 217

8.2 冲量 223

8.3 碰撞 226

8.4 质心定理 230

思考题 233

习题 235

第九章 角动量守恒 245

9.1 角动量守恒 245

9.2 力矩 247

9.3 隆格-楞茨矢量 253

9.4 转动惯量 265

9.5 转动动能 270

思考题 271

习题 272

第十章 刚体 276

10.1 自由度及刚体的自由度 276

10.2 平动和转动 278

10.3 刚体的动能 284

10.4 刚体的运动方程 287

10.5 陀螺 297

思考题 301

习题 302

第十一章 狭义相对论基础 308

11.1 实用的惯性参考系 308

11.2 相对性原理 310

11.3 狭义相对论的基本原理 313

11.4 洛伦兹变换 315

11.5 相对论的时空观 319

11.6 相对论力学 333

11.7 质能关系 337

思考题 339

习题 339

第十二章 动力学与非惯性参考系 342

12.1 非惯性参考系和惯性力 342

12.2 转动参考系 346

12.3 对绝对时空的批评 354

12.4 等效原理 359

12.5 局部惯性系 361

思考题 363

习题 365

全部习题答案 368