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第1章 质点运动学 1

1.1 质点运动的描述 1

1.1.1 质点 1

1.1.2 参考系 坐标系 1

1.1.3 位置矢量与运动方程 2

1.1.4 位移与路程 4

1.1.5 速度 6

1.1.6 加速度 10

1.2 质点运动学的两类问题 15

1.2.1 第一类问题 15

1.2.2 第二类问题 16

1.3 圆周运动 19

1.4 相对运动 23

习题1 26

第2章 牛顿运动定律 28

2.1 牛顿运动定律 28

2.1.1 牛顿第一定律 惯性参考系 28

2.1.2 牛顿第二定律 29

2.1.3 牛顿第三定律 30

2.2 常见的几种力 31

2.2.1 重力 31

2.2.2 弹力 31

2.2.3 摩擦力 33

2.2.4 万有引力 34

2.3 牛顿运动定律的应用 34

2.4 惯性力 37

习题2 38

第3章 能量与动量 40

3.1 功 势能 40

3.1.1 功 功率 40

3.1.2 保守力做功 43

3.1.3 势能 45

3.2 质点与质点系的动能定理 机械能守恒 47

3.2.1 质点的动能定理 47

3.2.2 质点系的动能定理 50

3.2.3 质点系的功能原理 50

3.2.4 机械能守恒定律 52

3.2.5 能量守恒定律 52

3.3 冲量 动量 动量守恒 53

3.3.1 冲量 53

3.3.2 质点的动量定理 54

3.3.3 质点系的动量定理 56

3.3.4 动量守恒定律 59

习题3 60

第4章 刚体力学 63

4.1 刚体的基本运动 63

4.1.1 刚体 63

4.1.2 刚体的平动 63

4.1.3 刚体定轴转动的描述 64

4.2 力矩 转动惯量 刚体定轴转动定律 68

4.2.1 力矩 68

4.2.2 刚体的转动惯量 70

4.2.3 刚体的定轴转动定律 74

4.3 角动量定理 角动量守恒定律 77

4.3.1 质点的角动量 77

4.3.2 质点的角动量定理 79

4.3.3 质点的角动量守恒定律 80

4.3.4 刚体定轴转动的角动量 81

4.3.5 刚体定轴转动的角动量定理 82

4.3.6 刚体定轴转动的角动量守恒 82

4.4 刚体定轴转动的功和能 85

4.4.1 力矩的功 85

4.4.2 刚体定轴转动动能 86

4.4.3 刚体绕定轴转动的动能定理 87

4.4.4 刚体的重力势能 89

4.4.5 刚体定轴转动的机械能守恒定律 89

习题4 92

第5章 狭义相对论的力学基础 95

5.1 伽利略变换 经典力学时空观与相对性原理 95

5.1.1 伽利略坐标变换式 95

5.1.2 经典力学（牛顿力学）时空观 96

5.1.3 经典力学相对性原理 97

5.2 迈克尔逊—莫雷实验 98

5.3 狭义相对论基本假设 洛伦兹变换 100

5.3.1 爱因斯坦狭义相对论的基本假设 100

5.3.2 洛伦兹变换式 101

5.3.3 相对论速度变换式 104

5.4 狭义相对论的同时性 长度与时间 107

5.4.1 同时性的相对性 107

5.4.2 长度的相对性 109

5.4.3 时间膨胀 111

5.4.4 光的多普勒效应 113

5.4.5 海军卫星 114

5.5 狭义相对论的动力学基础 115

5.5.1 狭义相对论的质—速关系 115

5.5.2 狭义相对论力学的基本方程 118

5.5.3 狭义相对论的质量与能量的关系 118

5.5.4 狭义相对论中的动量与能量的关系 120

习题5 123

第6章 机械振动 124

6.1 简谐振动 124

6.1.1 简谐振动的描述 124

6.1.2 描述简谐振动的特征量 126

6.1.3 简谐振动的旋转矢量法 130

6.1.4 简谐振动的能量 133

6.2 简谐振动的合成 135

6.2.1 同方向、同频率简谐振动的合成 135

6.2.2 两个同方向、不同频率的简谐振动的合成 138

6.2.3 两个相互垂直的、同频率的简谐振动的合成 139

6.2.4 两个相互垂直的、频率不同的简谐振动的合成 141

6.3 阻尼振动 受迫振动 共振 142

6.3.1 阻尼振动 142

6.3.2 受迫振动 共振 142

习题6 143

第7章 机械波 146

7.1 机械波的产生与传播 146

7.1.1 机械波的形成 146

7.1.2 横波与纵波 146

7.1.3 波面与波线 147

7.1.4 描述波的物理量 148

7.2 平面简谐波的描述 148

7.2.1 平面简谐波的波函数 148

7.2.2 波函数的物理意义 150

7.3 波的能量 157

7.3.1 波的能量和能量密度 157

7.3.2 能量密度 158

7.3.3 波的能流密度 158

7.4 波的衍射 159

7.4.1 惠更斯原理 159

7.4.2 波的衍射 160

7.5 波的干涉 驻波 161

7.5.1 波的叠加原理 161

7.5.2 波的干涉 162

7.5.3 驻波 166

7.5.4 半波损失 168

7.6 声波 超声波 次声波及应用 170

7.6.1 声波 170

7.6.2 超声波 171

7.6.3 次声波 171

习题7 172

第8章 气体动理论 175

8.1 平衡态 理想气体物态方程 175

8.1.1 气体动理论的基本观点 175

8.1.2 平衡态 气体的状态参数 176

8.1.3 理想气体的状态方程 178

8.2 理想气体的压强与温度 179

8.2.1 理想气体的微观模型 179

8.2.2 平衡态的统计假设 179

8.2.3 理想气体的压强公式 180

8.2.4 理想气体的温度 182

8.3 能量均分定理 理想气体的内能 183

8.3.1 自由度 183

8.3.2 能量均分定理 184

8.3.3 理想气体的内能 185

8.4 麦克斯韦速率分布律 186

8.4.1 麦克斯韦速率分布律 186

8.4.2 三种统计速率 188

习题8 192

第9章 热力学基础 194

9.1 功 热量 内能 194

9.1.1 准静态过程 194

9.1.2 功 194

9.1.3 热量 195

9.1.4 内能 196

9.2 热力学第一定律及应用 196

9.2.1 热力学第一定律 196

9.2.2 等容过程 197

9.2.3 等压过程 198

9.2.4 等温过程 200

9.2.5 绝热过程 202

9.2.6 绝热线与等温线 203

9.3 循环过程 204

9.3.1 循环过程 204

9.3.2 热机效率 205

9.3.3 制冷系数 206

9.3.4 卡诺循环 207

9.4 热力学第二定律 210

9.4.1 热力学第二定律 210

9.4.2 可逆过程与不可逆过程 212

9.4.3 卡诺定理 212

9.4.4 热力学第二定律的统计意义 213

9.5 熵 熵增加原理 214

9.5.1 克劳修斯等式 熵 214

9.5.2 熵增加原理 216

习题9 217

习题参考答案 220

参考文献 226