引言 1
第一篇 力学 5
第一章 质点运动学 7
1-1 矢量的乘法和微商 7
1-2 参考系 时空 质点 13
1-3 质点的位矢方程 17
1-4 位移 速度 22
1-5 加速度 切向和法向加速度 29
1-6 运动学的两类问题 35
1-7 相对运动 伽利略变换 41
思考练习题 47
选读材料1 探索宇宙的两大发现 50
第二章 质点运动定律 57
2-1 牛顿运动定律 57
2-2 惯性参考系 经典力学相对性原理 62
2-3 相互作用力 66
2-4 牛顿运动定律的应用 74
2-5 非惯性系 惯性力 88
思考练习题 94
选读材料2 超重与失重 96
第三章 机械能和功 102
3-1 质点动能定理 功 103
3-2 保守力和非保守力 耗散力 110
3-3 质点在保守力场中的势能 119
3-4 质点系的势能 126
3-5 功能原理 能量转换和守恒定律 133
思考练习题 140
选读材料3 物理学中的对称性和守恒定律 143
第四章 动量和角动量 149
4-1 动量定理 动量守恒定律 149
4-2 质心 质心运动定理 质心坐标系 157
4-3 碰撞问题 168
4-4 火箭飞行和质量流动 174
4-5 质点的角动量 角动量守恒定律 179
4-6 质点系的角动量 186
思考练习题 188
选读材料4 两体问题与约化质量 191
第五章 刚体力学基础 197
5-1 刚体运动的描述 197
5-2 定轴转动定律 202
5-3 刚体的转动惯量 208
6-4 定轴转动的角动量守恒定律 212
5-5 定轴转动的功能原理 219
5-6 回转仪 进动 224
5-7 刚体平面运动简介 228
思考练习题 233
选读材料5 宇航动力学问题 238
第六章 狭义相对论基础 246
6-1 经典力学的基本困难 246
6-2 狭义相对论基本假设 252
6-3 时空相对性 254
6-4 洛仑兹变换 261
6-5 相对论质量和动量 运动方程 268
6-6 相对论动能和静能 质能关系 273
思考练习题 278
选读材料6 广义相对论概要 280
第二篇 热物理学 295
第七章 热力学平衡态 296
7-1 热力学系统 平衡态 296
7-2 热力学第零定律 温度和温标 299
7-3 理想气体温标和状态方程 301
7-4 理想气体微观模型 压强和温度的统计意义 308
7-5 参量均分定理 315
7-6 麦克斯韦分子速度和速率分布 318
7-7 玻耳兹曼分布 330
思考练习题 333
选读材料7 平衡与涨落 335
第八章 热力学定律 340
8-1 内能 功和热量 准静态过程 340
8-2 热力学第一定律 热容 345
8-3 绝热过程 多方过程 351
8-4 循环过程 卡诺循环 360
8-5 热力学第二定律 369
8-6 热力学过程的不可逆性 373
8-7 熵 378
8-8 熵增原理 384
8-9 热力学第二定律的统计意义 熵的统计表述有序和无序 390
思考练习题 395
选读材料8 能量耗散和能源开发 398
第九章 气体和凝聚态 402
9-1 范德瓦耳斯方程 402
9-2 气体内的输运过程 412
9-3 固体和液体的热性质 418
思考练习题 427
选读材料9-1 物态和相变 428
选读材料9-2 等离子体、中子星和黑洞 434