第一章 矢量与运动学——数学预备知识 1
1.1 引言 1
1.2 矢量 1
第一章 矢量与运动学——数学预备知识的例题 1
1.2 功和点积 6
1.1 余弦定律 6
1.3 物理学中矢积的例子 8
1.4 面积矢量 9
1.3 矢量的分量 10
1.6 垂直矢量作法 12
1.5 矢量代数 12
1.4 基矢 13
1.5 位移与位置矢量 15
1.6 速度与加速度 18
1.7 由r求v 22
1.8 匀速圆周运动 23
1.7 运动方程的形式解 25
1.9 由加速度求速度 27
1.10 均匀重力场中的运动 28
1.11 变加速度——无线电波对电离层中电子的作用 29
1.8 矢量导数的进一步讨论 30
1.12 圆周运动与旋转矢量 32
1.9 平面极坐标中的运动 36
1.13 极坐标中的圆周运动和直线运动 44
1.14 有孔小珠在辐条上的速度 46
1.15 圆心不在极坐标原点的圆运动 46
1.16 有孔小珠在辐条上的加速度 49
1.17 无加速度的径向运动 50
习题 60
2.1 引言 64
第二章 牛顿定律——牛顿力学的基础 64
第二章 牛顿定律——牛顿力学基础的例题 64
2.2 牛顿定律 66
2.1 太空中的宇宙航行员——惯性系与虚拟力 74
2.3 标准和单位 79
2.4 牛顿定律的某些应用 82
2.2 宇宙航行员的拔河赛 86
2.3 运输列车 88
2.4 约束 90
2.5 系于绳子上的物体1 92
2.6 系于绳子上的物体2 93
2.7 旋转着的物体 94
2.8 锥动摆 95
2.5 物理学中常见的力 97
2.9 升降机中的海龟 104
2.10 物体和细绳3 107
2.11 悬挂着的绳子 108
2.12 旋转的绳子 109
2.13 滑轮 111
2.14 有摩擦的木块和劈 115
2.15 转笼 116
2.16 在粘滞媒质中的自由运动 118
2.17 弹簧和物体——简谐运动方程 121
2.18 弹簧枪——说明起始条件的例子 122
习题 127
第三章 动量的例题 137
3.1 引言 137
第三章 动量 137
3.2 质点系动力学 138
3.1 玻拉（Bola） 140
3.2 乐队队长的指挥棒 142
3.3 非均匀杆的质心 145
3.4 三角形薄板的质心 146
3.5 质心运动 149
3.3 动量守恒 149
3.6 弹簧枪的反冲 150
3.7 地球、月球和太阳——三体问题 152
3.8 一推一拉的运动 155
3.4 冲量及再论动量关系式 157
3.9 橡皮球的回跳 158
3.10 如何避免踝骨折断 160
3.5 动量和质量流动 161
3.11 质量流动与动量 161
3.12 货车与漏斗 163
3.13 有漏洞的货车 164
3.14 自由空间中的火箭 166
3.6 动量传输 167
3.15 引力场中的火箭 167
3.16 向一个表面传输动量 170
3.17 河流弯处的堤坝 172
3.18 气体的压强 174
习题 178
第四章 功和能 182
4.1 引言 182
第四章 功和能的例题 182
4.2 一维运动方程的积分 183
4.1 在均匀引力场中上抛的物体 184
4.2 简谐运动方程的解 185
4.3 一维运动的功－能定理 187
4.3 在平方反比场中的铅直运动 187
4.4 三维运动方程的积分 189
4.5 功－能定理 192
4.4 锥动摆 193
4.5 逃逸速度——一般情况 194
4.6 功－能定理的应用 195
4.6 倒装摆 196
4.7 恒力作功 198
4.8 有心力作功 199
4.9 与路径相关的线积分 200
4.7 势能 202
4.10 线积分的参量计算 202
4.11 均匀力场的势能 204
4.12 平方反比力的势能 205
4.13 珠子、环和弹簧 206
4.8 关于力的问题，势能给了我们什么启示 207
4.14 能量和稳定性——玩具跷板 210
4.9 能量曲线图 211
4.10 束缚系统中的微小振动 214
4.15 分子振动 215
4.16 微振动 218
4.11 非保守力 219
4.17 沿斜面下滑的木块 221
4.12 能量守恒普适定律 222
4.13 功率 224
4.14 守恒定律和粒子碰撞 225
4.18 两个球的弹性碰撞 229
4.19 实验室坐标系中散射角的极限 234
习题 236
第五章 力和能量的一些数学形式的例题 244
5.2 偏导数 244
5.1 引言 244
第五章 力和能量的一些数学形式 244
5.1 偏导数 246
5.2 偏导数的应用 247
5.3 已知势能求力 248
5.4 梯度算符 250
5.3 一质点所施的引力 251
5.4 均匀重力场 251
5.5 两个质点所施的引力 252
5.5 梯度的物理意义 254
5.6 双星系的等能线 255
5.6 怎样判别一个力是否为保守力 259
5.7 引力的旋度 264
5.8 非保守力 265
5.9 一个很不寻常的力场 266
5.10 已知保守力求势能函数 268
5.11 旋度名称的由来 270
5.7 斯托克斯定理 271
5.12 斯托克斯定理的应用 274
习题 275
6.1 引言 278
第六章 角动量与定轴转动的例题 278
第六章 角动量与定轴转动 278
6.2 质点的角动量 280
6.1 滑块的角动量 284
6.2 锥动摆的角动量 285
6.3 力矩 286
6.3 有心力场中的运动和等面积定律 288
6.4 行星的俘获截面 290
6.5 滑块的力矩 293
6.6 锥动摆上的力矩 294
6.7 重力力矩 297
6.4 角动量与定轴转动 298
6.8 某些简单物体的转动惯量 301
6.9 平行轴定理 303
6.5 绕一个轴的纯转动动力学 305
6.10 具有笨重滑轮的阿脱武德机 306
6.6 物理摆 308
6.11 有摆的落地大座钟 309
6.12 凯特摆 311
6.13 门的制动器 312
6.7 包括平动与转动的运动 314
6.14 滚轮的角动量 317
6.15 冰上的圆盘 319
6.16 沿斜面滚下的圆筒 320
6.17 斜面上滚下的圆筒：能量法 324
6.18 杆的倾倒 326
6.8 玻尔原子 327
习题 336
第七章 刚体运动 347
7.1 引言 347
7.2 角速度和角动量的矢量性 347
第七章 刚体运动的例题 347
7.1 有限角转动 348
7.2 在xy平面内的转动 351
7.3 角速度的矢量性 352
7.4 转动着的倾斜杆的角动量 353
7.5 作用在转动着的斜杆上的力矩 355
7.6 作用在转动着的斜杆上的力矩（几何方法） 356
7.3 回转仪 357
7.8 回转仪为什么作进动 361
7.7 回转仪进动 361
7.4 回转仪运动的某些应用 363
7.9 二分点的进动 363
7.10 回转罗盘效应 365
7.11 回转罗盘的运动 366
7.12 转动物体的稳定性 368
7.5 角动量守恒 370
7.6 刚体转动的角动量 373
7.13 转动的哑铃 376
7.14 转动倾斜杆的惯性张量 378
7.15 飞碟为什么会比雪茄烟型飞行器飞行得好些 382
7.7 刚体转动动力学中的高深课题 384
7.16 转动的稳定性 392
7.17 转动的杆 393
7.18 欧勒方程和无力矩作用的进动 394
习题 406
第八章 非惯性系与虚拟力的例题 411
第八章 非惯性系与虚拟力 411
8.1 引言 411
8.2 伽利略变换 411
8.3 匀加速系统 415
8.1 重力的表观力 416
8.3 加速运动车中悬挂着的摆 417
8.2 放在加速运动木板上的圆柱体 417
8.4 等效原理 418
8.4 潮汐的推动力 420
8.5 潮水的平衡高度 423
8.5 转动坐标系中的物理学 429
8.6 转动着的液体表面 436
8.7 科里奥利力 437
8.8 落体的偏斜 438
8.9 考虑地球自转时地球上的运动 440
8.10 天气系统 441
8.11 傅科摆 444
9.1 引言 455
第九章 有心力运动 455
9.2 作为单体问题的有心力运动 455
第九章 有心力运动的例题 455
9.3 有心力运动的普遍性质被约束在一平面上的运动能量和角动量是运动常数等面积定律 461
9.4 寻求实际问题中的运动 461
9.5 能量方程和能量曲线图 462
9.1 无相互作用的粒子 463
9.2 彗星的俘获 467
9.3 受到摄动的圆轨道 468
9.6 行星运动 470
9.4 双曲线轨道 473
9.5 人造卫星轨道 478
9.6 人造卫星的操纵 480
9.7 开普勒定律 483
9.7 周期定律 486
习题 490
10.1 引言与回顾 493
第十章 谐振子的例题 493
第十章 谐振子 493
10.1 初始条件和无摩擦的谐振子 495
10.2 阻尼谐振子 498
10.2 两个简单振子的Q值 504
10.3 阻尼振子的图解分折 506
10.3 受迫谐振子 507
10.4 受迫谐振子的演示 510
10.5 消振器 516
10.4 时间响应与频率响应的对比 520
习题 526
第十一章 狭义相对论的例题 530
11.1 新的思想方法的需要 530
第十一章 狭义相对论 530
11.2 迈克耳孙－莫雷实验 534
11.3 狭义相对论的假设 540
11.4 伽利略变换 543
11.1 伽利略变换 544
11.2 伽利略变换所描述的光脉冲 545
11.5 洛伦兹变换 546
习题 549
第十二章 相对论性运动学的例题 552
12.1 引言 552
第十二章 相对论性运动学 552
12.1 同时性 554
12.2 同时性和事件的次序 554
12.2 洛伦兹变换的应用 555
12.3 事件的次序：类时间隔和类空间隔 556
12.3 洛伦兹收缩与时间膨胀 557
12.4 运动着的棒的取向 558
12.5 时间膨胀和介子衰变 560
12.6 原子钟内时间膨胀的作用 561
12.4 速度的相对论变换 563
12.7 运动媒质中的光速 565
12.5 多普勒效应 566
12.8 多普勒导航 571
12.6 孪生子佯谬 573
习题 578
第十三章 相对论性动量和能量 582
13.1 动量 582
第十三章 相对论性动量和能量的例题 582
13.1 电子质量的速度相关性 584
13.2 能量 586
13.2 非弹性碰撞中相对论性能量和动量 589
13.3 质量与能量的相当性 591
13.3 无质量的粒子 594
13.4 光电效应 595
13.5 光的辐射压力 596
13.6 康普顿效应 597
13.7 电子偶的产生 599
13.8 多普勒效应的光子图象 601
13.4 光是以光速传播吗？ 602
13.9 光子的静止质量 604
13.10 来自脉冲星的光 604
习题 606
第十四章 四元矢量和相对论性不变性 609
14.1 引言 609
14.2 矢量和变换 609
第十四章 四元矢量和相对论性不变性的例题 609
14.1 矢积的变换性质 612
14.2 非矢量 613
14.3 闵可夫斯基空间和四元矢 616
14.3 时间膨胀 619
14.4 四元矢的结构：四元速度 620
14.5 相对论的速度加法 621
14.4 动量－能量四元矢 622
14.6 多普勒效应又一例 625
14.7 相对论性质心系 626
14.8 电子－电子碰撞中电子偶的产生 628
14.5 结束语 629
习题 631