第1章 质点运动学 1
1.1 参考系 坐标系 质点 2
1.1.1 参考系和坐标系 2
1.1.2 质点 3
1.2 描述质点运动的物理量 3
1.2.1 位置矢量 运动方程 位移和路程 3
1.2.2 速度 6
1.2.3 加速度 8
原理应用 洲际导弹及其射程 12
1.3 圆周运动及其描述 14
1.3.1 平面极坐标系 14
1.3.2 匀速率圆周运动 14
1.3.3 变速圆周运动 15
1.3.4 圆周运动的角量描述 16
1.4 相对运动 19
原理应用 全球定位系统和应用 22
内容提要 25
习题 25
第2章 质点动力学 28
2.1 牛顿运动定律 29
2.1.1 牛顿第一定律 30
2.1.2 牛顿第二定律 30
2.1.3 牛顿第三定律 32
2.1.4 几种常见的力 32
2.1.5 牛顿运动定律的应用 35
原理应用 同步卫星的发射 39
2.2 动量 动量守恒定律 41
2.2.1 质点的动量及动量定理 41
2.2.2 质点系的动量定理 43
2.2.3 动量守恒定律及其意义 45
2.3 能量守恒定律 47
2.3.1 功和功率 47
2.3.2 质点的动能定理 50
2.3.3 保守力与非保守力 势能 51
2.3.4 机械能守恒定律 54
2.3.5 碰撞 59
2.4 理想流体的性质和伯努利方程 60
2.4.1 理想流体 60
2.4.2 连续性方程 61
2.4.3 伯努利方程 62
原理应用 分析“哥伦比亚”号失事的原因 64
内容提要 65
习题 67
第3章 刚体的定轴转动 73
3.1 刚体的运动 74
3.1.1 刚体的基本运动 74
3.1.2 刚体的定轴转动 75
3.2 力矩 转动定律 转动惯量 77
3.2.1 力矩 77
3.2.2 转动定律 78
3.2.3 转动惯量 79
3.3 角动量 角动量守恒定律 82
3.3.1 质点的角动量和刚体的角动量 83
3.3.2 刚体绕定轴转动的角动量定理 84
3.3.3 刚体绕定轴转动的角动量守恒定律 85
3.4 力矩做功 刚体绕定轴转动的动能定理 87
3.4.1 力矩做功 87
3.4.2 转动动能 87
3.4.3 刚体绕定轴转动的动能定理 88
原理应用 力学新进展——对称性的破缺 90
内容提要 92
习题 93
第4章 机械振动 96
4.1 简谐振动的描述 97
4.1.1 简谐振动 97
4.1.2 描述简谐振动的基本物理量 100
4.2 简谐振动的旋转矢量表示法 103
4.3 简谐振动的能量 107
4.4 同方向同频率简谐振动的合成 109
原理应用 混沌 113
内容提要 115
习题 116
第5章 机械波 119
5.1 机械波的产生和传播 120
5.1.1 机械波的形成 120
5.1.2 横波和纵波 121
5.1.3 波长 周期和频率 波速 122
5.1.4 波面 波前 波线 123
5.2 平面简谐波 124
5.2.1 平面简谐波的波函数 124
5.2.2 波函数的物理意义 125
5.3 波的能量 波的能量密度 129
5.3.1 波的能量 129
5.3.2 波的能量密度 130
5.3.3 波的平均能流密度 130
原理应用 孤子波 131
5.4 惠更斯原理 波的衍射 133
5.4.1 惠更斯原理 133
5.4.2 波的衍射 134
5.5 波的叠加原理 波的干涉 驻波 135
5.5.1 波的叠加原理 135
5.5.2 波的干涉 135
5.5.3 驻波 138
原理应用 消声器及其控制噪声的原理 140
5.6 超声波简介 142
原理应用 声悬浮技术及其应用 144
内容提要 145
习题 146
第6章 光学 150
6.1 几何光学的基本原理 151
6.1.1 光的直线传播定律 152
6.1.2 光的反射和折射定律 152
6.1.3 全反射 153
6.2 光在平面和球面上的成像以及薄透镜成像规律 154
6.2.1 光在平面上的反射、折射成像 155
6.2.2 光在球面上的折射和反射成像 156
6.2.3 薄透镜 157
6.3 光学仪器 160
6.3.1 照相机 161
6.3.2 显微镜 161
6.3.3 望远镜 162
6.4 相干光 163
6.4.1 光的相干性 163
6.4.2 普通光源的发光机制 164
6.4.3 相干光的获得 165
6.5 杨氏双缝干涉 劳埃德镜 166
6.5.1 杨氏双缝干涉实验 166
6.5.2 劳埃德镜实验 168
6.6 光程 薄膜干涉 170
6.6.1 光程 170
6.6.2 薄膜干涉 172
原理应用 激光干涉仪 176
6.7 光的衍射 单缝衍射 177
6.7.1 光的衍射现象 177
6.7.2 惠更斯-菲涅耳原理 178
6.7.3 单缝衍射 179
6.8 光栅 光栅衍射 182
6.8.1 光栅 183
6.8.2 光栅衍射 183
6.9 光的偏振 186
6.9.1 光的偏振 线偏振光和自然光 186
6.9.2 偏振片 起偏和检偏 188
6.9.3 马吕斯定律 189
6.9.4 反射光和折射光的偏振 190
6.10 激光简介 192
6.10.1 激光的基本原理 192
6.10.2 氦氖激光器 195
6.10.3 激光的特点及应用 196
原理应用 全息摄影 197
内容提要 198
习题 200
第7章 气体动理论 203
7.1 平衡态 理想气体的物态方程 204
7.1.1 分子运动的基本观点 204
7.1.2 热力学平衡态 气体的状态参量 206
7.1.3 理想气体的物态方程 207
7.2 理想气体的微观模型及其压强公式 209
7.2.1 理想气体的微观模型 209
7.2.2 气体动理论的统计性假设 209
7.2.3 理想气体的压强公式 210
7.3 理想气体的温度公式 212
7.4 能量均分定理 理想气体的内能 213
7.4.1 自由度 213
7.4.2 能量均分定理 214
7.4.3 理想气体的内能 214
7.5 麦克斯韦速率分布定律 216
7.5.1 速率分布概念 217
7.5.2 麦克斯韦气体分子速率分布定律 218
7.5.3 温度对速率分布曲线的影响 218
7.5.4 分子运动的三种统计速率 219
7.6 气体分子平均碰撞次数和平均自由程 221
原理应用 真空的获得以及真空度的估算 223
内容提要 225
习题 226
第8章 热力学基础 229
8.1 准静态过程 功 热量 230
8.1.1 准静态过程 230
8.1.2 功 231
8.1.3 热量 232
8.1.4 摩尔热容 热量的计算 233
8.2 内能 热力学第一定律 234
8.2.1 内能 234
8.2.2 热力学第一定律 235
8.3 理想气体的等体过程和等压过程 236
8.3.1 理想气体的等体过程 236
8.3.2 理想气体的等压过程 237
8.4 理想气体的等温过程和绝热过程 240
8.4.1 理想气体的等温过程 240
8.4.2 理想气体的绝热过程 241
原理应用 喷气发动机的燃料及其选择 243
8.5 循环过程 244
8.5.1 热力学循环过程 244
8.5.2 热机循环 循环效率 245
8.5.3 制冷机 制冷系数 246
8.5.4 卡诺循环 248
8.6 热力学第二定律 卡诺定理 250
8.6.1 自然过程的方向性 250
8.6.2 热力学第二定律 251
8.6.3 热力学第二定律的微观含义 252
8.6.4 卡诺定理 253
原理应用 提高热机效率的一种方法 253
8.7 熵 254
8.7.1 熵 熵增加原理 254
8.7.2 熵增加原理与热力学第二定律 256
原理应用 耗散结构 256
内容提要 258
习题 260
附录 263
附录A 矢量 263
附录B 我国法定计量单位和国际单位制（SI）单位 268
附录C 空气、水、地球、太阳系的一些常用数据 271
附录D 部分常用数学公式 271
附录E 力学、机械振动、机械波、光学和热学的量和单位 274
附录F 一些基本物理常数 275
习题参考答案 276
参考文献 280