第1章 质点运动学 1
1-1质点运动的描述 1
一、质点 参照系 坐标系 1
二、位置矢量 运动方程 2
三、位移与路程 3
四、速度 3
五、加速度 5
1-2直线运动 6
一、匀速直线运动 6
二、匀变速直线运动 6
1-3曲线运动 8
一、匀速圆周运动 8
二、变速圆周运动 9
三、圆周运动的角量表示 10
四、抛体运动 11
1-4运动学中的两类问题 12
一、已知运动方程求速度、角速度、加速度和角加速度 12
二、已知加速度和初始条件求速度和运动方程 15
1-5相对运动 17
思考题 18
习题 19
第2章 质点动力学 22
2-1牛顿运动定律 22
2-2物理量的单位和量纲 25
一、基本单位和导出单位 单位制 25
二、国际单位制和力学中常见的单位制 25
三、量纲式 26
2-3牛顿运动定律的应用 26
一、常见的几种力 26
二、牛顿运动定律的应用举例 28
2-4惯性系和非惯性系 31
一、惯性系 力学的相对性原理 31
二、惯性力 32
2-5质点和质点系的动量定理 34
一、动量 34
二、冲量 35
三、质点的动量定理 36
四、质点系的动量定理 37
五、动量守恒定律 38
2-6功和能 机械能守恒定律 40
一、功 40
二、功率 41
三、质点的动能定理 42
四、保守力和非保守力 势能 44
五、质点系的功能原理 47
六、机械能守恒定律 48
七、碰撞 49
2-7质心 质心运动定律 51
一、质心 51
二、质心运动定律 53
思考题 54
习题 56
阅读材料 59
第3章 刚体力学 61
3-1刚体的基本运动 61
一、平动 61
二、定轴转动 角速度和角加速度 62
3-2刚体的转动惯量 64
一、转动惯量 64
二、平行轴定理 67
3-3转动定律 68
一、力矩 68
二、转动定律 69
3-4刚体绕定轴转动的动能定理 73
一、转动动能 73
二、力矩的功 74
三、刚体绕定轴转动的动能定理 75
四、刚体的重力势能 75
3-5动量矩和动量矩守恒定律 76
一、动量矩 76
二、动量矩定理 77
三、动量矩守恒定律 77
思考题 80
习题 81
第4章 狭义相对论 86
4-1基于绝对时空的力学理论 86
一、经典力学的相对性原理 伽利略变换式 86
二、牛顿的绝对时空观 88
4-2迈克耳孙-莫雷实验 88
4-3狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换 89
一、狭义相对论的基本原理 90
二、洛伦兹变换式 90
三、洛伦兹速度变换式 91
4-4狭义相对论的时空观 92
一、同时的相对性 93
二、长度的收缩 93
三、时间的延缓 96
四、时序与因果关系 97
4-5相对论性质量、动量与能量 99
一、质量、动量与速度的关系 99
二、狭义相对论力学的基本方程 100
三、质量与能量的关系 101
四、动量与能量的关系 102
思考题 105
习题 106
阅读材料 109
第5章 机械振动 112
5-1简谐运动 112
一、弹簧振子的简谐运动 112
二、振幅 角频率 初相位 115
三、旋转矢量图示法 119
四、单摆 复摆 121
5-2简谐运动的能量 123
5-3同方向简谐运动的合成 124
一、同方向同频率简谐运动的合成 124
二、同方向不同频率简谐运动的合成拍 126
5-4相互垂直的简谐运动的合成 128
5-5阻尼振动 受迫振动 共振 130
一、阻尼振动 130
二、受迫振动 共振 131
思考题 132
习题 133
第6章 机械波 137
6-1机械波的产生和传播 137
一、机械波的产生 137
二、横波和纵波 138
三、波阵面和波射线 138
四、波的传播速度 139
五、波长、波的周期和频率 140
6-2平面简谐波的波动方程 141
6-3波的能量和能流 145
一、能量和能量密度 145
二、能流和能流密度 146
三、声强和声强级 147
四、波的吸收 147
6-4波的衍射和干涉 149
一、惠更斯原理 149
二、波的衍射 150
三、波的叠加原理 151
四、波的干涉 151
6-5驻波 155
一、驻波的形成 155
二、驻波的波动方程 155
三、半波损失 157
6-6多普勒效应 158
思考题 160
习题 160
第7章 气体动理论 165
7-1平衡态 理想气体状态方程 165
一、平衡态 状态参量 165
二、热力学第零定律 温度 167
三、理想气体状态方程 168
7-2理想气体的压强公式 172
一、气体分子热运动的特征及统计规律性 172
二、理想气体的微观模型 173
三、理想气体的压强公式 174
7-3理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 177
7-4能量均分定理 理想气体内能 179
一、分子的自由度 179
二、能量均分定理 180
三、理想气体的内能 182
7-5麦克斯韦气体分子速率分布律 184
一、麦克斯韦速率分布律 184
二、三种统计速率 186
三、用分子射线实验验证麦克斯韦气体分子速率分布律 188
7-6玻耳兹曼能量分布律 189
一、玻耳兹曼能量分布律 189
二、等温气压公式 190
7-7分子平均碰撞频率和平均自由程 191
7-8气体内的输运过程 194
一、粘滞现象及其规律 194
二、热传导现象 195
三、扩散现象 197
思考题 198
习题 199
阅读材料 202
第8章 热力学基础 206
8-1准静态过程 206
一、准静态过程 206
二、功 208
三、热量 210
8-2热力学第一定律 211
一、热力学第一定律 态函数内能 211
二、热力学第一定律的应用 213
8-3循环过程 卡诺循环 223
一、循环过程及其效率 223
二、卡诺循环及其效率 225
8-4热力学第二定律 229
一、热力学第二定律的两种表述 230
二、可逆与不可逆过程 231
三、卡诺定理 232
8-5热力学第二定律的统计意义熵 233
一、克劳修斯等式 234
二、熵 熵的计算 235
三、熵增加原理 238
四、热力学第二定律的统计意义 239
思考题 242
习题 243
阅读材料 247
附录Ⅰ 矢量 250
附录Ⅱ 基本物理常量 258
附录Ⅲ 国际单位制（SI） 259
附录Ⅳ 希腊字母表及其读音 261
附录Ⅴ 历年诺贝尔物理学奖获得者及获奖原因 262
附录Ⅵ 空气、水、地球、太阳系一些常用数据 270
习题答案 271