第一章 质点运动学 1
一、位矢、位移、速度、加速度概念建立背景 1
二、位矢、位移、速度、加速度的一般数学描述和物理解析 2
三、位矢、位移、速度、加速度的其他表示形式 4
四、质点运动学的科学意义及其在国防工业中的应用 6
五、应用举例 6
六、练习与思考 11
第二章 牛顿运动定律 13
一、牛顿运动定律提出的背景 13
二、牛顿三大定律的数学表述及物理解析 15
三、牛顿第二定律在具体坐标中的表示 15
四、力学中常见的几种力 16
五、牛顿三大定律的科学意义及其在工业和国防中的应用 17
六、应用举例 18
七、练习与思考 24
第三章 万有引力·潮汐现象 25
一、万有引力定律的发现背景 25
二、万有引力定律的数学表述和物理解析 25
三、万有引力定律的应用——潮汐现象的物理解析 26
四、万有引力遇到的挑战及发展 29
五、练习与思考 30
第四章 伽利略变换与相对性原理 31
一、遇到的问题 31
二、伽利略变换建立背景 31
三、伽利略变换的数学推导 32
四、伽利略变换的两个推论 34
五、伽利略变换的局限性 35
六、应用举例 36
七、练习与思考 36
第五章 惯性力 38
一、惯性力概念建立背景 38
二、惯性力的数学描述及物理解析 39
三、惯性力的意义及影响 44
四、应用举例 44
五、练习与思考 45
第六章 狭义相对论 47
一、建立背景 47
二、建立该知识点所经历的困难及曲折 48
三、狭义相对论的数学描述及物理解析 48
四、狭义相对论的科学意义及对人类生活的影响 53
五、练习与思考 54
第七章 动量与冲量 55
一、动量与冲量概念建立背景 55
二、动量和冲量的数学表述及物理解析 55
三、动量定理推论——动量守恒定律 57
四、动量概念在现代物理学中的拓展 61
五、练习与思考 62
第八章 火箭的运动 64
一、火箭运动研究背景 64
二、火箭运动的数学描述 64
三、火箭运动方程的意义 65
四、练习与思考 67
第九章 功与动能 68
一、功和动能概念建立背景 68
二、功和动能的数学描述和物理解析 69
三、动能概念的拓展 71
四、应用举例 71
五、练习与思考 73
第十章 保守力与势能 75
一、保守力与势能概念提出的背景 75
二、保守力的数学描述及物理解析 76
三、势能的数学描述及物理解析 76
四、保守力、势能概念在自然科学中的意义及在国防、工业中的应用 77
五、应用举例 78
六、练习与思考 81
第十一章 功能原理和机械能守恒定律 82
一、功能原理的建立背景 82
二、功能原理和机械能守恒定律的数学表述及物理解析 82
三、应用举例 83
四、练习与思考 85
第十二章 碰撞 87
一、碰撞问题研究背景 87
二、碰撞问题的数学解析 88
三、碰撞问题拓展 93
四、狭义相对论动力学 94
五、碰撞问题的意义和影响 96
六、目前研究碰撞问题还存在的困难 96
七、练习与思考 97
第十三章 角动量与角动量守恒定律 98
一、角动量及角动量守恒定律的建立背景 98
二、角动量及角动量守恒定律的矢量数学描述及物理解析 98
三、角动量及角动量定理在直角坐标系中的数学表示 100
四、角动量及角动量定理在自然坐标系中的数学表示 101
五、角动量守恒定理在国防、工业、日常生活中的应用 102
六、应用举例 103
七、练习与思考 105
第十四章 刚体的定轴转动 107
一、刚体定轴转动研究背景 107
二、刚体定轴转动的数学描述及物理解析 107
三、实验测量刚体惯性系数 112
四、刚体定轴转动的功和机械能 113
五、关于转动惯量概念的拓展 115
六、应用举例 116
七、练习与思考 118
第十五章 陀螺运动——进动 120
一、陀螺运动研究背景 120
二、陀螺运动的近似理论 121
三、陀螺运动问题的拓展及启示 123
四、存在问题 123
五、陀螺研究意义及其影响 124
六、应用举例 125
七、练习与思考 126
第十六章 对称性与守恒定律 128
一、对称性与守恒定律关系的提出背景 128
二、能量的空间平移对称性与动量守恒定律 129
三、能量的时间平移对称性与能量守恒定律 130
四、现代物理中的对称性与守恒定律 131
第十七章 简谐振动 133
一、简谐振动的研究背景 133
二、简谐振动的数学描述及物理解析 134
三、简谐振动的旋转矢量描述 136
四、振动的能量 137
五、新的疑惑 138
六、小结 138
七、练习与思考 139
第十八章 单摆与复摆 141
一、单摆、复摆运动研究背景 141
二、经历的困难 141
三、摆运动的数学描述 142
四、摆运动方程的物理解析 149
五、存在的问题 149
六、意义及影响 149
七、练习与思考 150
第十九章 阻尼振动 151
一、阻尼振动的原因 151
二、阻尼振动的数学描述及物理解析 151
三、对阻尼振动是否具有“周期性”和“等时性”的分析 153
四、阻尼振动的应用——灵敏电流计 153
五、练习与思考 154
第二十章 振动的叠加 155
一、振动叠加研究背景 155
二、振动叠加的数学描述及物理解析 155
三、振动叠加的其他表示形式及优缺点 158
四、振动叠加理论的意义及影响 159
五、练习与思考 159
第二十一章 机械波 161
一、机械波的研究背景 161
二、机械波的数学描述和物理解析 162
三、练习与思考 175
第二十二章 多普勒效应 177
一、多普勒效应的发现 177
二、多普勒效应的验证 177
三、多普勒效应的数学描述及物理解析 177
四、多普勒效应的拓展 178
五、意义及影响 180
六、应用举例 180
七、练习与思考 181
第二十三章 热力学·温标 182
一、热力学系统的基本特性——温标 182
二、温标的数学描述及物理解析 184
三、温标概念的拓展——理想气体状态方程 185
四、范德瓦尔斯方程——实际气体的状态方程 186
五、温标的科学意义及对人类生活的影响 187
六、应用举例 188
七、练习与思考 189
第二十四章 麦克斯韦速度、速率分布律 190
一、建立背景 190
二、麦克斯韦速度、速率分布律的数学表述及物理解析 190
三、应用举例 193
四、练习与思考 194
第二十五章 玻耳兹曼能量分布 196
一、玻耳兹曼分布律的建立背景 196
二、玻耳兹曼分布的数学描述及物理解析 196
三、玻耳兹曼分布在重力场中的应用 197
四、能量均分定理 198
五、玻耳兹曼分布律的意义及发展简况 199
六、练习与思考 200
第二十六章 能量守恒定律 201
一、能量守恒和转化定律的提出和发展 201
二、能量守恒定律的数学描述及物理解析 202
三、练习与思考 203
第二十七章 热力学第一定律 205
一、建立背景 205
二、热力学第一定律的数学描述和物理解析 206
三、热力学第一定律的应用 206
四、应用举例 210
五、练习与思考 211
第二十八章 卡诺循环 213
一、建立背景 213
二、卡诺循环的数学描述及物理解析 214
三、卡诺循环的科学意义 215
四、应用举例 216
五、练习与思考 217
第二十九章 内燃机的理想循环及其效率 218
一、内燃机的发展历史 218
二、研究内燃机过程中遇到的困难 218
三、内燃机理想循环的数学描述和物理解析 219
四、实际循环与理论循环的区别 220
五、内燃机的未来发展趋势 221
第三十章 热力学第二定律 222
一、热力学第二定律建立背景 222
二、热力学第二定律的热力学表述 223
三、热力学第二定律拓展 224
四、练习与思考 224
第三十一章 卡诺定理 225
一、卡诺定理的提出背景 225
二、卡诺定理的引入——可逆和不可逆过程 226
三、卡诺定理的数学表述及证明 226
四、卡诺定理推论——克劳修斯等式和克劳修斯不等式 228
五、卡诺定理的科学意义和启示 229
六、练习与思考 230
第三十二章 熵及熵增加原理 231
一、熵概念建立背景 231
二、熵的数学表述及物理解析 232
三、统计物理中熵的定义及熵增加原理 233
四、应用举例 235
五、练习与思考 235