第1章 质点运动学 1
1.1 质点运动的描述 1
1.1.1 参考系 坐标系 质点 1
1.1.2 位置矢量 运动表达式 2
1.1.3 位移 速度 3
1.1.4 加速度 5
1.1.5 两类基本问题 6
1.2.1 切向加速度和法向加速度 9
1.2 圆周运动的角量表示 角量与线量的关系 9
基础习题 9
1.2.2 圆周运动的角量表示 11
1.2.3 角量与线量的关系 13
基础习题 14
1.3 相对运动 14
基础习题 16
思考题 16
综合习题 17
思考与探索 19
第2章 牛顿运动定律 20
2.1 牛顿运动定律 20
2.1.1 牛顿第一定律 20
2.1.2 牛顿第二定律 22
2.1.3 牛顿第三定律 23
基础习题 24
2.2 物理量的单位和量纲 24
2.2.1 国际单位制［SI制］ 24
2.2.2 量纲 25
基础习题 26
2.3 常见力与基本力 26
2.3.1 基本力 26
2.3.2 常见力 28
基础习题 29
2.4 牛顿运动定律的应用 30
2.4.1 第一类典型问题（积分类型） 30
2.4.2 第二类典型问题（求导类型） 34
2.5 非惯性系 惯性力 35
2.5.1 非惯性系 35
基础习题 35
2.5.2 平动惯性力和离心惯性力 36
2.5.3 科里奥利力 37
基础习题 40
思考题 40
综合习题 41
思考与探索 46
3.1.1 冲量 动量 质点动量定理 47
3.1 动量 动量定理 动量守恒定律 47
第3章 运动的守恒定律 47
3.1.2 质点系动量定理 50
3.1.3 动量守恒定律 52
基础习题 54
3.2 质心 质心运动定理 54
3.2.1 质心 54
3.2.2 质心运动定理 56
3.3 角动量 角动量定理 角动量守恒定律 58
3.3.1 质点的角动量 58
基础习题 58
3.3.2 质点角动量定理及角动量守恒定律 59
3.3.3 质点系角动量定理及角动量守恒定律 61
基础习题 62
3.4 功 质点动能定理 63
3.4.1 功 63
3.4.2 功率 64
3.4.3 质点动能定理 64
基础习题 67
3.5.1 保守力与非保守力 势能 68
3.5 保守力 势能 68
3.5.2 常见保守力的功及其势能形式 69
3.5.3 势能曲线 71
基础习题 72
3.6 功能原理 机械能守恒定律 72
3.6.1 质点系动能定理 72
3.6.2 功能原理 73
3.6.3 机械能守恒定律 73
基础习题 75
3.7 碰撞 75
3.7.1 恢复系数 76
3.7.2 完全弹性碰撞 77
3.7.3 完全非弹性碰撞 77
基础习题 79
3.8 能量守恒定律 对称性与守恒定律 79
3.8.1 能量守恒定律 79
3.8.2 对称性与守恒定律 80
思考题 83
综合习题 84
思考与探索 88
第4章 刚体力学 89
4.1 刚体的基本运动 89
4.1.1 平动 89
4.1.2 转动 90
4.2 刚体定轴转动的描述 90
4.2.1 刚体转动的角速度及角加速度 90
4.2.2 匀变速转动的公式 91
基础习题 91
4.3.1 力矩 92
4.3 力矩 转动定律 转动惯量 92
4.3.2 转动定律 93
4.3.3 转动惯量 94
4.3.4 平行轴定理 正交轴定理 96
基础习题 100
4.4 刚体的角动量 角动量定理 角动量守恒定律 101
4.4.1 刚体的角动量 101
4.4.2 刚体定轴转动角动量定理 102
4.4.3 刚体定轴转动角动量守恒定律 104
4.5 刚体定轴转动动能定理 106
基础习题 106
4.5.1 力矩的功 107
4.5.2 转动动能 108
4.5.3 刚体定轴转动动能定理 108
基础习题 110
4.6 刚体的平面平行运动 111
4.6.1 刚体平面平行运动的描述 111
4.6.2 转动瞬心 纯滚动 112
4.6.3 刚体平面平行运动的动力学方程 112
4.7.1 回转现象 116
基础习题 116
4.7 进动 116
4.7.2 进动角速度 117
4.7.3 回转效应的应用 117
基础习题 118
思考题 118
综合习题 119
思考与探索 125
5.1.1 流体的压强 126
5.1 流体静力学 126
第5章 流体力学基础 126
5.1.2 重力场中静止流体内的压强分布 127
基础习题 127
5.2 理想流体的稳定流动 128
5.2.1 理想流体 128
5.2.2 稳定流动 128
5.2.3 连续性方程 129
5.3 伯努利方程及其应用 130
5.2.1 伯努利方程 130
基础习题 130
5.3.2 伯努利方程的应用 132
基础习题 134
5.4 实际流体的流动规律 134
5.4.1 层流的流动规律 134
5.4.2 湍流与雷诺数 139
5.4.3 流体对固体的作用力 140
思考题 141
综合习题 141
基础习题 141
思考与探索 143
第6章 机械振动 144
6.1 简谐振动 144
6.1.1 简谐振动表达式 144
6.1.2 描述简谐振动的物理量 146
6.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法 149
6.1.4 单摆和复摆 153
6.1.5 简谐振动的能量 155
基础习题 157
6.2.1 两个同方向同频率的简谐振动的合成 158
6.2 简谐振动的合成 158
6.2.2 两个同方向不同频率的简谐振动的合成拍 162
6.2.3 谐振分析和频谱 163
6.2.4 两个相互垂直的同频率简谐振动的合成 165
6.2.5 两个相互垂直的不同频率简谐振动的合成 167
基础习题 167
6.3 耦合振动 168
6.3.1 耦合振动方程 168
6.3.2 简正模 169
6.3.3 简正模的叠加 170
6.3.4 简正坐标 170
6.4 阻尼振动 受迫振动 共振 172
6.4.1 阻尼振动 172
6.4.2 受迫振动 175
6.4.3 共振 176
基础习题 177
6.5 非线性振动 178
6.5.1 非线性振动方程 178
6.5.2 非线性振动方程的求解 179
思考题 182
综合习题 182
思考与探索 185
第7章 机械波 186
7.1 机械波的产生和传播 186
7.1.1 机械波的基本概念 186
7.1.2 描述机械波的物理量 188
基础习题 191
7.2.1 平面简谐波表达式 192
7.2 平面简谐波表达式 192
7.2.2 平面简谐波表达式的物理意义 193
7.2.3 波动方程 197
基础习题 199
7.3 平面简谐波的能量 199
7.3.1 波的能量 200
7.3.2 波的能量密度 201
7.3.3 波的能流密度 201
7.3.4 波的吸收 203
7.4.1 惠更斯原理 204
7.4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 204
基础习题 204
7.4.2 惠更斯原理的应用 205
7.5 波的叠加 207
7.5.1 波的叠加原理 207
7.5.2 波的干涉 208
7.5.3 驻波 212
7.6 多普勒效应 218
7.6.1 机械波的多普勒效应 218
基础习题 218
7.6.2 冲击波 221
基础习题 222
7.7 声波 222
7.7.1 声波的一般性质 223
7.7.2 声强级 225
7.7.3 次声、超声和噪声 226
基础习题 230
思考题 230
综合习题 231
思考与探索 233
8.1 热力学系统的平衡态 234
8.1.1 平衡态 234
第8章 气体动理论 234
8.1.2 状态参量 235
8.1.3 温度 236
基础习题 237
8.2 理想气体状态方程 237
8.3 物质的微观模型 239
8.3.1 物质的微观模型 239
基础习题 239
8.3.2 大量粒子系统的统计规律性及统计方法 241
基础习题 243
8.4 理想气体的压强 243
8.4.1 理想气体的微观模型 243
8.4.2 理想气体的压强公式 243
基础习题 245
8.5 气体分子热运动的速率及能量的统计分布律 245
8.5.1 速率分布函数 246
8.5.2 麦克斯韦速率分布律 247
8.5.3 玻尔兹曼能量分布律 250
基础习题 251
8.6 理想气体的温度 251
8.6.1 理想气体温度公式 251
8.6.2 温度的微观统计意义 252
8.6.3 理想气体状态方程推导 252
基础习题 253
8.7 能量均分定理 理想气体的内能 253
8.7.1 分子的自由度 253
8.7.2 分子能量按自由度均分定理 254
8.7.3 理想气体的内能 255
基础习题 256
8.8 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 256
8.8.1 平均碰撞频率和平均自由程 256
8.8.2 影响平均碰撞频率和平均自由程的因素 257
基础习题 258
8.9 气体的输运现象 258
8.9.1 黏滞现象 259
8.9.3 扩散现象 260
8.9.2 热传导现象 260
基础习题 262
8.10 真实气体 范德瓦尔斯方程 262
8.10.1 真实气体的等温线 262
8.10.2 由分子体积引起的修正 264
8.10.3 由分子力引起的修正 265
基础习题 266
思考题 266
综合习题 267
思考与探索 268
第9章 热力学基本定律 269
9.1 热力学第一定律 269
9.1.1 热力学中的基本概念 269
9.1.2 热力学第一定律 273
基础习题 273
9.2 热力学第一定律对理想气体的应用 274
9.2.1 等容过程 摩尔定容热容 274
9.2.2 等压过程 摩尔定压热容 275
9.2.3 等温过程 277
9.2.4 绝热过程 278
9.2.5 多方过程 280
9.2.6 循环过程 卡诺循环 281
基础习题 287
9.3 热力学第二定律 288
9.3.1 热力学第二定律的表述 288
9.3.2 可逆过程与不可逆过程 290
9.3.3 卡诺定理 291
9.4 熵 熵增加原理 293
9.4.1 克劳修斯等式和不等式 293
基础习题 293
9.4.2 熵和熵变 294
9.4.3 熵增加原理 298
9.4.4 热力学第二定律的熵表述 299
9.4.5 熵与热力学概率 300
基础习题 302
9.5 热力学第三定律 302
9.5.1 能斯特定理 302
基础习题 303
思考题 303
9.5.2 热力学第三定律 303
综合习题 304
思考与探索 306
第10章 现代科学与高新技术物理基础（1） 307
10.1 混沌现象 307
10.1.1 混沌的概念 307
10.1.2 蝴蝶效应 308
10.2 超声检测技术 311
10.2.1 超声检测的基本物理原理 311
10.1.3 貌似随机的混沌 311
10.2.2 超声检测的典型应用 313
10.2.3 超声检测仪器 315
10.3 能源技术与热力学 317
10.3.1 能源 能量传递 317
10.3.2 能量转换的基本原理 319
10.3.3 热力学定律对节能技术的指导意义 321
习题参考答案 323
附录 331
附录1 国际单位制（SI）基本单位 331
附录2 常用物理常量 332