第一章 物质与运动 1
第一节 天体的运动和演化 2
一、太阳系 2
二、宇宙是无限的 8
三、恒星的演化 11
第二节 物质结构 13
一、分子和原子 14
二、原子不是物质可分性的极限 16
三、基本粒子不基本 18
第三节 物质的运动形式及其相互转化 20
一、物质运动形式的多样性 20
二、运动形式的相互转化 23
三、自然界的事物和过程是相互联系着的 25
第二章 速度和加速度 28
第一节 参考系 29
一、质点 29
二、参考系和坐标系 30
三、长度标准和时间标准 32
第二节 速度 34
一、直线运动中的平均速度和瞬时速度 34
二、直线运动中的路程 42
三、速度矢量 44
第三节 加速度 47
一、匀变速直线运动的加速度 47
二、匀变速直线运动的基本公式 48
三、重力加速度 52
四、一般变速直线运动的瞬时加速度 54
五、加速度矢量 56
第四节 速度和加速度沿直角坐标系各轴的分解 65
一、速度在直角坐标系各轴上的投影 65
二、加速度在直角坐标系各轴上的投影 69
第三章 牛顿运动定律 73
第一节 力的概念 力的合成和分解 74
一、力的概念和量度 74
二、力的合成 75
三、力的分解 77
四、用投影法求合力 80
第二节 牛顿第三定律 82
一、牛顿第一定律 84
第三节 牛顿第一定律 84
二、物体的惯性 86
三、惯性参考系 86
第四节 牛顿第二定律 88
一、力和加速度的关系 88
二、质量 90
三、牛顿第二定律 92
四、单位制和量纲 93
第五节 常见的力 97
一、万有引力 98
二、电场和磁场作用在带电粒子上的力 101
三、弹性力和摩擦力 102
第六节 牛顿运动定律在直线运动中的应用 106
第七节 圆周运动 116
一、圆周运动中的力 117
二、人造地球卫星 122
三、带电粒子在均匀磁场中的运动 125
第八节 抛体运动 127
一、抛体在重力场中的运动 127
二、带电粒子在电场中的偏转 133
第九节 伽利略相对性原理 135
一、伽利略变换式和经典速度合成定理 135
二、伽利略相对性原理 141
第十节 非惯性系中的惯性力 143
一、直线加速参考系中的惯性力 144
二、离心力 148
第十一节 牛顿力学的局限性 156
一、功的概念 160
第四章 功和能 160
第一节 功和功率 160
二、力和物体运动方向不一致时的功 163
三、变力的功 168
四、功率 176
第二节 能量 181
一、能量 181
二、机械能 182
三、能量与功的关系 183
第三节 动能和动能定理 184
一、动能的表示式 184
二、动能定理 186
一、重力势能 192
第四节 势能 192
二、弹性势能 194
三、保守力和非保守力 势能的一般概念 195
第五节 功能原理 机械能守恒和转化定律 202
一、功能原理 202
二、机械能守恒和转化定律 204
三、势能曲线 208
四、能量守恒和转化定律 212
第五章 动量守恒定律 214
第一节 质心和质心的运动 214
一、质点系的质心 214
二、刚体的质心 218
三、刚体的重心 223
四、质心运动定理 224
第二节 动量守恒定律 228
一、动量和冲量 228
二、质点系动量定理 233
三、动量守恒定律 236
第三节 碰撞 240
一、正碰 240
二、斜碰 247
第四节 火箭 251
一、火箭的运动 251
二、多级火箭和人造卫星的发射 253
三、人造卫星的回收 255
一、平动和转动 256
第一节 角速度和角加速度 256
第六章 刚体力学 256
二、角速度和角加速度 258
三、转动刚体上任一点的速度及加速度 262
四、角速度矢量和角加速度矢量 265
第二节 转动惯量 268
一、转动刚体的动能 268
二、转动惯量 269
三、平行轴定理和垂直轴定理 273
第三节 转动定律 276
一、力矩 276
二、转动定律 279
第四节 圆柱体的滚动 285
第五节 刚体静力学 290
一、质点角动量定理及角动量守恒定律 294
第六节 角动量守恒定律 294
二、质点系角动量定理及角动量守恒定律 299
第七节 陀螺的运动 305
第七章 振动 310
第一节 简谐振动 310
一、振动的周期和频率、振幅、位相和初位相 310
二、谐振子的运动方程 317
三、谐振子的能量 327
第二节 阻尼振动 330
一、阻尼振动中位移与时间的关系 331
二、品质因数 334
第三节 受迫振动 336
一、同频率、同方向的两个振动的合成 343
第四节 振动的合成和分解 343
二、频率相近的两个同方向振动的合成——拍 347
三、谐振分析 350
四、两个相互垂直的振动的合成 354
五、迭加原理与非线性响应 357
第八章 波 362
第一节 简谐波 362
一、波的形成 波长 362
二、横波与纵波 366
三、波长、频率与波速的关系 368
四、简谐波的表示式 369
五、波在空间的传播 373
一、波的一般表示式 376
第二节 波动方程与波速 376
二、波动方程与波速 378
第三节 波的强度 382
一、波的能量 382
二、波的功率和强度 385
第四节 波的迭加 驻波 388
一、迭加原理 388
二、波的干涉 389
三、驻波 391
四、简正模式 397
第五节 多普勒效应 399
第六节 超声波与亚声波 406
一、静止流体内的压强 410
第一节 流体的压强 410
第九章 流体力学 410
二、运动流体内的压强 413
第二节 流体静力学 415
一、静止流体内不同点的压强 415
二、水作用于水坝的力 417
三、船舶的稳度 418
第三节 理想流体的定常流动 421
一、定常流动和连续性方程 421
二、伯努利方程 423
三、流速、流量的计算和测量 425
第四节 流体的反作用力 431
一、弯管中流体的反作用力 432
二、流体在叶片上的反作用力 433
第五节 粘滞流体的性质和流动规律 436
一、粘滞性和粘滞系数 436
二、圆管中的层流 泊肃叶公式 438
三、斯托克斯公式 441
四、湍流和雷诺数 443
第十章 狭义相对论基础 446
第一节 迈克耳孙-莫雷实验 447
一、伽利略变换与伽利略相对性原理 447
二、以太之谜 449
三、迈克耳孙-莫雷实验 451
四、为解释迈克耳孙-莫雷实验结果所作的各种尝试 456
第二节 洛仑兹变换 459
一、相对论的两个基本假设 459
二、洛仑兹变换 461
第三节 相对论运动学效应 465
一、同时性的相对性 465
二、运动的棒缩短 470
三、运动的钟变慢 475
第四节 相对论中的速度变换 482
一、速度变换关系 482
二、角度变换关系 484
第五节 四维空间 486
一、四维间隔 486
二、洛仑兹变换的几何意义 487
第六节 相对论中的质量与动量 491
一、相对论中的质量 质速关系 491
二、相对论中牛顿第二定律的形式 496
第七节 相对论中的能量 质能关系 498
一、相对论中的能量表式 498
二、反质子与质子的弹性碰撞 504
三、非相对论极限与极端相对论极限 506
附录 矢量 511
一、矢量的概念 511
二、矢量的加法和减法 512
三、矢量的分解 514
四、矢量与标量的乘积 518
五、矢量的标积 518
六、矢量的矢积 520
七、矢量的微分法 521
习题 524