绪论 1
第一章 质点的运动 4
§1-1 质点和参考系 4
一、质点 4
二、参考系 5
§1-2 描述质点运动的物理量 5
一、时刻和时间 5
二、位置矢量 6
三、位移和路程 6
四、速度和速率 8
五、加速度 10
§1-3 描述质点运动的坐标系 12
一、直角坐标系 12
二、平面极坐标系 17
三、自然坐标系 21
一、牛顿第一定律 23
§1-4 牛顿运动定律 23
二、牛顿第二定律 24
三、牛顿第三定律 26
§1-5 力学中常见的力 27
一、万有引力 27
二、弹性力 30
三、摩擦力 33
§1-6 伽利略相对性原理 36
一、伽利略相对性原理 36
二、伽利略变换 37
三、惯性力 39
习题 43
第二章 机械能守恒定律 48
§2-1 功和功率 48
一、功 48
二、功率 50
§2-2 动能和动能定理 52
§2-3 势能 55
一、引力势能和重力势能 55
二、弹力势能 57
三、保守力 58
四、势能曲线 59
§2-4 机械能守恒定律 61
一、功能原理 61
二、机械能守恒定律 63
习题 68
第三章 动量守恒定律 71
§3-1 动量和动量定理 71
§3-2 质点系动量定理和质心运动定理 74
一、质点系动量定理 74
二、质心 76
三、质心运动定理 77
§3-3 动量守恒定律 78
二、完全弹性碰撞 81
§3-4 碰撞 81
一、碰撞现象 81
三、完全非弹性碰撞 83
§3-5 运载火箭的运动 84
习题 86
第四章 角动量守恒定律 89
§4-1 力矩 89
一、力矩的一般意义 89
二、力对轴的力矩 90
§4-2 质点角动量守恒定律 91
一、角动量 91
二、角动量定理 92
三、质点角动量守恒定律 93
§4-3 质点系角动量守恒定律 96
习题 99
一、平动和转动 101
第五章 刚体和流体 101
§5-1 刚体的运动 101
二、刚体的定轴转动 102
§5-2 刚体动力学 103
一、刚体的转动动能 103
二、刚体的转动惯量 104
三、力矩作的功 107
四、动能定理 109
五、转动定理 109
§5-3 定轴转动刚体的角动量守恒定律 113
一、刚体对转轴的角动量 113
二、刚体对转轴的角动量定理 113
三、刚体对转轴的角动量守恒定律 114
§5-4 固体的形变和弹性 115
一、固体在外力作用下的一般情形 115
二、固体的弹性形变 116
一、流体的压强 118
§5-5 理想流体及其运动规律 118
二、关于理想流体的几个概念 120
三、理想流体的连续性方程 121
四、伯努利方程 123
§5-6 黏性流体的运动 127
一、流体的黏性 127
二、黏性流体的运动规律 130
三、泊肃叶定律 131
四、湍流和雷诺数 131
五、斯托克斯黏性公式 132
习题 133
第六章 振动和波动 136
§6-1 简谐振动 136
一、简谐振动的基本特征 136
二、描述简谐振动的特征量 138
三、简谐振动的矢量图解法和复数解法 139
四、简谐振动的能量 142
§6-2 简谐振动的叠加 145
一、同一直线上两个同频率简谐振动的合成 145
二、同一直线上两个频率相近的简谐振动的合成 147
三、两个互相垂直的简谐振动的合成 149
四、振动的分解 152
§6-3 阻尼振动、受迫振动和共振 153
一、阻尼振动 153
二、受迫振动 155
三、共振 156
§6-4 关于波动的基本概念 158
一、波的产生和传播 158
二、横波和纵波 158
三、波线和波面 159
四、波速、波长以及波的周期和频率 160
五、波动所遵从的基本原理 161
§6-5 简谐波 163
§6-6 波动方程和波的能量 166
一、一维波动方程 166
二、波的能量 170
三、波的能流和能流密度 171
§6-7 波的干涉 172
一、波的干涉现象和规律 172
二、驻波 174
§6-8 多普勒效应 177
一、多普勒效应 177
二、冲击波 181
§6-9 声波、超声波和次声波 181
一、声波 181
二、超声波和次声波 185
习题 187
一、伽利略变换与经典时空观念 192
第七章 狭义相对论 192
§7-1 狭义相对论的基本原理 192
二、狭义相对论产生的背景和条件 193
三、狭义相对论的基本原理 194
§7-2 狭义相对论的时空观 197
一、同时性的相对性 197
二、时间延缓效应 198
三、长度收缩效应 198
四、速度变换法则 200
§7-3 狭义相对论动力学 201
一、质速关系 201
二、相对论动力学基本方程 203
三、质能关系 204
四、能量-动量关系 205
习题 206
一、气体的分子状况 208
§8-1 气体动理论和理想气体模型 208
第八章 气体、固体和液体的基本性质 208
二、理想气体模型 210
三、理想气体状态的描述 211
§8-2 理想气体的压强和温度 213
一、理想气体的压强公式 213
二、热力学第零定律 215
三、温度的微观解释 216
§8-3 理想气体的内能 218
一、分子运动自由度 218
二、能量均分定理 219
三、理想气体的内能 220
§8-4 麦克斯韦速率分布律 222
一、麦克斯韦速率分布律 222
二、用速率分布函数求分子速率的统计平均值 223
三、麦克斯韦速率分布律的实验验证 225
一、范德瓦耳斯方程的导出 226
§8-5 范德瓦耳斯方程 226
二、范德瓦耳斯等温线和临界点 229
§8-6 气体内的输运过程 231
一、气体分子的碰撞频率和平均自由程 231
二、黏性 233
三、热传导 236
四、扩散 237
§8-7 固体的性质及晶体结构的一般概念 238
一、固体的一般性质 238
二、关于晶体结构的一些概念 240
§8-8 晶体中粒子的相互作用 242
一、晶体的结合 242
二、结合力的共同特征 245
§8-9 非晶态固体的结构和应用 247
一、非晶态固体的微观结构 247
二、非晶态固体的应用 250
一、液体的微观结构 251
§8-10 液体和液晶的微观结构 251
二、液晶的类型和结构 253
§8-11 液体的表面性质 254
一、表面张力 254
二、弯曲液面下的附加压强 257
三、与固体接触处液面的性质 258
四、毛细现象 259
习题 261
第九章 电荷和静电场 265
§9-1 电荷和库仑定律 265
一、电荷 265
二、库仑定律 267
§9-2 电场和电场强度 269
一、电场 269
二、电场强度 269
三、电场强度的计算 270
一、电场线 275
§9-3 高斯定理 275
二、电通量 276
三、高斯定理 278
§9-4 电势及其与电场强度的关系 282
一、静电场属于保守场 282
二、电势能、电势差和电势 284
三、电势的计算 285
四、等势面 287
五、电势与电场强度的关系 288
§9-5 静电场中的金属导体 291
一、金属导体的静电平衡 291
二、导体表面的电荷和电场 293
三、导体空腔 294
四、导体静电平衡性质的应用 295
二、电容器 298
§9-6 电容和电容器 298
一、孤立导体的电容 298
三、电容的计算 299
四、电容器的联接 301
§9-7 静电场中的电介质 302
一、电介质的极化 302
二、极化强度矢量 303
三、极化强度与极化电荷的关系 303
四、极化电荷对电场的影响 304
五、电介质存在时的高斯定理 306
六、边界条件 307
§9-8 静电场的能量 311
习题 314
第十章 电流和恒磁场 320
§10-1 恒定电流条件和导电规律 320
一、电流强度和电流密度 320
二、电流的连续性方程和恒定电流条件 322
三、导体的电阻 323
四、导体的电阻率 323
五、欧姆定律 325
六、电功率和焦耳定律 325
七、电动势 326
§10-2 磁场和磁感应强度 327
一、磁现象 327
二、磁感应强度 328
三、磁感应线和磁通量 330
§10-3 毕奥-萨伐尔定律 331
§10-4 磁场的高斯定理和安培环路定理 334
一、磁场的高斯定理 334
二、安培环路定理 335
§10-5 磁介质的磁化 338
一、物质磁性的概述 338
二、磁化的磁介质内的磁感应强度 339
三、磁化强度与磁化电流的关系 340
四、有磁介质存在时的安培环路定理 342
五、边界条件 343
§10-6 抗磁性 345
§10-7 铁磁性 347
一、自发磁化强度 348
二、居里温度 348
三、铁磁体内的磁畴结构 348
四、磁滞现象 349
习题 350
习题答案 354
附录 367
(一) 物理学常用常量 367
(二) 矢量分析中的常用关系式 369
(三) 国际单位制的有关规定 371
索引 372