绪论 1
0.1什么是物理学 1
0.1.1物理学以前称为自然哲学 1
0.1.2物理学是研究物质的基本结构、运动基本规律的科学 2
0.1.3物质的存在形式和基本相互作用 3
0.1.4物理学理论的发展 5
0.1.5物理学与工程技术 6
0.2怎么样学习物理学 7
实物物质 11
第一章 运动的描述 11
1.1描述运动的基本概念 11
1.1.1质点和刚体 11
1.1.2参考系和坐标系 12
1.1.3机械运动的基本形式 15
1.2描述运动的基本物理量 15
1.2.1位置矢量和位移 15
1.2.2 速度 16
1.2.3加速度 17
1.3描述运动的坐标系 18
1.3.1在直角坐标系中描述运动运动学的两类问题 18
1.3.2在自然坐标系中描述运动圆周运动与刚体运动问题 25
1.4不同参考系中的变换 32
1.4.1经典力学平动坐标系变换 32
1.4.2 伽利略变换（Galilean transformation） 35
1.4.3伽利略相对性原理 35
本章提要 37
习题 38
第二章 对称性与守恒定律 41
2.1运动定律 41
2.1.1力学中常见的力 41
2.1.2惯性系中的牛顿运动定律动力学的两类基本问题 44
2.1.3非惯性系中的运动定律惯性力 48
2.2动量守恒定律 52
2.2.1质点的动量定理 53
2.2.2质点系的动量定理和质心运动定理 55
2.2.3动量守恒定律 59
2.3能量守恒定律 64
2.3.1功动能定理 64
2.3.2保守力势能 70
2.3.3功能原理能量守恒定律 76
2.3.4碰撞 80
2.4角动量守恒定律 83
2.4.1角动量 83
2.4.2刚体的定轴转动 87
2.4.3角动量定理 95
2.4.4角动量守恒守律 97
2.5对称性与守恒定律 101
2.5.1什么是对称性 102
2.5.2 对称性与守恒定律 105
本章提要 107
习题 110
3.1.1热力学平衡态 117
3.1理想气体 117
第三章 统计物理学基础 117
3.1.2理想气体状态方程 118
3.1.3理想气体分子模型和统计假设 119
3.1.4理想气体的压强公式及统计解释 122
3.1.5温度的统计解释 124
3.1.6能均分定理与理想气体的内能 126
3.2统计分布 129
3.2.1统计规律与分布函数的概念 129
3.2.2麦克斯韦速率分布定律 131
3.2.3玻耳兹曼分布定律 138
3.3气体分子的平均自由程 141
3.4实际气体与范德瓦尔斯方程 143
本章提要 145
习题 146
第四章 热力学基础 150
4.1热力学第零定律 150
4.1.1热接触与热平衡 150
4.1.2热力学第零定律 150
4.1.3温度计和温标 151
4.2热力学第一定律 153
4.2.1热力学系统与热力学过程 153
4.2.2热力学第一定律 155
4.2.3热容量 158
4.2.4热力学第一定律对理想气体的应用 161
4.3热力学第二定律 168
4.3.1循环过程 169
4.3.2热力学第二定律 176
4.3.3热力学过程的方向性 179
4.3.4卡诺定理 181
4.3.5熵 182
4.4热力学第三定律 190
本章提要 191
习题 193
第五章 狭义相对论 198
5.1狭义相对论的基本原理和洛伦兹变换 198
5.1.1 牛顿力学的困难 199
5.1.2狭义相对论的基本假设 199
5.1.3洛伦兹变换 200
5.2.1同时性的相对性 207
5.2狭义相对论时空观 207
5.2.2 时间膨胀效应 208
5.2.3长度收缩效应 210
5.3狭义相对论动力学基础 212
5.3.1质速关系 213
5.3.2质能关系 214
5.3.3能量和动量关系 217
本章提要 218
习题 220
附录 222
附录A物理学的主要特点、思想和研究方法 222
附录B物理量、单位制和量纲 230
习题参考答案 236