第0章 绪论 1
0.1物理学的地位与意义 1
0.1.1物理学的概念 1
0.1.2物理学的研究对象 1
0.2物理学方法 2
0.2.1物理学是一门以实验为基础的科学 2
0.2.2物理思想和物理模型 2
0.3矢量代数的基本知识 3
0.3.1矢量的定义 3
0.3.2矢量的运算法则 3
0.3.3正交坐标系 5
第一篇 力学 9
第1章 质点运动学 9
1.1质点运动的基本概念之一 9
1.1.1参考系 质点 9
1.1.2位置矢量 运动方程 10
1.1.3物理量的单位与量纲 11
1.2质点运动的基本概念之二 13
1.2.1位移 路程 13
1.2.2速度 加速度 14
1.3质点的直线运动 17
1.4质点的平面曲线运动 21
1.4.1抛体运动 21
1.4.2圆周运动 22
1.5相对运动 26
习题 27
第2章 质点动力学 30
2.1牛顿运动定律 30
2.1.1牛顿运动第一定律 30
2.1.2牛顿运动第二定律 31
2.1.3牛顿运动第三定律 32
2.2几种常见的力 33
2.2.1万有引力 33
2.2.2弹力 34
2.2.3摩擦力 35
2.2.4牛顿运动定律的应用 37
2.2.5非惯性参考系 40
2.3功 动能定理 41
2.3.1功 41
2.3.2动能定理 44
2.4势能 功能原理 47
2.4.1保守力和势能 47
2.4.2功能原理 49
2.5机械能守恒定律 49
2.5.1机械能守恒定律 49
2.5.2能量守恒定律 50
2.6动量定理 动量守恒定律 51
2.6.1冲量 质点的动量定理 51
2.6.2质点系的动量定理 动量守恒定律 52
2.6.3质心 质心定理 54
2.7角动量定理 角动量守恒定律 57
2.7.1质点角动量及其定理 57
2.7.2冲量矩 质点的角动量守恒定律 58
2.7.3质点系的角动量定理 角动量守恒定律 60
习题 61
第3章 刚体的定轴转动 65
3.1刚体及其运动 65
3.1.1刚体的概念 65
3.1.2刚体的运动 65
3.2定轴转动刚体的角动量、转动惯量和动能 66
3.2.1刚体的角动量和转动惯量 66
3.2.2定轴转动刚体的动能 67
3.2.3转动惯量的计算 68
3.3定轴转动刚体的角动量关系 70
3.3.1刚体定轴转动定理——角动量定理的微分形式 70
3.3.2刚体定轴转动的冲量矩定理——角动量定理的积分形式 73
3.3.3刚体定轴转动的角动量守恒定律 73
3.4定轴转动刚体的功能关系 75
3.4.1力矩的功 75
3.4.2定轴转动的动能定理 76
3.4.3刚体的重力势能 77
3.4.4刚体力学系统的机械能守恒定律 77
3.5进动 79
习题 81
第4章 机械振动和机械波 83
4.1简谐振动的基本概念 83
4.1.1简谐振动的动力学和运动学方程 83
4.1.2简谐振动的描述 84
4.1.3简谐振动的旋转矢量图表示法 85
4.1.4简谐振动的能量 87
4.1.5单摆 88
4.2简谐振动的合成 90
4.2.1两个同方向同频率简谐振动的合成 90
4.2.2两个相互垂直的同频率简谐振动的合成 91
4.3阻尼振动 受迫振动 共振 92
4.3.1阻尼振动 92
4.3.2受迫振动 94
4.3.3共振 94
4.4机械波及其特征量 95
4.4.1机械波产生的条件 95
4.4.2波传播的几何描述 96
4.4.3波速 97
4.4.4波长、频率和波数 97
4.5平面简谐波及波动方程 98
4.5.1平面简谐波的运动学方程 98
4.5.2平面简谐波运动学方程的意义 99
4.5.3平面简谐波动力学方程 100
4.6惠更斯原理 波的衍射现象 103
4.6.1惠更斯原理 103
4.6.2波的衍射 104
4.7波的叠加与干涉 驻波 104
4.7.1波的叠加原理 104
4.7.2波的干涉 104
4.7.3驻波 106
4.8多普勒效应 111
习题 114
第二篇 热学 121
第5章 热力学基础 121
5.1热力学的基本概念 121
5.1.1系统 121
5.1.2平衡态 121
5.1.3状态参量 122
5.2热力学第零定律 物态方程 122
5.2.1热力学第零定律 温度 122
5.2.2物态方程 124
5.2.3理想气体的物态方程 125
5.2.4实际气体的物态方程 126
5.3准静态过程 做功 热传递 126
5.3.1准静态过程 126
5.3.2做功 127
5.3.3热传递 128
5.3.4热容量 128
5.3.5热量与热质说 129
5.4热力学第一定律 129
5.4.1内能 129
5.4.2热力学第一定律 130
5.4.3理想气体的等体过程 131
5.4.4理想气体的等压过程 132
5.4.5理想气体的等温过程 133
5.5绝热过程与多方过程 134
5.5.1绝热过程 134
5.5.2多方过程 135
5.6循环过程 卡诺循环 136
5.6.1热机工作原理 循环过程 136
5.6.2正循环与热机 137
5.6.3逆循环与致冷机 137
5.6.4卡诺循环 138
5.7热力学第二定律 140
5.7.1可逆过程与不可逆过程 140
5.7.2热力学第二定律的两种表述 140
5.7.3卡诺定理 142
5.8熵 熵增加原理 142
5.8.1克劳修斯等式和不等式 142
5.8.2熵和熵增加原理 143
习题 145
第6章 气体动理论 147
6.1气体动理论的基本概念 147
6.1.1气体动理论的基本内容 147
6.1.2宏观量与微观量的关系 147
6.1.3气体动理论的研究方法——统计方法 148
6.2理想气体压强和温度的微观解释 149
6.2.1理想气体的微观模型 149
6.2.2理想气体压强的微观意义 149
6.2.3温度的微观意义 151
6.3能量按自由度均分定理 152
6.3.1能量按自由度均分定理 152
6.3.2理想气体的内能 153
6.4麦克斯韦速度分布律 154
6.4.1麦克斯韦速度分布律 155
6.4.2麦克斯韦速率分布律 155
6.4.3麦克斯韦速率分布律的实验验证 157
6.5气体分子的平均碰撞次数和平均自由程 158
习题 160
习题参考答案 162