第一篇 经典力学 3
第○章 经典力学史话——读史使人明智 3
0.1 经典力学的建立——近代科学的起步 3
0.2 经典力学的完善 5
0.3 建立经典力学的有关人物及其科学思想和方法简介 6
0.4 万有引力定律的发现 21
第一章 质点运动学 28
1.1 质点 参考系和坐标系 28
一、质点 28
二、参考系和坐标系 29
1.2 位置矢量、位移、速度和加速度 32
一、位置矢量和质点运动方程 32
二、位移 33
三、速度 34
四、加速度 36
1.3 求解运动学问题举例 38
1.4 圆周运动 39
一、平面极坐标系 40
二、圆周运动的角速度和角加速度 40
三、匀速率圆周运动 42
四、变速圆周运动 切向加速度和法向加速度 42
五、匀变角速圆周运动 44
1.5 相对运动 46
一、时间与空间 46
二、相对运动 47
思考题 49
习题 50
第二章 牛顿运动定律 53
2.1 牛顿运动三定律 53
一、牛顿第一定律 53
二、牛顿第二定律 54
三、牛顿第三定律 55
2.2 生活中常见的几种力 56
一、万有引力和重力 56
二、弹性力 57
三、摩擦力 58
2.3 惯性参考系与牛顿运动定律的局限性 60
2.4 牛顿运动定律的应用 60
思考题 66
习题 67
第三章 动量和角动量 70
3.1 质点的动量定理 70
一、动量和冲量 70
二、质点动量定理 70
3.2 质点系的动量定理 73
3.3 动量守恒定律 74
3.4 质心运动定理 78
一、质心 78
二、质心运动定理 81
3.5 角动量定理 84
一、质点的角动量 84
二、质点的角动量定理 84
3.6 角动量守恒定律 85
思考题 87
习题 88
第四章 能量和能量守恒定律 91
4.1 功 质点动能定理 91
一、功 91
二、功率 93
三、动能和动能定理 93
4.2 保守力的功 势能 95
一、保守力做功的特点 95
二、势能 97
4.3 功能原理 机械能守恒定律 100
一、质点系的动能定理 101
二、功能原理 101
三、机械能守恒定律 102
4.4 两体碰撞 105
一、完全弹性碰撞 106
二、完全非弹性碰撞 107
三、非完全弹性碰撞 108
4.5 流体力学简介 108
一、理想流体 108
二、伯努利方程 109
思考题 112
习题 114
第五章 刚体力学 117
5.1 刚体运动学 117
一、刚体 117
二、刚体的基本运动形式 117
三、刚体定轴转动的描述 118
四、刚体定轴转动的匀变速转动 119
5.2 转动定律及其应用 122
一、力矩 122
二、转动定理 123
三、转动定理的应用 124
5.3 刚体定轴转动的角动量定理及角动量守恒定理 129
一、刚体定轴转动的角动量 129
二、刚体定轴转动的角动量定理 129
三、刚体定轴转动的角动量守恒定律 130
5.4 力矩的功 刚体绕定轴转动的动能定理 131
一、力矩的功 131
二、定轴转动刚体的动能 132
三、刚体绕定轴转动的动能定理 132
四、刚体的重力势能 132
五、应用举例 133
思考题 134
习题 135
参考文献 138
第六章 机械振动 140
6.1 简谐振动 140
一、简谐振动 141
二、简谐振动的特征物理量 142
6.2 简谐振动的旋转矢量表示法 145
一、简谐振动的旋转矢量表示法 145
二、用旋转矢量表示相位差 146
6.3 简谐振动的实例分析 150
一、单摆 150
二、复摆 151
三、扭摆 153
6.4 简谐振动的能量 155
一、简谐振动的能量 155
二、能量平均值 156
6.5 简谐振动的合成 157
一、两个同方向同频率简谐振动的合成 157
二、多个同方向同频率简谐振动的合成 158
三、两个同方向不同频率简谐振动的合成 拍现象 159
6.6 阻尼振动 受迫振动 共振 161
一、阻尼振动 161
二、受迫振动 164
三、共振 165
思考题 168
习题 169
阅读材料：混沌简介 172
参考文献 177
第七章 机械波 178
7.1 波的基本概念 178
一、机械波的产生 178
二、横波和纵波 178
三、波线、波面、波前 179
四、波长 波的周期和频率 波速 180
7.2 平面简谐波的波函数 183
一、平面简谐波的波函数 183
二、波函数的物理意义 185
7.3 波的能量 188
一、波的能量 能量密度 188
二、能流密度 190
三、波的吸收 191
7.4 波的叠加 192
一、惠更斯原理 波的衍射 192
二、波的叠加原理 波的干涉 194
三、驻波 半波损失 196
7.5 声波 超声波和次声波 201
一、声波 201
二、超声波与次声波的应用 202
7.6 多普勒效应 203
一、波源相对于介质不动，观察者以速率vo向着波源运动 204
二、观察者相对于介质不动，波源以速率vs向着观察者运动 204
三、相对于介质波源和观察者同时运动 205
思考题 206
习题 208
阅读材料一 孤波 209
阅读材料二 多普勒效应应用举例 212
第二篇 热学 217
第八章 气体动理论 217
8.1 热力学系统 217
一、平衡态和状态参量 217
二、理想气体物态方程 218
8.2 理想气体的压强公式 219
一、理想气体微观模型 219
二、理想气体压强公式 220
8.3 理想气体的温度公式 223
一、理想气体温度公式 223
二、气体分子的方均根速率 224
8.4 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 225
一、自由度 225
二、能量按自由度均分定理 226
三、理想气体的内能 227
8.5 麦克斯韦速率分布律 228
一、速率分布函数 228
二、麦克斯韦速率分布函数与三种速率 230
三、麦克斯韦速度分布律 232
8.6 玻耳兹曼分布律 232
一、重力场中气体分子数密度随高度的变化 232
二、玻耳兹曼能量分布律 233
8.7 分子的平均碰撞次数与平均自由程 234
8.8 实际气体的范德瓦耳斯方程 236
思考题 237
习题 238
第九章 热力学基础 239
9.1 功 内能 热量 239
9.2 热力学第一定律 240
一、热力学第一定律 240
二、准静态过程 241
三、内能、功、热量的计算 242
9.3 热力学第一定律的应用 243
一、理想气体的等体过程 243
二、理想气体的等压过程 244
三、理想气体的等温过程 246
四、理想气体的绝热过程 247
9.4 循环过程、卡诺循环 249
一、循环过程及热机效率 249
二、卡诺循环及其效率 252
9.5 热力学第二定律 255
一、自然现象的不可逆性 255
二、热力学第二定律 256
三、卡诺定理 256
四、熵和熵增加原理 256
五、热力学第二定律的统计意义 259
思考题 260
习题 261
阅读材料：热力学与能量守恒定律的建立 262