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绪论1

第一章 质点运动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7

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16

三、自然坐标系20

1-4 牛顿运动定律22

一、牛顿第一定律22

二、牛顿第二定律23

三、牛顿第三定律25

1-5 力学中常见的力25

一、万有引力26

二、弹性力29

三、摩擦力32

1-6 伽利略相对性原理34

一、伽利略相对性原理34

二、伽利略变换35

三、惯性力37

习题40

第二章 机械能守恒定律45

2-1 功和功率45

一、功45

二、功率47

2-2 动能和动能定理49

2-3 势能52

一、引力势能和重力势能52

二、弹力势能54

三、保守力55

四、势能曲线56

2-4 机械能守恒定律58

一、功能原理58

二、机械能守恒定律59

习题64

第三章 动量守恒定律67

3-1 动量和动量定理67

3-2 质点系动量定理和质心运动定理70

一、质点系动量定理70

二、质心72

三、质心运动定理73

3-3 动量守恒定律73

3-4 碰撞76

一、碰撞现象76

二、完全弹性碰撞77

三、完全非弹性碰撞78

3-5 运载火箭的运动79

习题81

第四章 角动量守恒定律84

4-1 力矩84

一、力矩的一般意义84

二、力对轴的力矩85

4-2 质点角动量守恒定律87

一、角动量87

二、角动量定理88

三、质点角动量守恒定律89

4-3 质点系角动量守恒定律91

习题93

第五章 刚体力学95

5-1 刚体的运动95

一、平动和转动95

二、刚体的定轴转动96

5-2 刚体动力学97

一、刚体的转动动能97

二、刚体的转动惯量98

三、力矩作的功101

四、动能定理103

五、转动定理103

5-3 定轴转动刚体的角动量守恒定律106

一、刚体对转轴的角动量106

二、刚体对转轴的角动量定理107

三、刚体对转轴的角动量守恒定律107

5-4 固体的形变和弹性109

一、固体在外力作用下的一般情形109

二、固体的弹性形变110

习题111

第六章 流体力学114

6-1 流体的压强114

6-2 理想流体及其连续性方程116

一、关于理想流体的几个概念116

二、理想流体的连续性方程117

6-3 伯努利方程119

6-4 黏性流体的运动122

一、流体的黏性122

二、黏性流体的运动规律125

三、泊肃叶定律126

四、湍流和雷诺数127

五、斯托克斯黏性公式127

习题128

第七章 振动和波动131

7-1 简谐振动131

一、简谐振动的基本特点131

二、描述简谐振动的特征量133

三、简谐振动的矢量图解法和复数解法134

四、简谐振动的能量137

7-2 简谐振动的叠加139

一、同一直线上两个同频率简谐振动的合成139

二、同一直线上两个频率相近的简谐振动的合成141

三、两个互相垂直的简谐振动的合成144

四、振动的分解147

7-3 阻尼振动、受迫振动和共振148

一、阻尼振动148

二、受迫振动150

三、共振151

7-4 关于波动的基本概念152

一、波的产生和传播152

二、横波和纵波153

三、波线和波面154

四、波速、波长以及波的周期和频率154

五、波动所遵从的基本原理156

7-5 简谐波157

7-6 波动方程和波的能量161

一、一维波动方程161

二、波的能量164

三、波的能流和能流密度165

7-7 波的干涉166

一、波的干涉现象和规律166

二、驻波168

7-8 多普勒效应171

一、多普勒效应171

二、冲击波174

7-9 声波、超声波和次声波175

一、声波175

二、超声波和次声波179

习题181

第八章 狭义相对论185

8-1 狭义相对论的基本原理185

一、伽利略变换与经典时空观念185

二、狭义相对论产生的背景和条件186

三、狭义相对论的基本原理188

8-2 狭义相对论的时空观190

一、同时性的相对性190

二、时间延缓效应191

三、长度收缩效应192

四、速度变换法则193

8-3 狭义相对论动力学194

一、质速关系195

二、相对论动力学基本方程196

三、质能关系197

四、能量-动量关系198

习题199

第九章 气体、固体和液体的基本性质201

9-1 气体动理论和理想气体模型201

一、气体的分子状况201

二、理想气体模型203

三、理想气体状态的描述204

9-2 理想气体的压强和温度206

一、理想气体的压强公式206

二、热力学第零定律208

三、温度的微观解释209

9-3 理想气体的内能211

一、分子运动自由度211

二、能量均分定理212

三、理想气体的内能213

9-4 麦克斯韦速率分布律215

一、麦克斯韦速率分布律215

二、用速率分布函数求分子速率的统计平均值217

三、麦克斯韦速率分布律的实验验证218

9-5 范德瓦耳斯方程219

一、范德瓦耳斯方程的导出219

二、范德瓦耳斯等温线和临界点222

9-6 气体内的输运过程224

一、气体分子的碰撞频率和平均自由程224

二、黏性226

三、热传导229

四、扩散230

9-7 固体的性质及晶体结构的一般概念232

一、固体的一般性质232

二、关于晶体结构的一些概念233

9-8 晶体中粒子的相互作用235

一、晶体的结合236

二、结合力的共同特征239

9-9 非晶态固体的结构和应用241

一、非晶态固体的微观结构241

二、非晶态固体的应用244

9-10 液体和液晶的微观结构245

一、液体的微观结构245

二、液晶的类型和结构246

9-11 液体的表面性质248

一、表面张力248

二、弯曲液面下的附加压强250

三、与固体接触处液面的性质252

四、毛细现象252

习题254

第十章 电荷和静电场258

10-1 电荷和库仑定律258

一、电荷258

二、库仑定律260

10-2 电场和电场强度262

一、电场262

二、电场强度262

三、电场强度的计算263

10-3 高斯定理268

一、电场线268

二、电通量270

三、高斯定理272

10-4 电势及其与电场强度的关系276

一、静电场属于保守场276

二、电势能、电势差和电势277

三、电势的计算279

四、等势面280

五、电势与电场强度的关系281

10-5 静电场中的金属导体284

一、金属导体的静电平衡284

二、导体表面的电荷和电场286

三、导体空腔287

四、导体静电平衡性质的应用288

10-6 电容和电容器291

一、孤立导体的电容291

二、电容器292

三、电容的计算292

四、电容器的联接294

10-7 静电场中的电介质295

一、电介质的极化295

二、极化强度矢量296

三、极化强度与极化电荷的关系296

四、极化电荷对电场的影响298

五、电介质存在时的高斯定理300

六、边界条件301

10-8 静电场的能量304

习题307

第十一章 电流和恒磁场312

11-1 恒定电流条件和导电规律312

一、电流强度和电流密度312

二、电流的连续性方程和恒定电流条件314

三、导体的电阻315

四、导体的电阻率316

五、欧姆定律317

六、电功率和焦耳定律317

七、电动势318

11-2 磁场和磁感应强度319

一、磁现象319

二、磁感应强度320

三、磁感应线和磁通量322

11-3 毕奥-萨伐尔定律323

11-4 磁场的高斯定理和安培环路定理326

一、磁场的高斯定理326

二、安培环路定理327

11-5 磁场对电流的作用330

一、安培定律330

二、两平行长直电流之间的相互作用330

三、磁场对载流线圈的作用332

11-6 带电粒子在磁场中的运动334

一、洛伦兹力和粒子的运动方程334

二、带电粒子在匀强磁场中的运动335

三、带电粒子比荷的测定336

四、霍耳效应338

五、电子感应加速器341

11-7 磁介质的磁化342

一、物质磁性的概述342

二、磁化的磁介质内的磁感应强度343

三、磁化强度与磁化电流的关系345

四、有磁介质存在时的安培环路定理346

五、边界条件348

11-8 抗磁性349

11-9 铁磁性351

一、自发磁化强度352

二、居里温度352

三、铁磁体内的磁畴结构352

四、磁滞现象353

习题354

习题答案359

附录371

（一）物理学常用常量371

（二）矢量分析中的常用关系式372

（三）国际单位制的有关规定374