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第一章物质与运动1

第一节 天体的运动和演化2

一、太阳系2

二、宇宙是无限的8

三、恒星的演化11

第二节 物质结构13

一、分子和原子14

二、原子不是物质可分性的极限16

三、基本粒子不基本18

第三节 物质的运动形式及其相互转化20

一、物质运动形式的多样性20

二、运动形式的相互转化23

三、自然界的事物和过程是相互联系着的25

第二章速度和加速度28

第一节 参考系29

一、质点29

二、参考系和坐标系30

三、长度标准和时间标准32

第二节 速度34

一、直线运动中的平均速度和瞬时速度34

二、直线运动中的路程42

三、速度矢量44

第三节 加速度47

一、匀变速直线运动的加速度47

二、匀变速直线运动的基本公式48

三、重力加速度52

四、一般变速直线运动的瞬时加速度54

五、加速度矢量56

第四节 速度和加速度沿直角坐标系各轴的分解65

一、速度在直角坐标系各轴上的投影65

二、加速度在直角坐标系各轴上的投影69

第三章牛顿运动定律73

第一节 力的概念 力的合成和分解74

一、力的概念和量度74

二、力的合成75

三、力的分解77

四、用投影法求合力80

第二节 牛顿第三定律82

一、牛顿第一定律84

第三节 牛顿第一定律84

二、物体的惯性86

三、惯性参考系86

第四节 牛顿第二定律88

一、力和加速度的关系88

二、质量90

三、牛顿第二定律92

四、单位制和量纲93

第五节 常见的力97

一、万有引力98

二、电场和磁场作用在带电粒子上的力101

三、弹性力和摩擦力102

第六节 牛顿运动定律在直线运动中的应用106

第七节 圆周运动116

一、圆周运动中的力117

二、人造地球卫星122

三、带电粒子在均匀磁场中的运动125

第八节 抛体运动127

一、抛体在重力场中的运动127

二、带电粒子在电场中的偏转133

第九节 伽利略相对性原理135

一、伽利略变换式和经典速度合成定理135

二、伽利略相对性原理141

第十节 非惯性系中的惯性力143

一、直线加速参考系中的惯性力144

二、离心力148

第十一节 牛顿力学的局限性156

一、功的概念160

第四章功和能160

第一节 功和功率160

二、力和物体运动方向不一致时的功163

三、变力的功168

四、功率176

第二节 能量181

一、能量181

二、机械能182

三、能量与功的关系183

第三节 动能和动能定理184

一、动能的表示式184

二、动能定理186

一、重力势能192

第四节 势能192

二、弹性势能194

三、保守力和非保守力 势能的一般概念195

第五节 功能原理 机械能守恒和转化定律202

一、功能原理202

二、机械能守恒和转化定律204

三、势能曲线208

四、能量守恒和转化定律212

第五章动量守恒定律214

第一节 质心和质心的运动214

一、质点系的质心214

二、刚体的质心218

三、刚体的重心223

四、质心运动定理224

第二节 动量守恒定律228

一、动量和冲量228

二、质点系动量定理233

三、动量守恒定律236

第三节 碰撞240

一、正碰240

二、斜碰247

第四节 火箭251

一、火箭的运动251

二、多级火箭和人造卫星的发射253

三、人造卫星的回收255

一、平动和转动256

第一节 角速度和角加速度256

第六章刚体力学256

二、角速度和角加速度258

三、转动刚体上任一点的速度及加速度262

四、角速度矢量和角加速度矢量265

第二节 转动惯量268

一、转动刚体的动能268

二、转动惯量269

三、平行轴定理和垂直轴定理273

第三节 转动定律276

一、力矩276

二、转动定律279

第四节 圆柱体的滚动285

第五节 刚体静力学290

一、质点角动量定理及角动量守恒定律294

第六节 角动量守恒定律294

二、质点系角动量定理及角动量守恒定律299

第七节 陀螺的运动305

第七章振动310

第一节 简谐振动310

一、振动的周期和频率、振幅、位相和初位相310

二、谐振子的运动方程317

三、谐振子的能量327

第二节 阻尼振动330

一、阻尼振动中位移与时间的关系331

二、品质因数334

第三节 受迫振动336

一、同频率、同方向的两个振动的合成343

第四节 振动的合成和分解343

二、频率相近的两个同方向振动的合成——拍347

三、谐振分析350

四、两个相互垂直的振动的合成354

五、迭加原理与非线性响应357

第八章波362

第一节 简谐波362

一、波的形成 波长362

二、横波与纵波366

三、波长、频率与波速的关系368

四、简谐波的表示式369

五、波在空间的传播373

一、波的一般表示式376

第二节 波动方程与波速376

二、波动方程与波速378

第三节 波的强度382

一、波的能量382

二、波的功率和强度385

第四节 波的迭加 驻波388

一、迭加原理388

二、波的干涉389

三、驻波391

四、简正模式397

第五节 多普勒效应399

第六节 超声波与亚声波406

一、静止流体内的压强410

第一节 流体的压强410

第九章流体力学410

二、运动流体内的压强413

第二节 流体静力学415

一、静止流体内不同点的压强415

二、水作用于水坝的力417

三、船舶的稳度418

第三节 理想流体的定常流动421

一、定常流动和连续性方程421

二、伯努利方程423

三、流速、流量的计算和测量425

第四节 流体的反作用力431

一、弯管中流体的反作用力432

二、流体在叶片上的反作用力433

第五节 粘滞流体的性质和流动规律436

一、粘滞性和粘滞系数436

二、圆管中的层流 泊肃叶公式438

三、斯托克斯公式441

四、湍流和雷诺数443

第十章狭义相对论基础446

第一节 迈克耳孙-莫雷实验447

一、伽利略变换与伽利略相对性原理447

二、以太之谜449

三、迈克耳孙-莫雷实验451

四、为解释迈克耳孙-莫雷实验结果所作的各种尝试456

第二节 洛仑兹变换459

一、相对论的两个基本假设459

二、洛仑兹变换461

第三节 相对论运动学效应465

一、同时性的相对性465

二、运动的棒缩短470

三、运动的钟变慢475

第四节 相对论中的速度变换482

一、速度变换关系482

二、角度变换关系484

第五节 四维空间486

一、四维间隔486

二、洛仑兹变换的几何意义487

第六节 相对论中的质量与动量491

一、相对论中的质量 质速关系491

二、相对论中牛顿第二定律的形式496

第七节 相对论中的能量 质能关系498

一、相对论中的能量表式498

二、反质子与质子的弹性碰撞504

三、非相对论极限与极端相对论极限506

附录矢量511

一、矢量的概念511

二、矢量的加法和减法512

三、矢量的分解514

四、矢量与标量的乘积518

五、矢量的标积518

六、矢量的矢积520

七、矢量的微分法521

习题524