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第一章绪论1

1.1 质量1

1.1.1 质量的概念1

1.1.2 物体与质点2

1.1.3 静止质量与动质量3

1.2 时间与空间4

1.2.1 经典的时－空观4

1.2.2 参照系与坐标系5

1.2.3 物理世界的时间与空间7

1.2.4 时间和长度的基准8

1.3.1 国际单位制——SI制9

1.3 单位制与量纲9

1.3.2 量纲10

1.3.3 常用的单位词头11

思考题11

习题12

第二章运动学13

2.1 质点运动的描述13

2.1.1 位矢与位移13

2.1.2 速度15

2.1.3 加速度17

2.2 转动19

2.2.1 角速度与角加速度19

2.2.2 圆周运动22

2.2.3 自然坐标23

2.2.4 用极坐标描述运动——科里奥利加速度24

2.3 相对运动——伽利略变换27

2.3.1 伽利略变换27

2.3.2 相对平动的参照系28

2.3.3 相对转动的参照系30

2.4 刚体运动的描述32

2.4.1 自由度32

2.4.2 刚体的运动34

附录A 平面曲线的曲率36

思考题37

习题39

3.1.1 运动第一定律的表述43

3.1 运动第一定律——惯性定律43

第三章运动定律43

3.1.2 惯性与惯性参照系44

3.1.3 相对性原理45

3.2 运动第二定律——动量定理46

3.2.1 运动第二定律的表述46

3.2.2 动量与冲量46

3.3 运动第三定律——作用与反作用定律48

3.3.1 运动第三定律的表述48

3.3.2 物体与质点组49

3.3.3 基本的相互作用50

3.4 常用的描述方法52

3.4.1 重力与重力加速度52

3.4.2 弹性力53

3.4.3 摩擦力——固体间的摩擦55

3.4.4 流体的阻力58

附录B 物质结构的层次60

思考题62

习题63

第四章动量与动量矩67

4.1 动量定理与动量守恒定律67

4.1.1 质心67

4.1.2 动量定理70

4.1.3 动量守恒定律71

4.2.1 质心参照系74

4.2 相对于质心的运动74

4.2.2 两体问题75

4.2.3 碰撞76

4.2.4 四类碰撞77

4.3 动量矩（角动量）与力矩80

4.3.1 质点的动量矩定理80

4.3.2 角动量81

4.3.3 对固定轴的动量矩定理83

4.4 动量矩定理与动量矩守恒定律85

4.4.1 动量矩定理的导出85

4.4.2 动量矩定理的意义86

4.4.3 动量矩守恒定律88

4.5.1 刚体绕固定轴转动90

4.5 初等刚体动力学90

4.5.2 通过质心的固定轴93

4.5.3 刚体的主轴95

4.5.4 进动96

思考题98

习题100

第五章非惯性参照系动力学106

5.1 等效原理——惯性力106

5.1.1 惯性力的概念106

5.1.2 等效原理——惯性力场107

5.2 转动的非惯性参照系108

5.2.1 转动参照系的惯性力场108

5.2.2 重力加速度的测量值——视重109

5.2.3 离心机110

5.2.4 傅科摆111

5.3 地球上的几种自然现象113

5.3.1 潮汐113

5.3.2 河水对河岸的冲刷114

5.3.3 大气中的涡旋115

思考题115

习题116

第六章能量118

6.1 动能与功118

6.1.1 运动积分——质点的动能定理118

6.1.2 正交方向的功与动能120

6.2.1 质点组的动能与动能定理122

6.2 质点组的动能定理122

6.1.3 动能与功的单位122

6.2.2 内力的功124

6.2.3 质点组动能定理的表达式126

6.3 势能和机械能守恒定理129

6.3.1 保守力与耗散力129

6.3.2 势能与机械能131

6.3.3 引力势能与电势能133

6.3.4 弹性势能134

6.4 能量与能量守恒定律136

6.4.1 热力学第一定律136

6.4.2 相对论的能量与能量守恒定律138

附录C 流体的运动140

思考题144

习题146

第七章保守场中的运动150

7.1 保守场的图示——势能曲线150

7.1.1 势能与保守力的关系150

7.1.2 势能曲线151

7.1.3 势阱153

7.1.4 势垒154

7.2 平方反比力场155

7.2.1 轨迹155

7.2.2 引力场中的运动158

7.2.3 三种宇宙速度159

7.2.4 斥力场中的运动160

7.3.1 折合质量与质心系中的动能162

7.3 在质心系中解两体问题——折合质量162

7.3.2 质心系中的动量与动量矩164

思考题165

习题166

第八章振动168

8.1 简谐振动与无耗线性振子168

8.1.1 研究振动的意义168

8.1.2 无耗线性振子的自由振动168

8.1.3 描述简谐振动的参量170

8.1.4 简谐振动的几何表示172

8.2 振动的合成173

8.2.1 一维同频率振动的合成173

8.2.2 一维不同频率振动的合成175

8.2.3 二维振动的合成177

8.3 有耗振子的自由振动179

8.3.1 有耗线性振子179

8.3.2 弱阻尼振子的自由振动180

8.3.3 强阻尼振子182

8.4 线性振子的受迫振动183

8.4.1 受迫振动的建立过程183

8.4.2 稳定的受迫振动与谐振185

8.4.3 相差与功率因数187

8.5 自激振动188

8.5.1 产生自激振动的方法188

思考题189

8.5.2 参量激励振动189

习题191

第九章波动194

9.1 波动传播的描述194

9.1.1 波动现象194

9.1.2 简谐波的描述——波线与波面195

9.1.3 描述简谐波的参量197

9.2 波的动力学方程与能流198

9.2.1 无耗介质中的波动方程——纵波198

9.2.2 横波的方程200

9.2.3 能流202

9.3.1 惠更斯原理204

9.3 惠更斯原理204

9.3.2 反射定律与折射定律205

9.4 波的叠加——干涉207

9.4.1 线性介质中的叠加原理207

9.4.2 驻波209

9.4.3 谐振腔211

9.5 多普勒效应与激震波213

9.5.1 多普勒效应213

9.5.2 激震波215

9.6 光速不变原理216

9.6.1 关于以太和光速的困惑216

9.6.2 洛伦兹的假说218

9.6.3 光速不变原理219

附录D 线性关系220

思考题221

习题223

第十章相对论力学简述227

10.1 相对论的时间与空间——四维空间227

10.1.1 光速不变原理的内涵227

10.1.2 特殊洛伦兹变换229

10.1.3 长度收缩——空间的相对性232

10.1.4 时间膨胀——时间的相对性233

10.1.5 同时的相对性——时间与空间相关234

10.2 速度的变换与电磁波的多普勒效应235

10.2.1 速度的变换235

10.2.2 电磁波（光波）的多普勒效应237

10.3 动力学的基本定律238

10.3.1 动量守恒定律238

10.3.2 质量守恒定律241

10.3.3 能量守恒定律243

10.4 关于引力的探索246

10.4.1 惯性质量与引力质量246

10.4.2 等效原理的意义247

10.4.3 电磁波的引力效应248

10.4.4 有引力场的时间与空间250

附录E 四维时空的动量与力251

思考题253

习题255