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绪论1

第一篇 力学10

第1章 质点运动学10

1.1 时间、空间与量纲11

1.2 质点运动的描述14

1.2.1 质点 参考系 坐标系14

1.2.2 位置矢量与运动方程15

1.2.3 位移与路程16

1.2.4 速度16

1.2.5 加速度17

1.3 圆周运动 切向加速度和法向加速度20

1.4 相对运动25

本章提要27

思考题29

习题30

第2章 质点动力学32

2.1 牛顿运动定律32

2.1.1 牛顿第一定律32

2.1.2 牛顿第二定律33

2.1.3 牛顿第三定律34

2.1.4 牛顿定律的应用35

2.2 惯性系与非惯性系力学37

2.3 冲量 动量守恒定律39

2.3.1 冲量 质点的动量定理39

2.3.2 质点系的动量定理41

2.3.3 动量守恒定律43

2.4 功和能 机械能守恒定律45

2.4.1 功 功率46

2.4.2 质点的动能定理48

2.4.3 质点系的功能原理50

2.4.4 机械能守恒定律与能量守恒定律54

本章提要57

思考题58

习题59

第3章 刚体的定轴转动62

3.1 刚体运动的描述62

3.1.1 平动和转动62

3.1.2 定轴转动的角量描述63

3.2 刚体定轴转动定律 转动惯量65

3.2.1 力矩65

3.2.2 转动定律67

3.2.3 转动惯量68

3.2.4 转动定律应用举例72

3.3 刚体定轴转动的功和能74

3.3.1 力矩的功74

3.3.2 转动动能74

3.3.3 刚体定轴转动的动能定理75

3.3.4 刚体的重力势能75

3.4 角动量定理 角动量守恒定律77

3.4.1 质点的角动量77

3.4.2 刚体对定轴的角动量78

3.4.3 刚体的角动量定理79

3.4.4 角动量守恒定律及其应用80

3.5 碰撞82

本章提要84

思考题85

习题86

第4章 狭义相对论89

4.1 爱因斯坦基本假设89

4.1.1 力学相对性原理和伽俐略变换89

4.1.2 狭义相对论产生的实验基础和历史条件92

4.2.1 洛伦兹坐标变换96

4.2 洛伦兹变换96

4.1.3 爱因斯坦基本假设（狭义相对论基本原理）96

4.2.2 洛伦兹速度变换100

4.3 狭义相对论时空观102

4.3.1 “同时性”的相对性102

4.3.2 时间膨胀103

4.3.3 长度收缩105

4.3.4 因果关系的绝对性107

4.4 相对论动力学基础108

4.4.1 相对论质速关系108

4.4.3 相对论动能109

4.4.2 相对论动力学的基本方程109

4.4.4 静能、总能和质能关系110

4.4.5 能量和动量的关系112

本章提要114

思考题115

习题116

第5章 机械振动118

5.1 简谐振动118

5.1.1 简谐振动的方程（简谐振动的速度和加速度）118

5.1.2 描述简谐振动的特征量120

5.1.3 旋转矢量法122

5.1.4 简谐振动的实例125

5.1.5 简谐振动的能量127

5.2 简谐振动的合成128

5.2.1 两个同方向同频率简谐振动的合成128

5.2.2 两个同方向不同频率的简谐振动的合成131

5.2.3 相互垂直的简谐振动的合成132

5.3 阻尼振动 受迫振动 共振134

5.3.1 阻尼振动134

5.3.2 受迫振动 共振136

本章提要137

思考题139

习题140

第6章 机械波144

6.1 机械波的产生和传播144

6.1.1 机械波的形成144

6.1.2 描述波动的物理量145

6.2 平面简谐波的波动方程147

6.3 波的能量151

6.3.1 波的能量和能量密度151

6.3.2 波的能流和能流密度152

6.4.1 惠更斯原理 波的衍射153

6.4 波的衍射 干涉153

6.4.2 波的叠加原理 波的干涉154

6.5 驻波157

6.5.1 驻波的形成157

6.5.2 驻波的波动方程157

6.5.3 半波损失160

6.6 多普勒效应160

本章提要162

思考题165

习题166

7.1 平衡态 温度 理想气体状态方程170

7.1.1 平衡态170

第二篇 热物理学170

第7章 气体动理论170

7.1.2 温度171

7.1.3 理想气体状态方程172

7.1.4 统计规律的基本概念172

7.2 理想气体的压强174

7.2.1 理想气体的微观模型 平衡状态气体的统计假设174

7.2.2 理想气体压强公式及其统计意义175

7.3.1 温度的微观解释177

7.3 温度的微观本质177

7.3.2 方均根速率178

7.4 能量均分定理 理想气体的内能179

7.4.1 分子的自由度179

7.4.2 能量均分定理180

7.4.3 理想气体的内能181

7.5 麦克斯韦速率分布182

7.5.1 麦克斯韦速率分布律182

7.5.2 三个统计速率184

7.6 玻耳兹曼分布187

7.7 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程189

本章提要191

思考题193

习题194

第8章 热力学基础196

8.1 准静态过程196

8.1.1 准静态过程196

8.1.2 内能、功和热量197

8.1.3 准静态过程的功和热量198

8.2 热力学第一定律199

8.2.1 热力学第一定律199

8.2.2 热力学第一定律对理想气体平衡过程的应用200

8.3 循环过程和卡诺循环206

8.3.1 循环过程206

8.3.2 卡诺循环207

8.4 热力学第二定律211

8.4.1 热力学第二定律211

8.4.2 热力学第二定律两种表述的等效性213

8.4.3 可逆与不可逆过程214

8.4.4 卡诺定理215

8.5 热力学第二定律的统计意义 熵216

8.5.1 热力学第二定律的统计意义216

8.5.2 熵 熵增原理218

8.5.3 熵的热力学表示220

8.5.4 熵与能量退化 开放系统熵变223

本章提要225

思考题227

习题228

附录Ⅰ 国际单位制（SI）230

附录Ⅱ 常用基本物理常量表232

附录Ⅲ 物理量的名称、符号和单位（SI）一览表233

附录Ⅳ 空气、水、地球、太阳系一些常用数据236

习题答案237