绪论

一、物理学及其与其他学科和技术的关系

二、物理学的方法和科学态度

三、物理测量与单位制

四、物质世界的层次和数量级

五、物理学中的力学

第一章 质点运动学

1.1质点及其运动的描述

一、质点 参考系和坐标系

二、位置矢量和运动学方程

三、位移和路程

四、速度和速率

五、加速度

1.2质点的直线运动

一、直线运动中的运动学方程、位移、速度和加速度

二、直线运动中的基本计算

三、两种特殊的直线运动

四、从伽利略对落体的研究谈逻辑思维方法

1.3质点的平面曲线运动

一、抛体运动

二、圆周运动

三、圆周运动的角量描述

1.4相对运动

本章提要

思考题一

习题一

科学家简介 伽利略

第二章 动量守恒 质点动力学

2.1惯性定律 惯性系

2.2动量守恒定律与动量定理

一、质点之间的相互作用 质量

二、动量 动量守恒定律

三、力和力的叠加原理 质点系动量守恒的条件

四、牛顿运动定律 冲量 动量定理

2.3牛顿运动定律及其应用

一、牛顿运动定律的表述

二、自然界中常见的力和四种基本相互作用

三、应用举例

2.4伽利略相对性原理 惯性力

一、伽利略相对性原理

二、伽利略变换和绝对时空观

三、惯性力

2.5牛顿绝对时空观的局限和惯性的起源

本章提要

思考题二

习题二

第三章 机械能守恒

3.1功和功率

一、功

二、功率

3.2动能 动能定理

一、动能 质点的动能定理

二、质点系的动能定理

3.3势能 机械能守恒定律

一、保守力和非保守力

二、势能

三、功能原理和机械能守恒定律

四、保守系与时间反演不变性

五、势能曲线

六、从能量守恒和转化定律的确立谈从特殊到普遍的研究方法

3.4质心系与两体碰撞

一、动量中心系和质心

二、质心运动定理

三、克尼希定理 资用能

四、两体碰撞

本章提要

思考题三

习题三

第四章 角动量守恒

4.1角动量和角动量守恒定律

4.2力矩和角动量定理

一、力矩 质点的角动量定理和守恒定律

二、质点系的角动量定理和守恒定律

三、质心系的角动量定理

4.3对称性与守恒定律

一、对称性

二、物理定律的对称性

三、对称性原理

四、对称性与守恒定律

五、对称性的自发破缺

本章提要

思考题四

习题四

第五章 万有引力

5.1开普勒的行星运动三定律

一、开普勒的行星运动三定律

二、开普勒的科学思想方法

5.2万有引力定律

一、万有引力定律的建立

二、万有引力定律的表述

三、万有引力常量与天体质量

四、引力理论的成就与意义

五、混沌 太阳系的稳定性

5.3引力场和引力势

一、近距作用和超距作用

二、引力场强度及其叠加原理

三、高斯定理及其应用

四、引力势

5.4潮汐

一、潮汐

二、牛顿的科学思想方法

本章提要

思考题五

习题五

科学家简介 牛顿

第六章 刚体力学

6.1刚体运动学

一、刚体的平动和定轴转动

二、刚体的平面平行运动

6.2刚体的定轴转动

一、刚体定轴转动的角动量和转动惯量

二、刚体定轴转动的角动量定理和转动定理

三、刚体定轴转动的动能定理

6.3刚体的平面平行运动

一、刚体平面平行运动的动力学方程

二、瞬心系中的角动量定理

三、刚体平面平行运动的动能

6.4刚体的平衡

6.5陀螺的运动

一、不受外力矩作用陀螺的运动

二、在外力矩作用下陀螺的运动

三、地球的进动与章动

本章提要

思考题六

习题六

第七章 连续体力学

7.1固体的弹性

一、直杆的拉伸或压缩

二、弹性体的剪切形变

三、梁的弯曲

四、杆的扭转

7.2流体静力学

一、静止流体内一点的压强

二、静止流体内压强的分布

三、帕斯卡原理

四、阿基米德原理

7.3理想流体的定常流动

一、理想流体

二、理想流体的定常流动

三、不可压缩流体的连续性方程

四、伯努利方程及其应用

五、流体的反作用力

六、理想流体的角动量守恒

7.4粘性流体的流动

一、粘滞定律

二、湍流 雷诺数

三、泊肃叶公式

四、不可压缩粘性流体的伯努利方程

五、固体在流体中受到的阻力

六、流体的升力

本章提要

思考题七

习题七

第八章 机械振动

8.1简谐振动

一、简谐振动的基本特征

二、描述简谐振动的特征量

三、简谐振动的振动曲线和相图

四、简谐振动的矢量表示法

五、简谐振动的能量

8.2简谐振动的合成

一、同方向同频率简谐振动的合成

二、同方向不同频率简谐振动的合成

三、相互垂直简谐振动的合成

8.3振动的分解

8.4阻尼振动 受迫振动和共振

一、阻尼振动

二、受迫振动

三、共振

8.5非线性振动

一、自激振动

二、软激励和硬激励自振 稳定的和不稳定的极限环

本章提要

思考题八

习题八

第九章 波动与声

9.1波的基本概念

一、机械波产生的条件

二、横波与纵波

三、平面波和球面波

四、描述波动的物理量

9.2平面简谐波的波函数

一、平面简谐波的波函数

二、波动中介质质元的位移、速度和加速度

9.3波动方程

9.4波的能量

一、波的能量

二、声强与声压

9.5惠更斯原理 波的衍射

一、惠更斯原理

二、波的衍射

9.6波的叠加原理 波的干涉

一、波的叠加原理

二、波的干涉

三、驻波

9.7多普勒效应

一、相对于介质波源静止而观察者运动

二、相对于介质观察者静止而波源运动

三、相对于介质波源和观察者同时运动

四、击波

五、从电话的诞生谈类比方法

本章提要

思考题九

习题九

第十章 相对论

10.1爱因斯坦狭义相对论的历史背景和思想发展线索

一、狭义相对论的历史背景

二、爱因斯坦相对论思想发展的线索

10.2洛伦兹变换和狭义相对论时空观

一、狭义相对论的两条基本原理

二、洛伦兹变换

三、狭义相对论的时空观

四、孪生子效应

五、相对论的速度变换公式

10.3狭义相对论的动力学

一、动量、质量与速度的关系

二、力、功和动能

三、总能量和质能关系

四、能量和动量的关系

10.4广义相对论简介

一、等效原理和广义相对性原理

二、引力场与弯曲时空

三、广义相对论的实验验证

四、爱因斯坦的科学思想方法

本章提要

思考题十

习题十

科学家简介 爱因斯坦

数学知识

第一部分 微积分初步

1函数 极限 导数与微分

一、变量 常量和函数

二、极限

三、导数

四、导数的几何意义

五、导数的运算

六、函数的极值点和极值

七、微分

2不定积分

一、原函数

二、不定积分

三、不定积分的运算法则

3定积分

一、定积分

二、定积分的主要性质

三、牛顿-莱布尼茨公式

习题

第二部分 矢量

1矢量

2矢量的加法与减法

一、矢量加法

二、矢量减法

3矢量的数乘

4矢量的正交分解

5矢量的标积和矢积

一、矢量的标积

二、矢量的矢积

三、三个矢量的混合积

6矢量导数

一、矢量函数

二、矢量函数的导数

三、矢量函数求导的法则

习题

附录1希腊字母表

附录2物理学常用常数