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绪论1

一、物理学是整个自然科学的基础1

二、物理学的发展与社会生产力的提高是相辅相成的2

三、物理学的基本研究方法2

第一章 质点运动5

1-1 质点和参考系5

一、质点5

二、参考系6

1-2描述质点运动的物理量7

一、时刻和时间7

二、位置矢量7

三、位移和路程8

四、速度和速率9

五、加速度11

1-3描述质点运动的坐标系12

一、直角坐标系13

二、平面极坐标系17

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26

一、万有引力26

二、弹性力29

三、摩擦力31

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36

习题38

第二章 机械能守恒定律42

2-1 功和功率42

一、功42

二、功率44

2-2动能和动能定理46

2-3势能49

一、引力势能和重力势能49

二、弹力势能51

三、保守力52

四、势能曲线53

2-4机械能守恒定律54

一、功能原理54

二、机械能守恒定律56

习题60

第三章 动量守恒定律63

3-1动量和动量定理63

3-2质点系动量定理和质心运动定理66

一、质点系动量定理67

二、质心68

三、质心运动定理69

3-3动量守恒定律70

3-4碰撞73

一、碰撞现象73

二、完全弹性碰撞74

三、完全非弹性碰撞75

3-5运载火箭的运动76

习题78

第四章 角动量守恒定律80

4-1 力矩80

一、力矩的一般意义80

二、力对轴的力矩81

4-2质点角动量守恒定律82

一、角动量82

二、角动量定理83

三、质点角动量守恒定律84

4-3质点系角动量守恒定律87

习题89

第五章 刚体力学90

5-1 刚体的运动90

一、平动和转动90

二、刚体的定轴转动91

5-2刚体动力学92

一、刚体的转动动能92

二、刚体的转动惯量93

三、力矩做的功96

四、动能定理98

五、转动定理98

5-3定轴转动刚体的角动量守恒定律101

一、刚体对转轴的角动量101

二、刚体对转轴的角动量定理102

三、刚体对转轴的角动量守恒定律102

5-4固体的形变和弹性104

一、固体在外力作用下的一般情形104

二、固体的弹性形变105

习题106

第六章 流体力学109

6-1流体的压强109

6-2理想流体及其连续性方程111

一、关于理想流体的几个概念111

二、理想流体的连续性方程112

6-3伯努利方程113

6-4黏性流体的运动117

一、流体的黏性117

二、黏性流体的运动规律120

三、泊肃叶定律121

四、湍流和雷诺数121

五、斯托克斯黏性公式122

习题123

第七章 振动和波动125

7-1 简谐振动125

一、简谐振动的基本特点125

二、描述简谐振动的特征量127

三、简谐振动的矢量图解法和复数解法128

四、简谐振动的能量131

7-2简谐振动的叠加133

一、同一直线上两个同频率简谐振动的合成133

二、同一直线上两个频率相近的简谐振动的合成135

三、两个互相垂直的简谐振动的合成137

7-3 阻尼振动、受迫振动和共振139

一、阻尼振动139

二、受迫振动141

三、共振142

7-4关于波动的基本概念143

一、波的产生和传播143

二、横波和纵波144

三、波线和波面145

四、波速、波长以及波的周期和频率145

五、波动所遵从的基本原理146

7-5简谐波148

7-6波动方程和波的能量151

一、一维波动方程151

二、波的能量154

三、波的能流和能流密度156

7-7波的干涉156

一、波的干涉现象和规律156

二、驻波158

7-8多普勒效应161

7-9声波、超声波和次声波164

一、声波165

二、超声波和次声波168

习题170

第八章 狭义相对论174

8-1 狭义相对论的基本原理174

一、伽利略变换与经典时空观念174

二、狭义相对论产生的背景和条件175

三、狭义相对论的基本原理177

8-2狭义相对论的时空观179

一、同时性的相对性179

二、时间延缓效应180

三、长度收缩效应181

四、速度变换法则182

8-3狭义相对论动力学183

一、质速关系和相对论动力学基本方程184

二、质能关系185

三、能量-动量关系187

习题187

第九章 气体、固体和液体的基本性质189

9-1 气体动理论和理想气体模型189

一、气体的分子状况189

二、理想气体模型191

三、理想气体状态的描述192

9-2理想气体的压强和温度194

一、理想气体的压强公式194

二、热力学第零定律196

三、温度的微观解释197

9-3理想气体的内能199

一、分子运动自由度199

二、能量均分定理200

三、理想气体的内能201

9-4麦克斯韦速率分布律203

一、麦克斯韦速率分布律203

二、用速率分布函数求分子速率的统计平均值204

三、麦克斯韦速率分布律的实验验证205

9-5范德瓦耳斯方程206

一、范德瓦耳斯方程的导出207

二、范德瓦耳斯等温线和临界点210

9-6气体内的输运过程210

一、气体分子的平均碰撞频率和平均自由程211

二、黏性213

三、热传导215

四、扩散216

9-7 固体的性质及晶体结构的一般概念218

一、固体的一般性质218

二、关于晶体结构的一些概念219

9-8晶体中粒子的相互作用221

一、晶体的结合221

二、结合力的共同特征225

9-9非晶态和准晶态简介226

一、非晶态固体的微观结构226

二、非晶态固体的应用228

三、准晶态简介229

9-10液体和液晶的微观结构230

、液体的微观结构230

二、液晶的类型和结构232

9-11液体的表面性质233

一、表面张力233

二、弯曲液面下的附加压强235

三、与固体接触处液面的性质236

四、毛细现象237

习题239

第十章 电荷和静电场243

10-1 电荷和库仑定律243

一、电荷243

二、库仑定律245

10-2电场和电场强度247

一、电场247

二、电场强度247

三、电场强度的计算248

10-3高斯定理253

一、电场线253

二、电场强度通量254

三、高斯定理255

10-4 电势及其与电场强度的关系259

一、静电场属于保守场259

二、电势能、电势差和电势261

三、电势的计算262

四、等势面264

五、电势与电场强度的关系265

10-5静电场中的金属导体268

一、金属导体的静电平衡268

二、导体表面的电荷和电场269

三、导体空腔270

四、导体静电平衡性质的应用271

10-6电容和电容器274

一、孤立导体的电容274

二、电容器274

三、电容的计算275

四、电容器的连接277

10-7静电场中的电介质278

一、电介质的极化278

二、极化强度矢量278

三、极化强度与极化电荷的关系279

四、极化电荷对电场的影响280

五、电介质存在时的高斯定理282

六、边界条件283

10-8静电场的能量286

习题289

第十一章 电流和恒磁场293

11-1 恒定电流条件和导电规律293

一、电流和电流密度293

二、电流的连续性方程和恒定电流条件295

三、导体的电阻296

四、导体的电阻率297

五、欧姆定律298

六、电功率和焦耳定律299

七、电动势300

11-2磁场和磁感应强度301

一、磁现象301

二、磁感应强度302

三、磁感应线和磁通量303

11-3毕奥-萨伐尔定律304

11-4磁场的高斯定理和安培环路定理308

一、磁场的高斯定理308

二、安培环路定理308

11-5磁场对电流的作用311

一、安培定律311

二、两平行长直电流之间的相互作用312

三、磁场对载流线圈的作用313

11-6带电粒子在磁场中的运动315

一、带电粒子在匀强磁场中的运动315

二、带电粒子比荷的测定316

三、霍耳效应318

四、电子感应加速器321

11-7磁介质的磁化321

一、物质磁性的概述321

二、磁化的磁介质内的磁感应强度323

三、磁化强度与磁化电流的关系324

四、有磁介质存在时的安培环路定理325

五、边界条件327

11-8铁磁性328

一、自发磁化强度328

二、居里温度329

三、铁磁体内的磁畴结构329

四、磁滞现象330

习题331

附录335

（一）物理学常用常量335

（二）矢量分析中的常用关系式335

（三）国际单位制的有关规定335