緒論
1.什么是物理學(xué)？
2.物理學(xué)與技術(shù)
3.物理學(xué)的方法和科學(xué)態(tài)度
4.怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)？
第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)
1.引言
1.1 力學(xué)的研究對(duì)象
1.2 質(zhì)點(diǎn)
1.3 參考系和坐標(biāo)系
2.時(shí)間和空間的計(jì)量
2.1 時(shí)間的計(jì)量
2.2 長度的計(jì)量
3.物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級(jí)
3.1 數(shù)量級(jí)的概念
3.2 空間尺度
3.3 時(shí)標(biāo)
4.直線運(yùn)動(dòng)
4.1 亞里士多德和伽利略的運(yùn)動(dòng)觀
4.2 平均速度和瞬時(shí)速度
4.3 平均加速度和瞬時(shí)加速度
5.曲線運(yùn)動(dòng)
5.1 位移、速度和加速度的矢量表示
5.2 拋體運(yùn)動(dòng)
5.3 勻速圓周運(yùn)動(dòng)
5.4 在給定軌道上的運(yùn)動(dòng)
6.相對(duì)運(yùn)動(dòng)
本章提要
思考題
習(xí)題
第二章 動(dòng)量守恒質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)
1.慣性
1.1 慣性定律
1.2 慣性系
2.質(zhì)量動(dòng)量力沖量
2.1 歷史性的評(píng)述
2.2 空間對(duì)稱性
2.3 質(zhì)量
2.4 動(dòng)量動(dòng)量守恒定律
2.5 力和力的疊加原理質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)量守恒的條件
2.6 牛頓定律沖量動(dòng)量定理
3.牛頓三定律及其應(yīng)用
3.1 牛頓三定律的表述
3.2 自然界中常見的力
3.3 應(yīng)用舉例
4.伽利略相對(duì)性原理和非慣性系
4.1 伽利略相對(duì)性原理
4.2 伽利略坐標(biāo)變換
4.3 慣性力
4.4 科里奧利力
4.5 牛頓絕對(duì)時(shí)空觀的困難和慣性的起源
本章提要
思考題
習(xí)題
第三章 機(jī)械能守恒
1.功和能
1.1 歷史性的評(píng)述
1.2 重力勢(shì)能
1.3 彈性勢(shì)能
1.4 動(dòng)能
1.5 功和功率
2.機(jī)械能守恒定律
2.1 保守力和非保守力
2.2 能量的各種形式
2.3 機(jī)械能守恒定律
2.4 保守系與時(shí)間反演不變性
3.一維勢(shì)能曲線的運(yùn)用
3.1 一維勢(shì)能曲線告訴我們什么？
3.2 應(yīng)用舉例
3.3 離心勢(shì)能
3.4 相圖
4.質(zhì)心系與兩體碰撞
4.1 動(dòng)量中心系和質(zhì)心
4.2 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理
4.3 克尼希定理資用能
4.4 兩體碰撞
4.5 瞄準(zhǔn)距離與散射截面
5.單位制和量綱
5.1 單位制基本單位和導(dǎo)出單位
5.2 量綱
5.3 量綱分析
5.4 幾何相似性與標(biāo)度律
本章提要
思考題
習(xí)題
第四章 角動(dòng)量守恒剛體力學(xué)
1.角動(dòng)量守恒
1.1 角動(dòng)量
1.2 力矩質(zhì)點(diǎn)組的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律
1.3 質(zhì)心系的角動(dòng)量定理
2.對(duì)稱性因果關(guān)系守恒律
2.1 什么是對(duì)稱性？
2.2 因果關(guān)系和對(duì)稱性原理
2.3 守恒律與對(duì)稱性
3.剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)
3.1 什么是剛體？
3.2 平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)
3.3 角速度
4.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)
4.1 角動(dòng)量與角速度的關(guān)系
4.2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理和正交軸定理
4.4 繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)
4.5 沖量矩
4.6 剛體的功和能
4.7 復(fù)擺
5.剛體的平面平行運(yùn)動(dòng)
5.1 剛體一般運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)
5.2 平面平行運(yùn)動(dòng)
5.3 瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心
5.4 平面平行運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能
6.剛體的平衡
6.1 剛體的平衡方程
6.2 天平的靈敏度
7.回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
7.1 不受外力矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
7.2 回轉(zhuǎn)效應(yīng)
7.3 歲差
7.4 章 動(dòng)
本章提要
思考題
習(xí)題
第五章 連續(xù)體力學(xué)
1.固體的彈性
1.1 應(yīng)力和應(yīng)變
1.2 直桿的拉伸或壓縮
1.3 梁的彎曲
1.4 柱的扭轉(zhuǎn)
1.5 相似性原理
2.流體靜力學(xué)
2.1 靜止流體內(nèi)部的應(yīng)力
2.2 靜止流體中壓強(qiáng)的分布
2.3 帕斯卡原理
2.4 阿基米德原理
2.5 表面張力
2.6 毛細(xì)現(xiàn)象
3.流體的流動(dòng)
3.1 理想流體的概念
3.2 流線和流管
3.3 定常流動(dòng)和不定常流動(dòng)
3.4 流量
3.5 連續(xù)性原理
3.6 流體的反作用
3.7 理想流體環(huán)量守恒定律
4.伯努利方程及其應(yīng)用
4.1 方程的推導(dǎo)
4.2 方程的應(yīng)用
4.3 馬格納斯效應(yīng)和機(jī)翼受到的升力
5.黏滯流體的流動(dòng)
5.1 流體的黏滯性
5.2 泊肅葉公式
5.3 斯托克斯公式
5.4 流體的相似性原理
5.5 層流與湍流
本章提要
思考題
習(xí)題
第六章 振動(dòng)和波
1.線性振動(dòng)
1.1 簡諧振動(dòng)的描述
1.2 簡正模
1.3 阻尼振動(dòng)
1.4 受迫振動(dòng)
1.5 共振
2.振動(dòng)的合成與分解
2.1 一維同頻振動(dòng)的合成
2.2 二維同頻振動(dòng)的合成-
2.3 不同頻振動(dòng)的合成和同步鎖模
2.4 傅里葉分解和次諧頻
3.非線性振動(dòng)
3.1 自激振動(dòng)
3.2 軟激勵(lì)和硬激勵(lì)自振穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的極限環(huán)
3.3 什么是“混沌”？
4.簡諧波
4.1 波動(dòng)的基本概念
4.2 一維簡諧波的描述
4.3 一維彈性波
4.4 波的能量和能流
4.5 波的群速
4.6 駐波
4.7 阻抗及其匹配
4.8 連續(xù)介質(zhì)的波動(dòng)方程
5.連續(xù)介質(zhì)中的波
5.1 聲波和聲速
5.2 聲壓和聲阻抗
5.3 聲強(qiáng)
5.4 淺水波
5.5 深水波
5.6 表面張力波
5.7 彈性波
6.多普勒效應(yīng)與超波速運(yùn)動(dòng)
6.1 多普勒效應(yīng)
6.2 艏波和馬赫錐
本章提要
思考題
習(xí)題
第七章 萬有引力
1.開普勒定律
1.1 歷史性的回顧
1.2 開普勒從本輪走向橢圓
1.3 開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律
2.萬有引力定律
2.1 定律的建立
2.2 定律的表述
2.3 萬有引力常量G的測(cè)定
2.4 引力理論的成就與意義
2.5 太陽系里有沒有混沌運(yùn)動(dòng)？
3.開普勒運(yùn)動(dòng)
3.1 質(zhì)點(diǎn)的引力勢(shì)
3.2 開普勒運(yùn)動(dòng)的守恒量
3.3 有效勢(shì)能曲線的利用
3.4 位力定理和負(fù)熱容
4.球體的引力場(chǎng)與若干天文問題
4.1 球體的引力場(chǎng)
4.2 引力有多大？
4.3 星系的旋轉(zhuǎn)曲線與暗物質(zhì)假說
4.4 球體的引力勢(shì)
4.5 逃逸速度
4.6 宇宙膨脹動(dòng)力學(xué)
5.潮汐
5.1 引潮力
5.2 潮汐在天文上的作用
本章提要
思考題
習(xí)題
第八章 相對(duì)論
1.時(shí)空的相對(duì)性
1.1 伽利略相對(duì)性原理和牛頓力學(xué)的困難
1.2 愛因斯坦的假設(shè)
1.3 同時(shí)性的相對(duì)性
1.4 長度的相對(duì)性
1.5 時(shí)間的膨脹
1.6 孿生子效應(yīng)
1.7 洛倫茲收縮
2.洛倫茲變換與速度的合成
2.1 洛倫茲變換公式
2.2 關(guān)于鐘慢尺縮效應(yīng)的進(jìn)一步討論
2.3 速度的合成
2.4 高速運(yùn)動(dòng)物體的視覺形象
3.狹義相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)
3.1 動(dòng)量、質(zhì)量與速度的關(guān)系
3.2 力、功和動(dòng)能
3.3 質(zhì)能關(guān)系
3.4 能量和動(dòng)量的關(guān)系
4.閔可夫斯基空間四維矢量與不變量
4.1 時(shí)空間隔的不變性
4.2 閔可夫斯基空間四維矢量
4.3 四維速度
4.4 四維動(dòng)量
4.5 不變量的應(yīng)用
4.6 角分布的變換
5.廣義相對(duì)論簡介
5.1 廣義相對(duì)性原理與時(shí)空彎曲
5.2 等效原理和廣義相對(duì)論的可觀測(cè)效應(yīng)
5.3 黑洞
本章提要
思考題
習(xí)題
附錄A 微積分初步
1.函數(shù)及其圖形
1.1 函數(shù)自變量和因變量絕對(duì)常量和任意常量
1.2 函數(shù)的圖形
1.3 物理學(xué)中函數(shù)的實(shí)例
2.導(dǎo)數(shù)
2.1 極限
2.2 幾個(gè)物理學(xué)中的實(shí)例
2.3 函數(shù)的變化率——導(dǎo)數(shù)
2.4 導(dǎo)數(shù)的幾何意義
3.導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算
3.1 基本函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式
3.2 有關(guān)導(dǎo)數(shù)運(yùn)算的幾個(gè)定理
4.微分和函數(shù)的冪級(jí)數(shù)展開
4.1 微分
4.2 冪函數(shù)的展開
4.3 泰勒展開
5.積分
5.1 幾個(gè)物理中的實(shí)例
5.2 定積分
5.3 不定積分及其運(yùn)算
5.4 通過不定積分計(jì)算定積分
習(xí)題
附錄B 矢量
1.矢量及其解析表示
2.矢量的加減法
3.矢量的標(biāo)積
4.矢量的矢積
5.矢量的三重積
6.極矢量和軸矢量
習(xí)題
附錄C 復(fù)數(shù)的運(yùn)算
1.復(fù)數(shù)的表示法
2.復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算
3.歐勒公式
4.簡諧振動(dòng)的復(fù)數(shù)表示
習(xí)題
習(xí)題答案
思考題選答
索引