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第一章 质点的运动1

第一节 参考系 坐标系 质点1

一、参考系1

二、坐标系2

三、质点与理想化模型方法2

第二节 位置矢量 位移 速度 加速度3

一、位置矢量（位矢）3

二、位移矢量（位移）3

三、速度速率4

四、加速度5

第三节 运动的直角坐标描述6

一、直角坐标系中的位置、速度、加速度6

二、一维直线运动——曲线运动的特例7

三、曲线运动9

第四节 运动的自然坐标描述9

一、自然坐标系的构成9

二、速度 加速度9

第五节 运动的极坐标描述11

第六节 圆周运动的角量描述11

一、角量描述11

二、线量与角量的关系12

第七节 相对运动 参考系变换13

思考与练习15

第二章 牛顿运动定律及其应用17

第一节 牛顿运动定律18

一、牛顿第一定律18

二、牛顿第二定律19

三、牛顿第三定律20

四、牛顿三定律的理论地位及其相互关系20

第二节 力学中常见的几种力21

一、万有引力21

二、弹性力23

三、摩擦力23

第三节 牛顿运动定律的应用23

一、动力学问题分类23

二、求解方法和步骤24

第四节 物理量的单位和量纲26

一、基本单位和导出单位26

二、物理学的基本单位26

三、量纲27

第五节 非惯性系 惯性力28

一、平动非惯性系28

二、转动非惯性系29

三、惯性力的应用举例31

思考与练习33

第三章 动量守恒定律和能量守恒定律35

第一节 冲量 动量定理36

一、冲量——力对时间的积累36

二、质点的动量定理36

三、质点系的动量定理38

第二节 动量守恒定律及其应用39

一、动量守恒定律39

二、用动量守恒定律解题的一般步骤40

第三节 质心 质心运动定理40

一、质心41

二、质心运动定理42

第四节 质量流动与火箭飞行原理42

一、主体的动力学方程43

二、重力场中的火箭速度44

第五节 功 动能定理45

一、功和功率45

二、功的计算46

三、质点的动能定理48

四、质点系的动能定理49

五、系统内力做功的特点49

第六节 保守力 势能50

一、保守力做功的特点50

二、势能51

三、保守力与势能的微分关系53

第七节 功能原理 机械能守恒定律54

一、质点系的功能原理54

二、机械能守恒定律54

第八节 宇宙速度55

一、卫星 第一宇宙速度56

二、行星 第二宇宙速度56

三、飞出太阳系 第三宇宙速度56

思考与练习59

第四章 质点系的转动62

第一节 刚体的运动62

一、刚体62

二、刚体的运动63

三、描述刚体定轴转动的物理量63

第二节 力矩 刚体定轴转动定律64

一、力矩64

二、刚体定轴转动定律65

三、转动惯量66

第三节 角动量与角动量守恒定律70

一、角动量70

二、角动量定理71

三、角动量守恒定律73

第四节 定轴转动中的功能关系75

一、力矩的功75

二、转动动能76

三、转动的动能定理76

四、刚体的重力势能76

五、功能原理和机械能守恒定律76

思考与练习78

第五章 机械振动81

第一节 简谐运动81

一、简谐运动的特征81

二、简谐运动的速度和加速度82

三、简谐运动的特征物理量83

第二节 旋转矢量法85

一、位移85

二、速度 加速度87

三、相位关系87

四、简谐运动近似89

第三节 简谐运动的能量92

一、简谐运动的总能量92

二、能量守恒与运动方程92

第四节 振动方向平行的简谐运动的合成93

一、同方向、同频率简谐运动的合成93

二、同方向、不同频率两个简谐运动的合成95

第五节 振动方向垂直的简谐运动的合成96

一、振动方向垂直，频率相同96

二、振动方向垂直，频率不同97

第六节 阻尼振动 受迫振动98

一、阻尼振动98

二、受迫振动99

思考与练习102

第六章 机械波105

第一节 机械波的一般概念105

一、机械波的形成105

二、波动的分类106

三、波线和波面107

四、波动的特征量107

第二节 平面简谐波函数108

一、平面简谐波函数的建立108

二、波函数的物理意义110

三、质点的振动速度和加速度111

第三节 波的能量114

一、波的能量和能量密度114

二、能流和能流密度115

第四节 惠更斯原理及其应用116

一、惠更斯原理116

二、惠更斯原理的应用117

第五节 波的叠加原理和干涉117

一、波的叠加原理117

二、波的干涉118

第六节 驻波120

一、驻波的产生120

二、驻波的方程120

三、驻波的特征121

四、驻波的应用123

第七节 声波 超声波 次声波124

一、声波124

二、声强级124

三、超声波和次声波125

四、超声波和次声波的应用125

第八节 多普勒效应 冲击波127

一、多普勒效应127

二、冲击波129

思考与练习131

第七章 气体动理论134

第一节 热力学第零定律 理想气体物态方程134

一、气体动理论134

二、平衡态 物态参量135

三、气体的微观模型136

四、理想气体物态方程138

第二节 理想气体的压强和温度139

一、理想气体的微观模型139

二、压强及其统计解释141

三、温度及其统计解释143

四、对理想气体定律的推证145

第三节 能量均分定理 理想气体的内能145

一、自由度146

二、能量按自由度均分定理147

三、理想气体的内能148

第四节 气体分子热运动的速率分布150

一、速率分布函数151

二、麦克斯韦气体分子速率分布律154

三、平均自由程156

思考与练习158

第八章 热力学基础163

第一节 热力学第一定律163

一、热力学过程163

二、准静态过程中的功164

三、热量165

四、平衡过程中理想气体内能的增量166

五、热力学第一定律167

第二节 热力学第一定律对理想气体的应用170

一、等容过程170

二、等压过程170

三、等温过程172

四、理想等值过程的热力学应用172

第三节 绝热过程及其方程174

一、绝热过程174

二、绝热过程方程175

第四节 循环过程 卡诺循环177

一、循环过程177

二、卡诺循环178

三、制冷机工作原理与制冷系数180

第五节 热力学第二定律182

一、自然过程的方向性182

二、热力学第二定律及其两种常用表述184

三、卡诺定理187

第六节 熵 熵增加原理187

一、克劳修斯等式187

二、态函数熵188

三、热力学第二定律的数学表示——熵增加原理189

四、热力学第三定律190

思考与练习193

习题参考答案196

附录201

附录A 矢量基础201

附录B 常用数据207

附录C 常用数学公式208

参考文献210