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绪论1

0.1什么是物理学1

0.1.1物理学以前称为自然哲学1

0.1.2物理学是研究物质的基本结构、运动基本规律的科学2

0.1.3物质的存在形式和基本相互作用3

0.1.4物理学理论的发展5

0.1.5物理学与工程技术6

0.2怎么样学习物理学7

实物物质11

第一章 运动的描述11

1.1描述运动的基本概念11

1.1.1质点和刚体11

1.1.2参考系和坐标系12

1.1.3机械运动的基本形式15

1.2描述运动的基本物理量15

1.2.1位置矢量和位移15

1.2.2 速度16

1.2.3加速度17

1.3描述运动的坐标系18

1.3.1在直角坐标系中描述运动运动学的两类问题18

1.3.2在自然坐标系中描述运动圆周运动与刚体运动问题25

1.4不同参考系中的变换32

1.4.1经典力学平动坐标系变换32

1.4.2 伽利略变换（Galilean transformation）35

1.4.3伽利略相对性原理35

本章提要37

习题38

第二章 对称性与守恒定律41

2.1运动定律41

2.1.1力学中常见的力41

2.1.2惯性系中的牛顿运动定律动力学的两类基本问题44

2.1.3非惯性系中的运动定律惯性力48

2.2动量守恒定律52

2.2.1质点的动量定理53

2.2.2质点系的动量定理和质心运动定理55

2.2.3动量守恒定律59

2.3能量守恒定律64

2.3.1功动能定理64

2.3.2保守力势能70

2.3.3功能原理能量守恒定律76

2.3.4碰撞80

2.4角动量守恒定律83

2.4.1角动量83

2.4.2刚体的定轴转动87

2.4.3角动量定理95

2.4.4角动量守恒守律97

2.5对称性与守恒定律101

2.5.1什么是对称性102

2.5.2 对称性与守恒定律105

本章提要107

习题110

3.1.1热力学平衡态117

3.1理想气体117

第三章 统计物理学基础117

3.1.2理想气体状态方程118

3.1.3理想气体分子模型和统计假设119

3.1.4理想气体的压强公式及统计解释122

3.1.5温度的统计解释124

3.1.6能均分定理与理想气体的内能126

3.2统计分布129

3.2.1统计规律与分布函数的概念129

3.2.2麦克斯韦速率分布定律131

3.2.3玻耳兹曼分布定律138

3.3气体分子的平均自由程141

3.4实际气体与范德瓦尔斯方程143

本章提要145

习题146

第四章 热力学基础150

4.1热力学第零定律150

4.1.1热接触与热平衡150

4.1.2热力学第零定律150

4.1.3温度计和温标151

4.2热力学第一定律153

4.2.1热力学系统与热力学过程153

4.2.2热力学第一定律155

4.2.3热容量158

4.2.4热力学第一定律对理想气体的应用161

4.3热力学第二定律168

4.3.1循环过程169

4.3.2热力学第二定律176

4.3.3热力学过程的方向性179

4.3.4卡诺定理181

4.3.5熵182

4.4热力学第三定律190

本章提要191

习题193

第五章 狭义相对论198

5.1狭义相对论的基本原理和洛伦兹变换198

5.1.1 牛顿力学的困难199

5.1.2狭义相对论的基本假设199

5.1.3洛伦兹变换200

5.2.1同时性的相对性207

5.2狭义相对论时空观207

5.2.2 时间膨胀效应208

5.2.3长度收缩效应210

5.3狭义相对论动力学基础212

5.3.1质速关系213

5.3.2质能关系214

5.3.3能量和动量关系217

本章提要218

习题220

附录222

附录A物理学的主要特点、思想和研究方法222

附录B物理量、单位制和量纲230

习题参考答案236