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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)點運動學(xué)
1.引言
1.1 力學(xué)的研究對象
1.2 質(zhì)點
1.3 參考系和坐標(biāo)系
2.時間和空間的計量
2.1 時間的計量
2.2 長度的計量
3.物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級
3.1 數(shù)量級的概念
3.2 空間尺度
3.3 時標(biāo)
4.直線運動
4.1 亞里士多德和伽利略的運動觀
4.2 平均速度和瞬時速度
4.3 平均加速度和瞬時加速度
5.曲線運動
5.1 位移、速度和加速度的矢量表示
5.2 拋體運動
5.3 勻速圓周運動
5.4 在給定軌道上的運動
6.相對運動
本章提要
思考題
習(xí)題
第二章 動量守恒質(zhì)點動力學(xué)
1.慣性
1.1 慣性定律
1.2 慣性系
2.質(zhì)量動量力沖量
2.1 歷史性的評述
2.2 空間對稱性
2.3 質(zhì)量
2.4 動量動量守恒定律
2.5 力和力的疊加原理質(zhì)點組動量守恒的條件
2.6 牛頓定律沖量動量定理
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.伽利略相對性原理和非慣性系
4.1 伽利略相對性原理
4.2 伽利略坐標(biāo)變換
4.3 慣性力
4.4 科里奧利力
4.5 牛頓絕對時空觀的困難和慣性的起源
本章提要
思考題
習(xí)題
第三章 機械能守恒
1.功和能
1.1 歷史性的評述
1.2 重力勢能
1.3 彈性勢能
1.4 動能
1.5 功和功率
2.機械能守恒定律
2.1 保守力和非保守力
2.2 能量的各種形式
2.3 機械能守恒定律
2.4 保守系與時間反演不變性
3.一維勢能曲線的運用
3.1 一維勢能曲線告訴我們什么？
3.2 應(yīng)用舉例
3.3 離心勢能
3.4 相圖
4.質(zhì)心系與兩體碰撞
4.1 動量中心系和質(zhì)心
4.2 質(zhì)心運動定理
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 角動量守恒剛體力學(xué)
1.角動量守恒
1.1 角動量
1.2 力矩質(zhì)點組的角動量定理和角動量守恒定律
1.3 質(zhì)心系的角動量定理
2.對稱性因果關(guān)系守恒律
2.1 什么是對稱性？
2.2 因果關(guān)系和對稱性原理
2.3 守恒律與對稱性
3.剛體運動學(xué)
3.1 什么是剛體？
3.2 平動和轉(zhuǎn)動
3.3 角速度
4.剛體定軸轉(zhuǎn)動
4.1 角動量與角速度的關(guān)系
4.2 轉(zhuǎn)動慣量
4.3 轉(zhuǎn)動慣量的平行軸定理和正交軸定理
4.4 繞定軸轉(zhuǎn)動的動力學(xué)
4.5 沖量矩
4.6 剛體的功和能
4.7 復(fù)擺
5.剛體的平面平行運動
5.1 剛體一般運動的動力學(xué)
5.2 平面平行運動
5.3 瞬時轉(zhuǎn)動中心
5.4 平面平行運動的動能
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)運動
7.1 不受外力矩的回轉(zhuǎn)運動
7.2 回轉(zhuǎn)效應(yīng)
7.3 歲差
7.4 章 動
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
3.1 理想流體的概念
3.2 流線和流管
3.3 定常流動和不定常流動
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)和機翼受到的升力
5.黏滯流體的流動
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 振動和波
1.線性振動
1.1 簡諧振動的描述
1.2 簡正模
1.3 阻尼振動
1.4 受迫振動
1.5 共振
2.振動的合成與分解
2.1 一維同頻振動的合成
2.2 二維同頻振動的合成-
2.3 不同頻振動的合成和同步鎖模
2.4 傅里葉分解和次諧頻
3.非線性振動
3.1 自激振動
3.2 軟激勵和硬激勵自振穩(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
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)與超波速運動
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 開普勒行星運動三定律
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動？
3.開普勒運動
3.1 質(zhì)點的引力勢
3.2 開普勒運動的守恒量
3.3 有效勢能曲線的利用
3.4 位力定理和負(fù)熱容
4.球體的引力場與若干天文問題
4.1 球體的引力場
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
4.5 逃逸速度
4.6 宇宙膨脹動力學(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 相對論
1.時空的相對性
1.1 伽利略相對性原理和牛頓力學(xué)的困難
1.2 愛因斯坦的假設(shè)
1.3 同時性的相對性
1.4 長度的相對性
1.5 時間的膨脹
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)的進一步討論
2.3 速度的合成
2.4 高速運動物體的視覺形象
3.狹義相對論的動力學(xué)
3.1 動量、質(zhì)量與速度的關(guān)系
3.2 力、功和動能
3.3 質(zhì)能關(guān)系
3.4 能量和動量的關(guān)系
4.閔可夫斯基空間四維矢量與不變量
4.1 時空間隔的不變性
4.2 閔可夫斯基空間四維矢量
4.3 四維速度
4.4 四維動量
4.5 不變量的應(yīng)用
4.6 角分布的變換
5.廣義相對論簡介
5.1 廣義相對性原理與時空彎曲
5.2 等效原理和廣義相對論的可觀測效應(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)的實例
2.導(dǎo)數(shù)
2.1 極限
2.2 幾個物理學(xué)中的實例
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)運算的幾個定理
4.微分和函數(shù)的冪級數(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 幾個物理中的實例
5.2 定積分
5.3 不定積分及其運算
5.4 通過不定積分計算定積分
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)的運算
1.復(fù)數(shù)的表示法
2.復(fù)數(shù)的四則運算
3.歐勒公式
4.簡諧振動的復(fù)數(shù)表示
習(xí)題
習(xí)題答案
思考題選答
索引