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第1章 绪论1

1.1 科学方法2

1.2 对称性4

1.3 物质和宇宙6

1.4 时间和变化8

1.5 表征9

1.6 物理量和单位14

1.7 有效数字17

1.8 解题20

1.9 估算24

第2章 一维运动29

2.1 从现实到模型30

2.2 位置和位移31

2.3 描述运动33

2.4 平均速率和平均速度35

2.5 标量和矢量40

2.6 位置矢量和位移矢量42

2.7 速度矢量46

2.8 匀速运动47

2.9 瞬时速度49

第3章 加速度54

3.1 速度的改变55

3.2 重力加速度57

3.3 抛体运动59

3.4 运动简图60

3.5 匀加速运动64

3.6 自由落体方程67

3.7 斜面70

3.8 瞬时加速度71

第4章 动量76

4.1 摩擦力77

4.2 惯性77

4.3 决定惯性的要素81

4.4 系统82

4.5 惯性质量标准87

4.6 动量88

4.7 孤立系统90

4.8 动量守恒定律95

第5章 能量102

5.1 碰撞的分类103

5.2 动能104

5.3 内能106

5.4 封闭系统109

5.5 弹性碰撞113

5.6 非弹性碰撞116

5.7 能量守恒117

5.8 爆破分离119

第6章 相对性原理122

6.1 运动的相对性123

6.2 惯性参考系125

6.3 相对性原理127

6.4 零动量参考系131

6.5 伽利略相对性134

6.6 质心138

6.7 可转化动能142

6.8 守恒定律和相对性146

第7章 相互作用149

7.1 相互作用的效果150

7.2 势能153

7.3 能量耗散154

7.4 源能量157

7.5 相互作用范围160

7.6 基本相互作用162

7.7 相互作用和加速度166

7.8 无耗散相互作用167

7.9 地面附近的势能170

7.10 耗散相互作用173

第8章 力178

8.1 动量和力179

8.2 力的相互作用180

8.3 力的分类182

8.4 平动平衡183

8.5 分体受力图184

8.6 弹簧和张力186

8.7 运动方程191

8.8 重力194

8.9 胡克定律195

8.10 冲量197

8.11 二体相互作用199

8.12 多体相互作用201

第9章 功205

9.1 力位移206

9.2 正功和负功207

9.3 能量图209

9.4 系统的选择212

9.5 对单个质点所做的功216

9.6 对多个质点构成的系统所做的功219

9.7 变力与分布力222

9.8 功率226

第10章 平面运动229

10.1 直线运动是一个相对概念230

10.2 平面矢量231

10.3 力的分解234

10.4 摩擦力237

10.5 功和摩擦力238

10.6 矢量代数241

10.7 二维抛物运动243

10.8 二维碰撞和动量245

10.9 功的标量积表达式246

10.10 摩擦系数251

第11章 圆周运动257

11.1 匀速圆周运动258

11.2 力与圆周运动262

11.3 转动惯量264

11.4 转动运动学267

11.5 角动量272

11.6 延伸物体的转动惯量277

第12章 力矩284

12.1 力矩和角动量285

12.2 自由转动288

12.3 扩展性分体受力图289

12.4 转动的矢量性质291

12.5 角动量守恒296

12.6 滚动300

12.7 力矩和能量305

12.8 矢积307

第13章 引力311

13.1 万有引力312

13.2 引力和角动量317

13.3 重量320

13.4 等效原理323

13.5 引力常量328

13.6 引力势能329

13.7 天体力学332

13.8 球体产生的万有引力337

第14章 狭义相对论340

14.1 时间的测量341

14.2 同时的相对性344

14.3 时空间隔348

14.4 物质与能量353

14.5 钟慢效应358

14.6 尺缩效应363

14.7 动量守恒367

14.8 能量守恒371

第15章 周期性运动377

15.1 周期性运动和能量378

15.2 简谐运动380

15.3 傅里叶定理382

15.4 简谐运动的回复力383

15.5 简谐振子的能量388

15.6 简谐运动和弹簧392

15.7 回复力矩396

15.8 阻尼振动399

第16章 一维波403

16.1 波的图形表示404

16.2 波的传播407

16.3 波的叠加412

16.4 边界效应414

16.5 波函数419

16.6 驻波424

16.7 波速427

16.8 波的能量传递429

16.9 波动方程432

第17章 二维波和三维波436

17.1 波阵面437

17.2 声波439

17.3 干涉442

17.4 衍射448

17.5 波的强度451

17.6 拍454

17.7 多普勒效应457

17.8 冲击波462

第18章 流体466

18.1 流体中的力467

18.2 浮力472

18.3 流474

18.4 表面效应477

18.5 压强与重力485

18.6 流体中的压强490

18.7 伯努利方程494

18.8 黏度与表面张力497

第19章 熵504

19.1 态505

19.2 能量均分508

19.3 空间均分510

19.4 向最概然态演化512

19.5 熵与体积的关系517

19.6 熵与能量的关系522

19.7 单原子分子理想气体的性质526

19.8 单原子分子理想气体的熵529

第20章 热能的传输532

20.1 热交换533

20.2 温度的测量537

20.3 热容540

20.4 PV图与热力学过程545

20.5 功与能550

20.6 理想气体的等体过程与绝热过程552

20.7 理想气体的等压过程与等温过程554

20.8 理想气体的熵变558

20.9 液体与固体的熵变562

第21章 能量的退化565

21.1 能量的转化566

21.2 能量的品质569

21.3 热机与热泵573

21.4 热力学循环578

21.5 能量传输中的熵变583

21.6 热机效率586

21.7 卡诺循环590

21.8 布雷顿循环592

附录596

附录A 符号596

附录B 数学知识回顾（略）604

附录C 国际单位、有用数据，以及换算关系604

附录D 连续体的质心608

附录E 洛伦兹变换方程的推导609

自测点参考答案612