第1章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)1
1.1位置矢量和位移2
1.1.1參照系與坐標(biāo)系2
1.1.2位置矢量（運(yùn)動方程）2
1.1.3位移矢量3
1.2速度和加速度4
1.2.1速度4
1.2.2加速度5
1.3運(yùn)動的相對性7
1.3.1直線運(yùn)動7
1.3.2相對運(yùn)動8
1.4平面曲線運(yùn)動9
1.4.1拋體運(yùn)動9
1.4.2圓周運(yùn)動11
1.5知識拓展——全球定位系統(tǒng)和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)14
閱讀材料1伽利略16
復(fù)習(xí)與小結(jié)17
練習(xí)題18

第2章質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)21
2.1牛頓運(yùn)動定律22
2.1.1牛頓運(yùn)動定律的內(nèi)容22
2.1.2牛頓運(yùn)動定律所涉及的基本概念和物理量22
2.1.3常見的幾種力23
2.1.4牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用25
2.2動量動量守恒定律29
2.2.1質(zhì)點(diǎn)的動量及動量定理29
2.2.2質(zhì)點(diǎn)組的動量定理302.2.3動量守恒定律及其意義31
2.3動能動能定理34
2.3.1功34
2.3.2功率35
2.3.3質(zhì)點(diǎn)的動能定理35
2.3.4質(zhì)點(diǎn)組的動能定理36
2.4勢能機(jī)械能轉(zhuǎn)化及守恒定律40
2.4.1保守力及保守力的功40
2.4.2勢能41
2.4.3功能原理42
2.4.4機(jī)械能轉(zhuǎn)化和機(jī)械能守恒定律42
2.4.5能量轉(zhuǎn)化和能量守恒定律43
2.5知識拓展——降落傘大小的合理設(shè)計(jì)46
閱讀材料2牛頓48
復(fù)習(xí)與小結(jié)48
練習(xí)題50

第3章剛體的定軸轉(zhuǎn)動54
3.1剛體定軸轉(zhuǎn)動的運(yùn)動學(xué)55
3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動的動力學(xué)57
3.2.1剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律57
3.2.2剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理62
3.2.3剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒定律65
3.2.4開普勒定律67
3.3知識拓展——門吸的合理安裝70
閱讀材料3開普勒71
復(fù)習(xí)與小結(jié)72
練習(xí)題73

第4章氣體動理論77
4.1理想氣體的壓強(qiáng)和溫度78
4.1.1狀態(tài)參量平衡態(tài)78
4.1.2理想氣體模型 78
4.1.3理想氣體狀態(tài)方程78
4.1.4統(tǒng)計(jì)假設(shè)79
4.1.5理想氣體的壓強(qiáng)79
4.1.6理想氣體的溫度81
4.2能均分定理理想氣體的熱力學(xué)能83
4.2.1自由度83
4.2.2能量按自由度均分定理84
4.2.3理想氣體的熱力學(xué)能85
4.3麥克斯韋速率分布律三種統(tǒng)計(jì)速率86
4.3.1麥克斯韋速率分布律86
4.3.2最概然速率、平均速率和方均根速率87
*4.4氣體分子碰撞和平均自由程89
4.4.1分子的平均自由程和碰撞頻率89
4.4.2平均自由程和平均碰撞頻率的關(guān)系89
4.4.3“真空”泵及其工作原理91
4.5知識拓展——如何預(yù)防汽車高速公路爆胎94
閱讀材料4克勞修斯95
復(fù)習(xí)與小結(jié)96
練習(xí)題97

第5章熱力學(xué)基礎(chǔ)99
5.1熱力學(xué)第零定律溫度100
5.1.1熱力學(xué)第零定律100
5.1.2溫度和溫標(biāo)101
5.1.3熱力學(xué)溫標(biāo)102
5.1.4攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)102
5.2熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用103
5.2.1熱量、功和熱力學(xué)能103
5.2.2熱力學(xué)第一定律104
5.2.3準(zhǔn)靜態(tài)過程104
5.2.4理想氣體的等體、等壓和等溫過程106
5.2.5氣體的摩爾熱容107
5.2.6理想氣體的絕熱過程109
5.3循環(huán)過程卡諾循環(huán)111
5.3.1循環(huán)過程111
5.3.2卡諾循環(huán)112
5.4熱力學(xué)第二定律卡諾定理115
5.4.1熱力學(xué)第二定律115
5.4.2可逆過程和不可逆過程116
5.4.3卡諾定理117
5.4.4熵熵增加原理118
5.4.5熵的微觀解釋119
5.5知識拓展——低溫實(shí)現(xiàn)的方法120
閱讀材料5開爾文122
復(fù)習(xí)與小結(jié)123
練習(xí)題125

第6章靜電場129
6.1庫侖定律電場強(qiáng)度129
6.1.1電荷的量子化129
6.1.2電荷守恒定律130
6.1.3庫侖定律130
6.1.4電場強(qiáng)度131
6.1.5由點(diǎn)電荷引起的電場132
6.1.6由連續(xù)電荷分布引起的電場133
6.1.7噴墨打印134
6.2高斯定理及其應(yīng)用138
6.2.1電場線138
6.2.2電場強(qiáng)度通量139
6.2.3高斯定理140
6.2.4高斯定理的應(yīng)用142
6.3電勢145
6.3.1靜電場力是保守力145
6.3.2靜電場的環(huán)路定律146
6.3.3電勢能電勢146
6.3.4由點(diǎn)電荷引起的電勢147
6.3.5由連續(xù)電荷分布引起的電勢148
6.4靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)150
6.4.1導(dǎo)體的靜電平衡150
6.4.2靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布151
6.4.3尖端放電靜電屏蔽152
6.4.4從原子觀點(diǎn)看電介質(zhì)153
6.4.5電介質(zhì)中的高斯定理154
6.5電容電場能量156
6.5.1電容器的電容156
6.5.2電容的計(jì)算156
6.5.3電容器的充電158
6.5.4心臟除顫器159
6.5.5靜電場的能量能量密度159
6.6知識拓展——電磁屏蔽服161
閱讀材料6庫侖162
復(fù)習(xí)與小結(jié)163
練習(xí)題165

第7章穩(wěn)恒磁場170
7.1磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度170
7.1.1磁場170
7.1.2磁感應(yīng)強(qiáng)度172
7.1.3洛倫茲力172
7.2畢奧薩伐爾定律及其應(yīng)用173
7.2.1畢奧薩伐爾定律173
7.2.2畢奧薩伐爾定律應(yīng)用舉例174
7.3磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理176
7.3.1磁感線176
7.3.2磁通量高斯定理177
7.3.3安培環(huán)路定理178
7.3.4安培環(huán)路定理應(yīng)用舉例179
7.4磁場對運(yùn)動電荷和載流導(dǎo)線的作用182
7.4.1帶電粒子在磁場中的運(yùn)動182
7.4.2霍耳效應(yīng)183
7.4.3回旋加速器184
7.4.4安培定律185
7.4.5電磁軌道炮186
7.4.6均勻磁場對載流線圈的作用187
7.5磁介質(zhì)中的磁場190
7.5.1磁介質(zhì)的分類190
7.5.2磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理191
7.5.3鐵磁質(zhì)192
7.6知識拓展——霍耳傳感器測量汽車車速194
閱讀材料7法拉第195
復(fù)習(xí)與小結(jié)196
練習(xí)題197

第8章電磁感應(yīng)202
8.1電磁感應(yīng)的基本定律202
8.1.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象202
8.1.2法拉第電磁感應(yīng)定律203
8.1.3楞次定律204
8.1.4電吉他204
8.2動生電動勢感生電動勢205
8.2.1動生電動勢206
8.2.2感生電動勢208
8.3自感互感磁場的能量209
8.3.1自感現(xiàn)象209
8.3.2互感現(xiàn)象210
8.3.3磁場的能量211
8.4麥克斯韋方程組213
8.4.1位移電流全電流安培環(huán)路定律213
8.4.2麥克斯韋方程組的積分形式214
8.5知識拓展——電磁波216
閱讀材料8麥克斯韋218
復(fù)習(xí)與小結(jié)219
練習(xí)題219

第9章振動學(xué)基礎(chǔ)224
9.1簡諧振動225
9.1.1彈簧振子的振動225
9.1.2簡諧振動的定義225
9.1.3單擺的運(yùn)動規(guī)律226
9.1.4LC振蕩回路中電容器上電量的變化規(guī)律226
9.2簡諧振動的規(guī)律227
9.2.1簡諧振動的運(yùn)動學(xué)方程、速度、加速度227
9.2.2簡諧振動的三要素227
9.2.3簡諧振動的能量228
9.2.4簡諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量表示230
9.2.5阻尼振動受迫振動共振231
9.3簡諧振動的合成232
9.3.1同方向同頻率簡諧振動的合成232
9.3.2兩個(gè)互相垂直的同頻率的簡諧振動的合成233
9.4知識拓展——鋼琴的“拍”235
閱讀材料9惠更斯236
復(fù)習(xí)與小結(jié)237
練習(xí)題238

第10章波動學(xué)基礎(chǔ)242
10.1機(jī)械波的產(chǎn)生及描述242
10.1.1機(jī)械波的產(chǎn)生242
10.1.2波陣面波射線243
10.1.3波的頻率、波長和波速244
10.2平面簡諧波244
10.2.1平面簡諧波的波動方程244
10.2.2波的能量能流密度波的吸收247
10.3波的衍射和干涉249
10.3.1惠更斯原理249
10.3.2波的衍射250
10.3.3波的疊加原理250
10.3.4波的干涉250
10.3.5駐波251
10.3.6多普勒效應(yīng)253
10.4知識拓展——魚洗噴水255
閱讀材料10多普勒256
復(fù)習(xí)與小結(jié)257
練習(xí)題258

第11章波動光學(xué)261
11.1光源光的相干性261
11.1.1光學(xué)發(fā)展簡史261
11.1.2光的電磁波性質(zhì)262
11.1.3光源263
11.1.4光的相干性264
11.1.5光程光程差265
11.2分波陣面干涉266
11.2.1楊氏雙縫干涉266
11.2.2洛埃鏡實(shí)驗(yàn)268
11.2.3光的空間相干性和時(shí)間相干性268
11.3薄膜干涉270
11.3.1平行平面薄膜產(chǎn)生的干涉270
11.3.2楔形平面薄膜（劈尖）干涉272
11.3.3牛頓環(huán)274
11.3.4邁克耳孫干涉儀275
11.4光的衍射276
11.4.1光的衍射現(xiàn)象276
11.4.2惠更斯菲涅耳原理277
11.4.3夫瑯禾費(fèi)單縫衍射278
11.5光柵衍射281
11.5.1光柵的構(gòu)造281
11.5.2光柵衍射的主極大條紋281
11.5.3光柵光譜283
11.5.4X射線的衍射284
11.6圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)285
11.6.1圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射285
11.6.2光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)286
11.7光的偏振現(xiàn)象287
11.7.1偏振光和自然光287
11.7.2偏振片起偏和檢偏289
11.7.3馬呂斯定律289
11.7.4光的反射和折射起偏290
11.8激光簡介292
11.8.1激光的基本原理292
11.8.2氦氖激光器295
11.8.3激光的特點(diǎn)及應(yīng)用296
11.9知識拓展——薄膜干涉296
閱讀材料11菲涅耳297
復(fù)習(xí)與小結(jié)298
練習(xí)題300

第12章狹義相對論307
12.1經(jīng)典時(shí)空觀及其局限性308
12.1.1伽利略坐標(biāo)變換308
12.1.2經(jīng)典時(shí)空觀308
12.1.3力學(xué)相對性原理309
12.2狹義相對論時(shí)空觀309
12.2.1狹義相對論產(chǎn)生的歷史背景309
12.2.2狹義相對論的基本原理310
12.2.3洛倫茲坐標(biāo)變換310
12.2.4狹義相對論時(shí)空觀311
12.3相對論動力學(xué)313
12.3.1相對論的質(zhì)速關(guān)系313
12.3.2相對論的質(zhì)能關(guān)系314
12.3.3能量動量關(guān)系315
12.4知識拓展——核反應(yīng)堆315
閱讀材料12愛因斯坦317
復(fù)習(xí)與小結(jié)318
練習(xí)題319

第13章量子物理基礎(chǔ)322
13.1量子論的形成322
13.1.1黑體輻射和普朗克能量子假設(shè)322
13.1.2光電效應(yīng)和愛因斯坦光子假設(shè)324
13.1.3原子結(jié)構(gòu)與原子光譜玻爾的量子論327
13.2物質(zhì)波不確定關(guān)系331
13.2.1物質(zhì)波331
13.2.2物質(zhì)波的統(tǒng)計(jì)解釋332
13.2.3不確定關(guān)系333
*13.3波函數(shù)薛定諤方程335
13.3.1波函數(shù)335
13.3.2薛定諤方程336
13.3.3一維無限深方勢阱中運(yùn)動的粒子337
13.3.4氫原子的薛定諤方程339
13.4知識拓展——實(shí)現(xiàn)光子轉(zhuǎn)化為電子的最小波長340
13.4.1電子對效應(yīng)340
13.4.2實(shí)現(xiàn)電子對效應(yīng)時(shí)光子的最大波長341
閱讀材料13普朗克342
復(fù)習(xí)與小結(jié)342
練習(xí)題344

附錄346
附錄A國際單位制（SI）346
附錄B常用物理常量347
附錄C數(shù)學(xué)公式348

練習(xí)題參考答案351