物理学教程

前言

第1篇 力学基础

第1章 质点运动学

1.1 参考系质点

1.1.1 参考系

1.1.2 质点和质点系

1.1.3 时刻与时间间隔

1.2 描述质点运动的物理量

1.2.1 位置矢量和运动方程

1.2.2 位移矢量

1.2.3 速度

1.2.4 加速度

1.3 质点运动学的基本问题

1.4 匀变速运动

1.5 圆周运动

1.5.1 质点作圆周运动的角量描述

1.5.2 线量与角量之间的关系

1.6 相对运动

习题

第2章 质点动力学

2.1 牛顿运动定律

2.1.1 牛顿第一定律和惯性参考系

2.1.2 牛顿第二定律

2.1.3 牛顿第三定律

2.2 基本力和常见力

2.2.1 四种基本相互作用力

2.2.2 力学中常见的几种力

2.3 国际单位制和量纲

2.4 牛顿运动定律应用举例

2.5 惯性力

2.6 动量和动量守恒定律

2.6.1 质点的动量

2.6.2 力的冲量

2.6.3 质点的动量定理

2.6.4 质点系的动量定理和动量守恒定律

2.6.5 火箭飞行原理

2.6.6 质心与质心运动定理

2.7 角动量和角动量守恒定律

2.7.1 质点对参考点的角动量

2.7.2 质点的角动量定理和角动量守恒定律

2.7.3 质点系的角动量和角动量定理

2.7.4 质点系的角动量守恒定律

2.8 功和功率

2.8.1 恒力的功

2.8.2 变力的功

2.8.3 常见力的功

2.8.4 合力的功

2.8.5 功率

2.9 动能定理

2.9.1 质点的动能定理

2.9.2 质点系的动能定理

2.10 保守力势能

2.10.1 保守力

2.10.2 势能

2.10.3 保守力与势能的微分关系

2.11 功能原理和机械能守恒定律

2.11.1 功能原理

2.11.2 机械能守恒定律

2.11.3 能量守恒与转换定律

2.11.4 碰撞

2.12 物理学中的对称性

2.12.1 什么是对称性?

2.12.2 对称性原理

2.12.3 物理定律的对称性

2.12.4 对称性意味着不可分辨性

习题

第3章 刚体力学基础

3.1 刚体及其运动

3.1.1 刚体

3.1.2 刚体的运动

3.1.3 刚体定轴转动的描述

3.2 力矩刚体定轴转动定律

3.2.1 力矩

3.2.2 刚体定轴转动定律

3.2.3 转动惯量的计算

3.2.4 定轴转动定律的应用

3.3 刚体转动中的功和能

3.3.1 绕定轴转动刚体的动能

3.3.2 力矩的功

3.3.3 刚体定轴转动的动能定理

3.3.4 势能

3.4 定轴转动刚体的角动量守恒定律

3.4.1 定轴转动刚体对轴的角动量

3.4.2 定轴转动刚体的角动量定理

3.4.3 定轴转动刚体的角动量守恒定律

3.4.4 进动

习题

第2篇 振动与波动

第4章 简谐振动概论

4.1 简谐振动

4.1.1 简谐振动的动力学特征

4.1.2 简谐振动的运动方程

4.1.3 简谐振动的特征量

4.1.4 旋转矢量与简谐振动

4.1.5 相图

4.2 简谐振动的能量

4.3 简谐振动的合成

4.3.1 同方向、同频率简谐振动的合成

4.3.2 同方向、不同频率的两简谐振动的合成拍

4.3.3 相互垂直的简谐振动的合成

4.4 阻尼振动受迫振动共振

4.4.1 阻尼振动

4.4.2 受迫振动

习题

第5章 波动概论

5.1 机械波的产生和传播

5.1.1 机械波的形成条件

5.1.2 横波和纵波

5.1.3 波的几何描述

5.1.4 描述波动特征的物理量

5.2 平面简谐波的波函数

5.2.1 平面简谐波的波函数

5.2.2 波函数的物理意义

5.2.3 沿x轴负向传播的平面简谐波的波函数

5.2.4 平面波的波动微分方程

5.3 波动过程中的能量传播

5.3.1 波的能量

5.3.2 能流密度

5.3.3 声波

5.4 惠更斯原理波的干涉

5.4.1 惠更斯原理

5.4.2 波的干涉

5.5 驻波

5.5.1 驻波实验

5.5.2 驻波的形成

5.5.3 驻波的特点

5.5.4 相位突变

5.6 多普勒效应

习题

第3篇 热学

第6篇气体动理论

6.1 气体动理论的基本观点

6.1.1 物质的微观模型

6.1.2 统计规律性

6.2 热力学系统的状态及其描述

6.2.1 热力学系统

6.2.2 平衡态

6.2.3 状态参量

6.2.4 理想气体的状态方程

6.2.5 实际气体的状态方程

6.3 理想气体压强与温度的微观解释

6.3.1 理想气体的基本假设

6.3.2 理想气体压强公式的推导

6.3.3 温度的微观意义

6.4 能量按自由度均分定理

6.4.1 自由度

6.4.2 能量按自由度均分定理

6.4.3 理想气体的热力学能

6.5 麦克斯韦速率分布律

6.5.1 速率分布律和速率分布函数

6.5.2 麦克斯韦速率分布律

6.5.3 麦克斯韦速率分布曲线

6.5.4 速率分布函数f(v)的应用

6.5.5 麦克斯韦速率分布律的实验验证

6.6 玻耳兹曼分布律

6.6.1 等温气压公式

6.6.2 玻耳兹曼密度分布律（分子按势能的分布规律）

6.6.3 玻耳兹曼能量分布律

6.7 分子平均碰撞频率和平均自由程

习题

第7章 热力学基础

7.1 准静态过程

7.2 热力学能功热量

7.2.1 热力学能

7.2.2 功

7.2.3 热量摩尔热容

7.3 热力学第一定律

7.4 热力学第一定律对理想气体准静态过程的应用

7.4.1 等容过程摩尔定容热容

7.4.2 等压过程摩尔定压热容

7.4.3 等温过程

7.4.4 绝热过程

7.5 循环过程

7.5.1 循环过程及热机效率

7.5.2 卡诺循环及其效率

7.5.3 内燃机的效率

7.5.4 逆循环制冷机

7.6 热力学第二定律

7.6.1 可逆过程与不可逆过程

7.6.2 热力学第二定律的两种常见表述

7.6.3 热力学第二定律的微观意义

7.6.4 热力学第二定律的统计意义

7.6.5 热力学第一定律和第二定律的区别与联系“可用能”

7.7 熵

7.7.1 玻耳兹曼熵与熵增加原理

7.7.2 克劳修斯熵

7.7.3 “熵恒增”与“能贬值”

7.7.4 信息与熵

7.7.5 耗散结构

习题

第4篇 电磁学

第8章 静电场

8.1 电荷守恒定律库仑定律

8.1.1 电荷

8.1.2 库仑定律

8.2 电场强度

8.2.1 电场

8.2.2 电场强度

8.2.3 电荷在电场中受力的应用

8.3 高斯定理

8.3.1 电场线

8.3.2 电通量

8.3.3 高斯定理

8.3.4 由高斯定理求电场强度

8.4 静电场力做的功环流定理电势

8.4.1 静电场力做的功

8.4.2 静电场的环流定理

8.4.3 电势能与电势

8.4.4 电势的计算

8.5 等势面电场强度与电势的微分关系

8.5.1 等势面

8.5.2 电场强度与电势的微分关系

8.6 静电场中的导体

8.6.1 导体的静电平衡

8.6.2 导体上电荷的分布

8.6.3 导体表面附近的电场强度

8.7 静电场中的电介质

8.7.1 电介质的极化机制

8.7.2 极化强度矢量P

8.7.3 极化电荷与自由电荷的关系

8.7.4 电位移矢量与电介质中的高斯定理

8.8 电容

8.8.1 孤立导体的电容

8.8.2 电容器的电容

8.8.3 电容器电容的计算

8.9 电场的能量

8.9.1 电容器的储能

8.9.2 电场的能量和能量密度

习题

附录

附录A 习题答案

附录B 基本物理常量

附录C 国际单位制

参考文献

《普通高等教育“十二五”规划教材：物理学教程（上册）》是根据2010年教育部新颁发的《理工科类大学物理课程教学基本要求》，并结合编者多年的教学实践编写而成。全书涵盖了基本要求中A类知识点的全部核心内容，同时也包含了B类知识点大部分的拓展内容。全书分上、下两册。本书是上册，内容包括：力学、振动与波动、热学、电磁学以及专题选讲。
　　《普通高等教育“十二五”规划教材：物理学教程（上册）》在保证基本内容的前提下，适当拓宽了近代物理部分，增加了在工程中的一些实际应用。本书可作为一般院校非物理专业的理工科类大学物理教材或参考书，也可用于专科物理的教学。