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绪论 1

第一章　运动和力 6

1.1 力学的研究对象 9

1.1.1　力学的研究对象 9

1.1.2　空间与时间 9

1.1.3　参照系 14

1.1.4　如何描述物体（质点）的运动 16

1.1.5　运动规律的研究 19

1.1.6 曲线运动 28

1.2　牛顿运动定律 36

1.2.1　牛顿第一定律 36

1.2.2　牛顿第二定律 37

1.2.3 牛顿第三定律 37

1.2.4　牛顿的科学思想方法 38

1.2.5　单位制和量纲 40

1.2.6　牛顿定律的应用 40

1.3　刚体的定轴转动 43

1.3.1　刚体的运动 44

1.3.2 力矩 48

1.3.3　转动定理 49

思考题 53

练习题 55

阅读材料：闰秒是怎么回事 57

第二章　守恒定律　能量 59

2.1　动量守恒定律 59

2.1.1　动量与动量定律 59

2.1.2　动量守恒定律 60

2.2　角动量守恒定律 61

2.2.1　质点的角动量 61

2.2.2　刚体的角动量及角动量定理 62

2.2.3　角动量守恒定律 62

2.3 能量 63

2.3.1 功 63

2.3.2　动能　动能定理 65

2.3.3　保守力　势能 66

2.3.4　功能原理　机械能守恒定律 68

2.3.5　三种宇宙速度 70

思考题 72

练习题 73

第三章　太阳系和宇宙 75

3.1　太阳系的认识 75

3.1.1　古希腊人的看法 75

3.1.2　哥白尼的日心说 78

3.1.3　开普勒定律 85

3.1.4　万有引力定律 87

3.1.5 波德定则 93

3.2 宇宙 96

3.2.1　宇宙的演变 96

3.2.2　太阳系的位置 98

3.2.3　人类对宇宙生物的认识 101

3.2.4　黑洞 109

3.2.5　物质与反物质 115

思考题 117

阅读材料：奇观——通古斯之谜 118

第四章　物质的形态和性质 122

4.1　物质 122

4.1.1　物质的形态 122

4.1.2　物质的结构和尺寸 123

4.1.3　现代物质观 127

4.2　固体、液体和气体 128

4.2.1 固体 128

4.2.2　液体 137

4.2.3　气体 146

4.3　热与物质的相互关系 157

4.3.1　热力学第零定律与热平衡 157

4.3.2　热力学第一定律与能量守恒定律 159

4.3.3　热力学第二定律与熵 162

4.3.4　热力学第三定律与绝对零度 168

4.4　热的本质 177

4.5　热能　太阳能 179

思考题 180

练习题 181

阅读材料：水的结构与物理性质水是生命之源 181

第五章　电和磁 185

5.1　静电的基本现象和规律 186

5.1.1　电荷 186

5.1.2　静电的基本规律 186

5.2　静电场 电场强度 高斯定理 电势 189

5.2.1 静电场 189

5.2.2 电场强度 190

5.2.3　高斯定理 195

5.2.4 电势 201

5.3　静电场中的导体和静电屏蔽现象 208

5.3.1　导体静电平衡条件 208

5.3.2　静电平衡的导体的性质 209

5.3.3　静电屏蔽现象 212

5.4 电路 214

5.4.1 电流强度 电源 电动势　欧姆定律 214

5.4.2 电路 218

5.5　基本磁现象　磁场　磁感应强度 220

5.5.1 基本磁现象　磁感应强度　磁通量 220

5.5.2　毕奥——萨伐尔定律 224

5.6 电磁感应 229

5.6.1 电磁感应现象 229

5.6.2　楞次定律 230

5.6.3　法拉第电磁感应定律 231

5.7 电磁场与电磁波 232

5.7.1 麦克斯韦电磁场理论的基本思想 232

5.7.2　电磁波的基本性质 233

5.7.3　电磁波的能量 234

5.7.4 电磁波谱 235

思考题 236

练习题 237

阅读材料：电磁辐射的危害与个人防护 240

第六章　波动和光 243

6.1 波的概念 243

6.1.1 简谐振动的描述 243

6.1.2　有关实际振动的研究 245

6.2 波动 247

6.2.1　机械波产生的条件 247

6.2.2　波的形成和传播 248

6.2.3　平面简谐波的表示 251

6.2.4 波的干涉 252

6.3　声波 255

6.3.1 声波 255

6.3.2 声的强度 256

6.3.3 声的传播 257

6.3.4　声波的描述 259

6.3.5　多普勒效应 259

6.4 光 264

6.4.1　几何光学 265

6.4.2 波动光学 267

思考题 280

练习题 280

阅读材料：声波雷达——声纳 281

第七章　相对论和量子论 284

7.1 爱因斯坦与相对论 284

7.1.1　狭义相对论 284

7.1.2　广义相对论 289

7.1.3　爱因斯坦的科学思想方法 290

7.2 量子论 292

7.2.1 19世纪末物理学的三大发现 292

7.2.2　量子论和量子力学 295

思考题 301

练习题 302

阅读材料：爱因斯坦和广义相对论 302

第八章　探索微观世界 305

8.1　原子结构 305

8.1.1　原子结构 305

8.1.2　电子自旋 306

8.2　原子核 306

8.2.1　中子的发现 307

8.2.2　原子核的组成 308

8.2.3　核的大小和形状 308

8.2.4　结合能和质量亏损 309

8.2.5　放射性衰变 309

8.2.6　β衰变和中微子 310

8.2.7　核力 311

8.2.8　核反应和核能 312

8.3　基本粒子 314

8.3.1　人类对物质组成的探索 314

8.3.2　基本粒子的分类 315

8.3.3　基本粒子的相互作用 316

8.3.4　守恒定律 317

8.3.5　夸克模型 317

主要参考书目 319

附录Ⅰ：数学基本知识简介 320

一、矢量（向量）乘法 320

二、函数的不定积分 322

三、函数的定积分 328

附录Ⅱ：国际单位制（SI）基本单位简介 330