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第1章 质点运动学1

1.1 参考系 质点2

1.1.1 参考系2

1.1.2 质点2

1.2 位置矢量 速度 加速度3

1.2.1 位置矢量 运动方程3

1.2.2 位移矢量4

1.2.3 速度矢量5

1.2.4 加速度矢量6

1.3 圆周运动11

1.3.1 圆周运动的角量描述11

1.3.2 圆周运动的角量与线量的关系12

1.3.3 匀速圆周运动和匀变速圆周运动12

1.4 相对运动14

本章提要16

习题17

第2章 质点动力学21

2.1 牛顿运动定律22

2.1.1 牛顿运动定律22

2.1.2 牛顿运动定律应用举例23

2.1.3 惯性系与非惯性系25

2.1.4 伽利略相对性原理27

2.2 动量定理 动量守恒定律28

2.2.1 冲量 质点的动量定理28

2.2.2 质点系的动量定理及动量守恒定律29

2.3 质心 质心运动定理31

2.3.1 质心31

2.3.2 质心运动定理33

2.4 功和能34

2.4.1 功34

2.4.2 保守力36

2.4.3 势能36

2.4.4 质点和质点系的动能定理37

2.4.5 功能原理 机械能守恒定律38

2.5 碰撞39

本章提要40

习题42

第3章 刚体力学47

3.1 刚体运动学48

3.1.1 刚体的平动和转动48

3.1.2 刚体定轴转动的角量描述49

3.2 力矩 刚体的定轴转动定律50

3.2.1 力矩51

3.2.2 刚体的定轴转动定律53

3.2.3 转动惯量54

3.2.4 刚体定轴转动定律的应用56

3.3 角动量 角动量守恒定律58

3.3.1 质点的角动量和刚体绕定轴转动的角动量58

3.3.2 角动量定理和角动量守恒定律59

3.4 刚体绕定轴转动的动能和动能定理64

3.4.1 力矩的功64

3.4.2 转动动能65

3.4.3 刚体绕定轴转动的动能定理66

3.4.4 质心系 刚体在质心系下的动能66

3.4.5 刚体的重力势能68

3.5 刚体的平面平行运动69

3.5.1 刚体平面平行运动的动能69

3.5.2 描述刚体的平动和转动的方程69

3.5.3 刚体的纯滚动70

本章提要72

习题74

第4章 机械振动79

4.1 简谐振动80

4.1.1 简谐振动80

4.1.2 描述简谐振动的基本物理量81

4.1.3 旋转矢量83

4.1.4 单摆和复摆88

4.1.5 简谐振动的能量89

4.2 简谐振动的合成91

4.2.1 同方向同频率的简谐振动的合成91

4.2.2 同方向不同频率的简谐振动的合成93

4.2.3 两个互相垂直的简谐振动的合成94

4.3 阻尼振动 受迫振动 共振96

4.3.1 阻尼振动96

4.3.2 受迫振动 共振97

本章提要99

习题100

第5章 机械波105

5.1 机械波的形成 描述波的基本物理量106

5.1.1 机械波的形成与传播106

5.1.2 横波和纵波106

5.1.3 波线 波面 波前107

5.1.4 波长 波的周期和频率 波速108

5.2 平面简谐波的波函数109

5.2.1 平面简谐波的波函数109

5.2.2 波函数的物理意义111

5.3 波的能量115

5.3.1 波动能量的传播115

5.3.2 波动的能流 能流密度116

5.3.3 声强 声强级116

5.4 波的衍射、反射和折射 惠更斯原理117

5.4.1 波的衍射、反射和折射117

5.4.2 惠更斯原理118

5.5 波的干涉119

5.5.1 波的叠加原理119

5.5.2 波的干涉119

5.6 驻波121

5.6.1 驻波121

5.6.2 驻波方程122

5.6.3 驻波的能量123

5.6.4 半波损失123

5.7 多普勒效应124

5.7.1 波源不动，观察者以速度vR运动124

5.7.2 观察者不动，波源以速度vS运动124

5.7.3 观察者和波源同时相对于介质运动125

本章提要126

习题128

第6章 流体力学133

6.1 理想流体的定常流动134

6.1.1 理想流体的定常流动134

6.1.2 连续性方程136

6.1.3 伯努利方程136

6.1.4 伯努利方程的应用139

6.2 黏性流体的运动141

6.2.1 黏性定律141

6.2.2 泊肃叶公式143

6.2.3 层流和湍流145

6.2.4 边界层146

6.2.5 斯托克斯公式147

本章提要147

习题148

第7章 液体的表面性质151

7.1 表面张力152

7.2 弯曲液面的附加压强155

7.3 毛细现象157

本章提要159

习题160

第8章 气体动理论163

8.1 平衡态 理想气体物态方程164

8.1.1 平衡态164

8.1.2 气体的宏观状态参量165

8.2 统计假设 理想气体分子的微观模型167

8.2.1 统计规律性与统计假设167

8.2.2 理想气体分子的微观模型169

8.3 理想气体的压强公式170

8.4 理想气体的温度公式171

8.5 能量均分定理 理想气体的内能172

8.5.1 自由度172

8.5.2 能量按自由度均分定理173

8.5.3 理想气体的内能174

8.6 麦克斯韦气体分子速率分布律176

8.6.1 麦克斯韦气体分子速率分布律176

8.6.2 三种统计速率177

8.6.3 麦克斯韦速率分布律的实验验证179

8.7 玻耳兹曼能量分布律180

8.7.1 玻耳兹曼能量分布律180

8.7.2 重力场中气体分子按高度的分布181

8.8 分子的平均碰撞次数和平均自由程182

8.9 范德瓦耳斯方程184

8.10 气体内的迁移现象185

8.10.1 内摩擦现象186

8.10.2 热传导现象187

8.10.3 扩散现象188

本章提要189

习题192

第9章 热力学基础195

9.1 热力学第一定律196

9.1.1 热力学过程196

9.1.2 内能 功 热量197

9.1.3 热力学第一定律的数学表述200

9.2 热力学第一定律对理想气体的应用201

9.2.1 等体过程201

9.2.2 等压过程202

9.2.3 等温过程204

9.2.4 准静态绝热过程205

9.2.5 多方过程208

9.3 循环过程 卡诺循环209

9.3.1 循环过程209

9.3.2 卡诺循环212

9.4 热力学第二定律214

9.4.1 热力学第二定律的两种表述214

9.4.2 可逆过程与不可逆过程216

9.4.3 卡诺定理217

9.5 熵 熵增加原理217

9.5.1 熵217

9.5.2 熵增加原理219

9.6 热力学第二定律的统计意义221

本章提要223

习题226

常用物理常量表231

习题参考答案233