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第1章 力与运动1

1.1质点运动学2

1.1.1质点运动的描述2

1.1.2质点的位矢和运动方程6

1.1.3位移和速度8

1.1.4加速度15

1.1.5运动学的两类问题21

1.2质点动力学25

1.2.1牛顿运动定律25

1.2.2相互作用力29

1.2.3牛顿运动定律的应用34

1.2.4非惯性系 惯性力45

1.3时空观52

1.3.1伽利略变换 力学相对性原理52

1.3.2狭义相对论的基本假设57

1.3.3洛伦兹坐标变换61

1.3.4狭义相对论的时空观64

1.3.5洛伦兹速度变换公式72

习题177

思考题181

第2章 运动定理86

2.1冲量与动量86

2.1.1动量和冲量86

2.1.2动量定理87

2.1.3动量守恒定律91

2.1.4质心和质心运动定理95

2.1.5火箭的运动99

2.2功与能102

2.2.1功 动能定理102

2.2.2保守力做功与势能112

2.2.3机械能守恒定律126

2.2.4碰撞问题135

2.2.5相对论能量139

2.3冲量矩与角动量148

2.3.1质点的角动量 角动量守恒定律148

2.3.2质点系的角动量定理与角动量守恒定律155

2.4对称性与守恒定律157

2.4.1对称性157

2.4.2物理定律的对称性157

2.4.3对称性与守恒定律158

习题2159

思考题2166

第3章 刚体力学基础169

3.1刚体运动学169

3.1.1刚体运动的基本形式169

3.1.2刚体定轴转动的运动学描述171

3.2定轴转动172

3.2.1刚体定轴转动定理172

3.2.2刚体转动惯量的计算178

3.2.3定轴转动角动量守恒定律184

3.2.4定轴转动中的功能关系187

3.3陀螺的运动192

3.4刚体平面平行运动196

习题3201

思考题3206

第4章 机械振动208

4.1简谐振动208

4.1.1简谐振动的判据208

4.1.2描述简谐振动的物理量211

4.1.3简谐振动的速度、加速度213

4.1.4简谐振动的能量214

4.1.5简谐振动的几何表示215

4.2微振动近似220

4.2.1单摆和复摆220

4.2.2微振动近似222

4.3阻尼振动 受迫振动223

4.3.1阻尼振动223

4.3.2受迫振动227

4.4振动的叠加与分解228

4.4.1同方向同频率振动的叠加228

4.4.2两个同方向不同频率振动的叠加拍230

4.4.3振动的频谱231

4.4.4相互垂直振动的叠加233

习题4235

思考题4238

第5章 机械波239

5.1机械波的产生与传播239

5.1.1机械波的产生条件239

5.1.2机械波的传播特点240

5.1.3波长、频率和波速241

5.1.4波的几何描述242

5.2简谐波242

5.2.1一维平面简谐波的表达式242

5.2.2行波表达式的意义244

5.2.3弦的波动方程246

5.3简谐波的能量248

5.3.1有平面简谐波传播介质中质元的能量248

5.3.2能流和能流密度250

5.3.3声强 声强级251

5.4波的传播与叠加252

5.4.1惠更斯原理252

5.4.2波的干涉254

5.4.3驻波256

5.5多普勒效应260

5.5.1波源静止，观察者运动260

5.5.2波源运动，观察者静止261

5.5.3波源和观察者都运动261

习题5262

思考题5266

第6章 平衡态267

6.1平衡态268

6.1.1热力学系统的状态268

6.1.2平衡态268

6.1.3状态参量269

6.2热力学第零定律270

6.2.1热力学第零定律270

6.2.2温度270

6.3温标271

6.3.1温标的建立271

6.3.2几个常用的温标271

6.4状态方程273

习题6275

思考题6275

第7章 平衡态的统计特性277

7.1热力学系统的微观模型277

7.1.1物质的结构277

7.1.2分子作用力模型278

7.2速率分布函数与速度分布函数280

7.2.1分子速率分布函数280

7.2.2分子速度分布函数282

7.3麦克斯韦速度分布律和速率分布律286

7.3.1麦克斯韦速度分布律286

7.3.2麦克斯韦速率分布律288

7.3.3麦克斯韦速率分布律的实验验证290

7.4玻尔兹曼能量分布291

7.4.1玻尔兹曼能量分布292

7.4.2重力场中的气体分子292

7.4.3能量按自由度均分定理294

7.4.4理想气体的内能296

习题7297

思考题7299

第8章 热力学第一定律302

8.1准静态过程302

8.2功、内能和热量303

8.2.1功303

8.2.2内能304

8.2.3热量305

8.3热力学第一定律307

8.4热力学第一定律的应用308

8.4.1等体过程308

8.4.2等压过程309

8.4.3等温过程311

8.4.4绝热过程312

8.4.5多方过程314

8.5循环过程和热机的效率317

8.5.1正循环和逆循环317

8.5.2内燃机的理想循环及其效率319

习题8322

思考题8324

第9章 热力学第二定律327

9.1热力学第二定律327

9.2可逆过程和不可逆过程329

9.3卡诺定理331

9.3.1卡诺定理331

9.3.2克劳修斯不等式333

9.4熵334

9.4.1熵的定义334

9.4.2熵的计算336

9.4.3能量退化原理338

9.4.4 温熵图340

9.5熵增加原理341

9.5.1熵增加原理341

9.5.2熵流和熵产生343

9.6熵和熵增加原理的统计意义344

9.6.1热力学几率344

9.6.2玻耳兹曼关系347

9.6.3熵增加原理的统计意义347

9.6.4涨落现象348

习题9349

思考题9350

第10章 相变353

10.1气-液相变353

10.1.1饱和蒸气压354

10.1.2实际气体的等温相变356

10.1.3范德瓦尔斯方程357

10.1.4气化曲线361

10.2固-液相变和固-气相变361

10.2.1固-液相变361

10.2.2固-气相变362

10.2.3三相图363

习题10363

思考题10365

第11章 气体的输运过程366

11.1气体三种输运过程的宏观规律366

11.1.1热传导现象366

11.1.2黏滞现象367

11.1.3扩散现象368

11.2三种输运过程的微观解释368

11.2.1平均自由程和分子的碰撞频率368

11.2.2热传导过程的微观解释370

11.2.3黏滞现象的微观解释372

11.2.4扩散现象的微观解释373

习题11375

思考题11375