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第一章 质点运动学 1

1-1 质点运动的描述 1

一 参考系 质点 1

二 位置矢量 运动方程 位移 2

三 速度 5

四 加速度 8

1-2 加速度为恒矢量时的质点运动 10

一 a恒矢量时质点的运动方程 10

二 斜抛运动 12

二 圆周运动的角速度 14

一 平面极坐标 14

1-3 圆周运动 14

三 圆周运动的切向加速度和法向加速度 角加速度 15

四 匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动 18

1-4 相对运动 20

一 时间与空间 20

二 相对运动 21

问题 24

习题 25

第二章 牛顿定律 30

2-1 牛顿定律 30

一 牛顿第一定律 30

二 牛顿第二定律 31

三 牛顿第三定律 33

2-2 物理量的单位和量纲 33

2-3 几种常见的力 34

一 万有引力 34

二 弹性力 36

三 摩擦力 38

2-4 惯性参考系 力学相对性原理 41

一 惯性参考系 41

二 力学相对性原理 42

2-5 牛顿定律的应用举例 43

2-6 非惯性系 惯性力 50

问题 53

习题 54

第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 58

3-1 质点和质点系的动量定理 58

一 冲量 质点的动量定理 58

二 质点系的功量定理 59

3-2 动量守恒定律 63

3-3 系统内质量移动问题 65

3-4 动能定理 69

一 功 69

二 质点的动能定理 72

一 万有引力、重力、弹性力作功的特点 74

3-5 保守力与非保守力 势能 74

二 保守力与非保守力 保守力作功的数学表达式 77

三 势能 79

四 势能曲线 80

3-6 功能原理 机械能守恒定律 81

一 质点系的动能定理 81

二 质点系的功能原理 82

三 机械能守恒定律 83

四 宇宙速度 86

3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 91

3-8 能量守恒定律 94

3-9 质心 质心运动定律 95

一 质心 95

二 质心运动定律 98

问题 100

习题 102

第四章 刚体的转动 108

4-1 刚体的定轴转动 108

一 刚体转动的角速度和角加速度 109

二 匀变速转动公式 111

三 角量与线量的关系 112

一 力矩 114

4-2 力矩 转动定律 转动惯量 114

二 转动定律 118

三 转动惯量 119

四 平行轴定理 122

4-3 角动量 角动量守恒定律 125

一 质点的角动量定理和角动量守恒定律 126

二 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律 131

4-4 力矩作功 刚体绕定轴转动的动能定理 135

一 力矩作功 135

二 力矩的功率 136

三 转动动能 136

四 刚体绕定轴转动的动能定理 137

4-5 刚体的平面平行运动 139

4-6 经典力学的成就和局限性 142

一 经典力学只适用于处理物体的低速运动问题，而不能用于处理高速运动问题 142

二 确定性与随机性 146

三 能量的连续性与能量量子化 147

问题 148

习题 149

第五章 万有引力场 156

5-1 开普勒定律 157

5-2 万有引力定律 158

二 引力场强度 161

一 引力场 161

5-3 引力场 引力势能 161

三 引力势能 引力势 162

四 引力与引力势能的关系 163

5-4 物体间的引力势能和引力 164

一 匀质球壳与质点间的引力 164

二 匀质球体间的引力 166

三 匀质球体对球内质点的引力和引力势能 167

四 质点在地球表面附近的重力势能 168

5-5 行星的椭圆轨道和面积定律的论证 170

一 椭圆轨道的论证 170

二 面积定律的论证 172

问题 173

习题 174

第六章 热力学基础 177

6-1 气体物态参量 平衡态 理想气体物态方程 177

一 气体的物态参量 177

二 p、V、T的单位 178

三 平衡态 178

四 理想气体物态方程 179

6-2 准静态过程 功 热量 180

一 准静态过程 180

二 功 181

三 热量 182

6-3 内能 热力学第一定律 183

一 内能 183

二 热力学第一定律 184

6-4 理想气体的等体过程和等压过程 摩尔热容 185

一 等体过程 定体摩尔热容 185

二 等压过程 定压摩尔热容 187

三 比热容 188

6-5 理想气体的等温过程和绝热过程 189

一 等温过程 189

二 绝热过程 190

三 绝热线和等温线 192

四 多方过程 195

6-6 循环过程 卡诺循环 196

一 循环过程 196

二 热机和致冷机 198

三 卡诺循环 200

6-7 热力学第二定律的表述 卡诺定理 204

一 热力学第二定律的两种表述 204

二 可逆过程与不可逆过程 206

三 卡诺定理 208

6-8 熵 熵增加原理 210

一 熵 210

四 能量品质 210

二 熵变的计算 213

三 熵增加原理 215

四 熵增加原理与热力学第二定律 216

问题 218

习题 219

第七章 气体动理论 226

7-1 物质的微观模型 统计规律性 226

一 分子的数密度和线度 226

二 分子力 227

三 分子热运动的无序性及统计规律性 227

一 理想气体的微观模型 229

7-2 理想气体的压强公式 229

二 理想气体的压强公式 230

7-3 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 232

7-4 能量均分定理 理想气体内能 234

一 自由度 234

二 能量均分定理 237

三 理想气体的内能和摩尔热容 237

四 固体热容 240

7-5 麦克斯韦气体分子速率分布律 241

一 测定气体分子速率分布的实验 242

二 麦克斯韦气体分子速率分布定律 244

三 三种统计速率 245

7-6 玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式 248

一 玻耳兹曼能量分布律 248

二 重力场中等温气压公式 251

7-7 分子平均碰撞次数和平均自由程 251

7-8 气体的迁移现象 254

一 粘滞现象 254

二 热传导现象 256

三 扩散现象 257

四 三种迁移系数 258

7-9 实际气体的范德瓦耳斯方程 259

一 熵与无序 262

7-10 热力学第二定律的统计意义 262

二 无序度与微观状态数 263

三 熵与热力学概率 玻耳兹曼关系式 264

四 自组织现象 266

问题 267

习题 268

附录一 矢量 271

附录二 一些基本物理常量 283

附录三 我国法定计量单位和国际单位制(SI)单位 284

附录四 空气、水、地球、太阳系的一些常用数据 287

习题答案 288

索引 295