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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