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第1章 力与运动 1

1.1 质点运动学 1

1.1.1 质点运动的描述 2

1.1.2 直线运动 6

1.1.3 曲线运动 10

1.1.4 运动学的两类问题 25

1.2 质点动力学 29

1.2.1 牛顿运动定律 30

1.2.2 相互作用力 33

1.2.3 牛顿运动定律的应用 38

1.2.4 非惯性系 惯性力 49

1.2.5 质心和质心运动定理 56

习题1 60

思考题1 66

第2章 时空理论 70

2.1 牛顿时空观 70

2.1.1 伽利略变换和牛顿绝对时空观 70

2.1.2 力学相对性原理 72

2.2 狭义相对论时空观 74

2.2.1 狭义相对论的基本假设 74

2.2.2 狭义相对论的时空观 78

2.2.3 洛伦兹坐标变换 83

2.2.4 洛伦兹速度变换公式 87

习题2 92

思考题2 93

第3章 运动定理 95

3.1 冲量与动量 95

3.1.1 动量和冲量 95

3.1.2 动量定理 96

3.1.3 动量守恒定律 100

3.1.4 质点系总动量与质心坐标系 103

3.1.5 火箭的运动 105

3.2 功与能 108

3.2.1 功 动能定理 108

3.2.2 保守力做功与势能 117

3.2.3 机械能守恒定律 130

3.2.4 碰撞问题 139

3.2.5 相对论能量和动量 144

3.3 冲量矩与角动量 152

3.3.1 质点的角动量 角动量守恒定律 152

3.3.2 质点系的角动量定理与角动量守恒定律 158

3.4 对称性与守恒定律 160

3.4.1 对称性 160

3.4.2 物理定律的对称性 161

3.4.3 对称性与守恒定律 161

习题3 162

思考题3 169

第4章 刚体力学基础 172

4.1 刚体运动学 172

4.1.1 刚体运动的基本形式 172

4.1.2 刚体定轴转动的运动学描述 174

4.2 定轴转动 175

4.2.1 刚体定轴转动定理 175

4.2.2 刚体转动惯量的计算 181

4.2.3 定轴转动角动量守恒定律 186

4.2.4 定轴转动中的功能关系 189

4.3 陀螺的运动 194

4.4 刚体平面平行运动 198

习题4 202

思考题4 208

第5章 机械振动 209

5.1 简谐振动 209

5.1.1 简谐振动的判据 209

5.1.2 描述简谐振动的物理量 212

5.1.3 简谐振动的速度、加速度 214

5.1.4 简谐振动的能量 215

5.1.5 简谐振动的几何表示 216

5.2 微振动近似 221

5.2.1 单摆和复摆 221

5.2.2 微振动近似 223

5.3 阻尼振动 受迫振动 224

5.3.1 阻尼振动 224

5.3.2 受迫振动 228

5.4 振动的叠加与分解 229

5.4.1 同方向同频率振动的叠加 229

5.4.2 两个同方向不同频率振动的叠加 拍 231

5.4.3 振动的频谱 232

5.4.4 相互垂直振动的叠加 233

习题5 236

思考题5 238

第6章 机械波 240

6.1 机械波的产生与传播 240

6.1.1 机械波的产生条件 240

6.1.2 机械波的传播特点 241

6.1.3 波长、频率和波速 241

6.1.4 波的几何描述 243

6.2 简谐波 244

6.2.1 一维平面简谐波的表达式 244

6.2.2 行波表达式的意义 245

6.2.3 弦的波动方程 248

6.3 简谐波的能量 250

6.3.1 有平面简谐波传播介质中质元的能量 250

6.3.2 能流和能流密度 251

6.3.3 声强 声强级 253

6.4 波的传播与叠加 254

6.4.1 惠更斯原理 254

6.4.2 波的干涉 255

6.4.3 驻波 258

6.5 多普勒效应 262

6.5.1 波源静止，观察者运动 262

6.5.2 波源运动，观察者静止 262

6.5.3 波源和观察者都运动 263

习题6 264

思考题6 267

第7章 平衡态 269

7.1 平衡态 270

7.1.1 平衡态 270

7.1.2 热力学第零定律 271

7.1.3 温标 272

7.1.4 状态方程 275

7.2 气体分子热运动的统计分布律 276

7.2.1 热力学系统的微观模型 276

7.2.2 速率分布函数与速度分布函数 279

7.2.3 麦克斯韦速度分布律和速率分布律 285

7.2.4 玻耳兹曼能量分布 289

习题7 294

思考题7 297

第8章 热力学定律 300

8.1 热力学第一定律 300

8.1.1 准静态过程 300

8.1.2 功、内能和热量 301

8.1.3 热力学第一定律 304

8.1.4 热力学第一定律的应用 305

8.1.5 循环过程和热机的效率 313

8.2 热力学第二定律 318

8.2.1 热力学第二定律 318

8.2.2 可逆过程和不可逆过程 320

8.2.3 卡诺定理 322

8.2.4 熵 325

8.2.5 熵增加原理 331

8.2.6 玻耳兹曼熵 333

习题8 338

思考题8 341

第9章 相变与气体输运过程 345

9.1 相变 345

9.1.1 气-液相变 345

9.1.2 固-液相变和固-气相变 352

9.2 气体的输运过程 354

9.2.1 气体三种输运过程的宏观规律 355

9.2.2 三种输运过程的微观解释 357

习题9 363

思考题9 364