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第一篇　力学 3

1　质点的运动规律 3

1.1　理想模型——质点、刚体 3

1.2　质点的运动及其描述 4

1.2.1 参照系和坐标系 4

1.2.2　位置矢量和运动方程 5

1.2.3 速度 6

1.2.4 加速度 8

1.3　匀变速运动 11

1.3.1 匀变速直线运动 12

1.3.2　抛体运动 13

1.4　圆周运动 15

1.4.1 切向加速度和法向加速度 16

1.4.2 圆周运动的角量和线量关系 18

1.5　相对运动 22

1.6　牛顿运动定律 24

1.6.1 牛顿三大定律 24

1.6.2 物理量的单位和量纲 27

1.6.3 几种常见力 28

1.6.4 牛顿定律的应用 30

1.7　惯性参照系和非惯性参照系 38

1.7.1 惯性参照系 38

1.7.2 加速平动参照系中的惯性力 39

1.7.3 匀速转动参照系中的惯性离心力 39

思考题 43

习题 44

2.1.1 功 48

2.1　能量守恒 48

2　守恒定律 48

2.1.2 势能 52

2.1.3 势能曲线 55

2.1.4　机械能守恒定律 58

2.2　动量守恒 66

2.2.1 动量守恒定律 66

2.2.2　冲量和动量定理 72

2.2.3 质心和质心运动定律 75

2.3　碰撞 77

2.4.1 质点的角动量 84

2.4　角动量守恒 84

2.4.2　质点的角动量定理 86

2.4.3 质点的角动量守恒定律 87

2.5　伯努利方程 90

思考题 93

习题 94

3　刚体的转动 99

3.1　刚体的运动 99

3.2.1 转动定律 102

3.2　刚体的转动定律 102

3.2.2 转动惯量的计算 104

3.2.3 转动惯量的平行轴定理 107

3.3　刚体转动中的功能关系 109

3.4　刚体的角动量和角动量守恒定律 115

3.5　转动定律与质心运动定律在刚体平面运动中的应用 121

3.6　进动 124

思考题 126

习题 127

4.1.1 谐振动的动力学方程和运动学方程 131

4.1　谐振动 131

4　振动 131

4.1.2　描述谐振动的三个物理量——周期、振幅、初相 135

4.1.3 谐振动的旋转矢量表示法 137

4.1.4　谐振动的能量 141

4.2　谐振动的合成 147

4.2.1 两个同方向、同频率的谐振动的合成 147

4.2.2 两个同方向、不同频率的谐振动的合成　拍 149

4.2.3　两个互相垂直的、同频率谐振动的合成 151

4.2.4　两个互相垂直的、不同频率谐振动的合成 154

4.3　阻尼振动 155

4.4　受迫振动　共振 157

思考题 159

习题 160

5　波动 164

5.1　弹性体的变形规律 164

5.2　波的基本概念 166

5.2.1 波是振动状态的传播 166

5.2.2　横波和纵波 166

5.2.3　平面波与球面波 168

5.2.4　波长、频率、波速之间的基本关系式 169

5.3.1　平面行波 171

5.3　平面简谐波 171

5.3.2　平面简谐波 172

5.4　机械波的能量 178

5.4.1　机械波的能量和能量密度 178

5.4.2　能流和能流密度 180

5.4.3　波的吸收 182

5.5　惠更斯原理 183

5.5.1 波的衍射 184

5.5.3　波的反射和折射 185

5.5.2　波的散射 185

5.6　波的干涉 187

5.7　驻波 191

5.8　多普勒效应 197

思考题 201

习题 202

第二篇　热学 207

6　气体动理论 207

6.1　分子热运动与统计规律性 207

6.2.1 热力学系统 209

6.2　平衡态　理想气体状态方程 209

6.2.2 平衡态 210

6.2.3 状态参量 210

6.2.4　理想气体状态方程 211

6.3　压强和温度的微观解释 213

6.3.1 理想气体的压强公式 213

6.3.2　温度的微观解释 216

6.4　能量均分定理　理想气体的内能 217

6.4.1 自由度 218

6.4.2 能量均分定理 219

6.4.3 理想气体的内能 220

6.5　麦克斯韦速率分布律 222

6.5.1　麦克斯韦速率分布律 222

6.5.2 三种统计速率 224

6.5.3 麦克斯韦速率分布的实验验证 225

6.6　玻耳兹曼分布律 227

6.6.1 重力场中粒子按高度的分布 228

6.6.2 玻耳兹曼分布律 229

6.7　分子的平均碰撞次数和平均自由程 230

6.8　真实气体的范德瓦尔斯方程 232

6.9　输运过程 234

6.9.1 粘滞现象 235

6.9.2　热传导现象 236

6.9.3　扩散现象 238

思考题 239

习题 240

阅读材料　真空技术 243

7　热力学基础 248

7.1　准静态过程 248

7.2　热力学第一定律 249

7.2.1 热力学第一定律 249

7.2.2　准静态过程中功的计算 250

7.2.3　热量和摩尔热容 251

7.3　热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 254

7.3.1 等体过程 255

7.3.2　等压过程 255

7.3.3　等温过程 256

7.4　绝热过程　多方过程 257

7.4.1　准静态绝热过程 258

7.4.2　非静态绝热过程 262

7.4.3 多方过程 263

7.5.1　循环过程 265

7.5　循环过程　卡诺循环 265

7.5.2　热机和热机效率 266

7.5.3　致冷机和致冷系数 267

7.5.4　卡诺循环 269

7.6　热力学第二定律 272

7.6.1 热力学第二定律的两种表述 272

7.6.2　两种表述的等效性 273

7.7　可逆过程和不可逆过程　卡诺定理 274

7.7.1　可逆过程和不可逆过程 274

7.7.2　卡诺定理 275

7.8.1 熵 277

7.8　熵和熵增加原理 277

7.8.2 熵的计算 温熵图 279

7.8.3　熵增加原理 280

7.9　热力学第二定律的统计意义 283

思考题 285

习题 287

阅读材料　熵概念的扩展 291

参考答案 295

常用数值表 303