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绪论 1

力学基础篇 5

第1章 质点运动学 5

1.1质点运动的描述 5

1.1.1参考系 坐标系 质点 5

1.1.2位置矢量 运动方程 轨迹方程 位移 6

1.1.3速度 7

1.1.4加速度 7

1.1.5运动的二类问题 8

1.2圆周运动 10

1.2.1自然坐标系 10

1.2.2圆周运动的切向加速度及法向加速度 10

1.2.3圆周运动的角量描述 12

1.3相对运动 15

1.3.1相对位矢 15

1.3.2相对位移 16

1.3.3相对速度 16

1.3.4相对加速度 16

本章提要 16

习题 17

第2章 质点动力学 20

2.1牛顿运动定律 20

2.1.1第一定律 20

2.1.2第二定律 21

2.1.3第三定律 21

2.2几种常见的力 22

2.2.1重力 22

2.2.2弹性力 22

2.2.3摩擦力 22

2.3牛顿定律的应用举例 23

2.4惯性系与非惯性系 27

2.4.1惯性系 力学的相对性原理 27

2.4.2非惯性系 惯性力 28

2.5动量 动量守恒定律 28

2.5.1冲量 动量及动量定理 29

2.5.2质点系动量定理和质心运动定理 32

2.5.3动量守恒定律 34

2.5.4碰撞 34

2.6功和能 机械能守恒定律 37

2.6.1功及功率 37

2.6.2动能和动能定理 40

2.6.3保守力 势能 42

2.6.4功能原理 机械能守恒定律 44

本章提要 46

阅读材料 蝴蝶效应 47

习题 51

第3章 刚体的定轴转动 55

3.1刚体运动 55

3.1.1刚体 55

3.1.2刚体运动 55

3.1.3定轴转动 56

3.2力矩 转动定律 转动惯量 58

3.2.1力矩 58

3.2.2转动定律 58

3.2.3转动惯量 60

3.3转动动能 力矩的功 转动动能定理 63

3.3.1转动动能 63

3.3.2力矩的功 64

3.3.3刚体定轴转动的动能定理 65

3.4角动量 角动量定理 角动量守恒定律 66

3.4.1角动量（动量矩） 66

3.4.2角动量定理 67

3.4.3角动量守恒定律 67

本章提要 70

习题 70

第4章 机械振动 73

4.1简谐振动 73

4.2简谐振动的描述 75

4.2.1描述简谐振动的物理量 75

4.2.2振幅和初位相的确定 76

4.3简谐振动的旋转矢量表示法 77

4.4简谐振动的能量 79

4.5简谐振动的合成 81

4.5.1同方向同频率简谐振动的合成 81

4.5.2同方向不同频率的简谐振动的合成 82

4.6相互垂直的简谐振动的合成 82

4.6.1同频率的相互垂直振动的合成 82

4.6.2不同频率的相互垂直振动的合成——李萨如图形 84

4.7阻尼振动 受迫振动 共振 84

4.7.1阻尼振动 84

4.7.2受迫振动 85

4.7.3共振 86

本章提要 86

习题 87

第5章 机械波 91

5.1机械波的形成和传播 91

5.1.1机械波产生的条件 91

5.1.2横波和纵波 91

5.1.3波的几何描述 91

5.1.4简谐波 92

5.1.5描述波动的基本物理量 92

5.2平面简谐波的波动方程 94

5.2.1平面简谐波的波动方程 94

5.2.2波动方程的物理意义 95

5.3波的能量 声波和声强级 98

5.3.1波的能量和能量密度 98

5.3.2波的能流和能流密度 99

5.3.3波的吸收 100

5.3.4声波 声压 声强级 100

5.4惠更斯原理 波的干涉 101

5.4.1惠更斯原理 101

5.4.2波的衍射 102

5.4.3波的叠加原理 102

5.4.4波的干涉 102

5.5驻波 106

5.5.1驻波方程 106

5.5.2驻波的特点 107

5.6多普勒效应 110

本章提要 111

阅读材料 多普勒效应及应用 112

习题 115

波动光学篇 121

第6章 光的干涉 121

6.1相干条件 获得相干光的方法 121

6.2杨氏双缝干涉 122

6.3光程和光程差 125

6.4薄膜的干涉 126

6.5劈尖的干涉 128

6.6迈克耳孙干涉仪 130

本章提要 130

阅读材料 全息照相 131

习题 133

第7章 光的衍射 136

7.1光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 136

7.2单缝的夫琅禾费衍射 137

7.3光栅的衍射 140

7.4 X射线的衍射 144

本章提要 145

阅读材料 光纤通信 145

习题 147

第8章 光的偏振 149

8.1光的偏振状态 149

8.1.1非偏振光 149

8.1.2完全偏振光 150

8.1.3部分偏振光 150

8.2偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 151

8.3反射和折射时光的偏振 152

8.4光的双折射 153

本章提要 155

阅读材料 液晶 155

习题 157

附录A国际单位制（SI） 159

附录B常用物理常数 161

附录C数学公式 162

习题参考答案 165