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第一章 质点运动的基本规律 1

1.1机械运动的描述 1

一、运动的绝对性和相对性 1

二、时间和空间的计量 4

三、质点运动状态的描述 8

1.2直线运动 10

一、平均速度和瞬时速度 10

二、平均加速度和瞬时加速度 11

三、变速运动所走过的距离 12

1.3牛顿运动定律 15

一、牛顿第一定律 15

二、牛顿第二定律 16

三、牛顿第三定律 18

1.4力和质量 20

一、力是物体间的相互作用 21

二、机械运动中几种常见的力 22

三、惯性质量与引力质量 28

四、质量和力的计量 30

1.5曲线运动 34

一、曲线运动中的速度问题--“以直代曲” 34

二、匀速率圆周运动的加速度 35

三、一般曲线运动的加速度--“以圆代曲” 38

四、曲线运动中的作用力 41

五、用直角坐标投影法解曲线运动问题抛体运动 42

1.6力学相对性原理 46

一、惯性参照系 46

二、力学相对性原理 47

三、惯性力 48

1.7经典力学的局限性 52

一、经典力学的适用范围 52

二、“绝对时空观”的错误 53

本章选修课题 56

一、关于空间测量和时间计量的进一步讨论 56

二、惯性参照系与马赫原理 60

三、重力、重量和失重 64

四、科里奥利加速度和科里奥利力 67

本章自学指导 71

一、复习提要 71

二、思考题 72

三、例题分析 74

四、基本练习 81

五、选作题 86

第二章 机械运动中的动量和能量 89

2.1动量定理 90

一、动量和动量定量 90

二、物体系(质点组)的动量定理 94

2.2动量守恒定律 96

2.3功和动能定理 102

一、机械功的概念 102

二、动能定理 107

三、物体系的动能定理 110

一、保守力与非保守力的功 111

2.4物体系的势能 112

二、势能和势能曲线 115

2.5机械能守恒定律 120

2.6碰撞问题 123

一、完全弹性碰撞 124

二、完全非弹性碰撞 126

三、非(完全)弹性碰撞 127

四、碰撞截面(散射截面) 128

本章选修课题 131

一、机械运动的两种量度 131

二、三种宇宙速度 134

三、不同惯性参照系之间的动能及动能定理 136

四、作用力和反作用力的功 139

本章自学指导 142

一、复习提要 142

二、思考题 142

三、例题分析 145

四、基本练习 152

五、选作题 156

第三章 刚体运动的基本规律 160

3.1刚体运动的描述 160

一、刚体的基本运动 161

二、角速度和角加速度 162

三、匀角加速转动的规律 162

四、角速度矢量 163

五、刚体上任意一点的速度和加速度 164

3.2刚体的质心运动规律 165

一、刚体的平动规律 165

二、刚体的质心 166

三、刚体的质心运动规律 168

一、力矩和力偶 169

3.3刚体绕固定轴转动的规律 169

二、刚体绕固定轴转动定律 173

三、转动惯量 176

四、平行轴定理和正交轴定理 179

3.4刚体运动的动能 182

一、刚体绕固定轴转动的动能 182

二、刚体一般运动的动能 183

3.5角动量和角动量守恒定律 185

一、角动量和角动量定理 185

二、角动量守恒定律 186

3.6刚体的平面平行运动 188

一、刚体平面平行运动的基本方程式 188

二、刚体的滚动 189

三、打击中心 192

本章选修课题 194

一、有限(角)转动不是矢量 194

二、角动量和角动量守恒的进一步讨论 196

三、回转效应 201

四、瞬心可以作为描述刚体运动的选定中心吗？ 203

五、物质的弹性 208

本章自学指导 212

一、复习提要 212

二、思考题 213

三、例题分析 215

四、基本练习 223

五、选作题 227

一、胁强 静止流体内的压强 233

4.1静止流体内的胁强和压强 233

第四章 流体力学 233

二、静止流体内两点的压强差 236

4.2理想流体的稳定流动 237

一、理想流体的概念 237

二、稳定流动 流线和流管 238

三、理想流体的连续性方程 240

4.3伯努利方程及其应用 241

一、伯努利方程的推导 241

二、伯努利方程的应用 243

4.4流体的反作用及其应用 247

4.5粘滞流体的运动 248

一、流体的粘滞性 249

二、泊肃叶公式和斯托克斯公式 251

三、片流和湍流 雷诺数 253

本章选修课题 256

一、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法 256

二、泊肃叶公式的推导 258

三、空气动力学简介 261

本章自学指导 266

一、复习提要 266

二、思考题 266

三、例题分析 268

四、基本练习 271

五、选作题 275

5.1简谐振动 278

一、简谐振动的运动学规律 278

第五章 振动与波 278

二、简谐振动的周期、频率与圆频率 282

三、简谐振动的固有频率 283

四、简谐振动的振幅和初位相 286

五、简谐振动的振幅矢量图示法 287

六、简谐振动的能量 288

5.2阻尼振动和自持振动 290

一、阻尼振动 290

二、自持振动 294

5.3受迫振动和共振现象 295

一、受迫振动 295

二、共振现象 297

三、受迫振动与强迫力的位相关系 300

5.4振动的合成和分解 301

一、同方向同频率简谐振动的合成 302

二、同方向不同频率简谐振动的合成拍 305

三、垂直方向同频率简谐振动的合成 307

四、垂直方向不同频率简谐振动的合成 310

五、振动的分解 312

5.5波与波动方程 315

一、波 纵波与横波 315

二、波的几何描述 317

三、波的频率、传播速度和波长 318

四、简谐平面波的波动方程(波函数) 321

5.6波的能量密度和能流密度 324

一、波的能量和能量密度 325

二、波的能流密度 328

三、声强和声强级 331

一、波的叠加原理 干涉 333

5.7波的叠加和干涉 驻波 333

二、驻波 334

5.8多普勒效应 338

本章选修课题 340

一、关于弹簧振子固有频率的进一步讨论 340

二、阻尼振子的品质因数--Q值 346

三、用复数法描述振动与波 347

四、波在弦中的传播和反射 350

五、相速和群速 353

本章自学指导 357

一、复习提要 357

二、思考题 358

三、例题分析 360

四、基本练习 369

五、选作题 373

第六章 相对论力学 380

6.1伽利略变换 牛顿力学的困难 380

一、伽利略变换 380

二、牛顿力学的困难 382

6.2狭义相对论的基本原理 384

6.3时间的相对性 386

一、“同时”的相对性 386

二、时间的相对性 388

三、孪生子佯谬 390

6.4长度的相对性 392

一、长度相对性的意义 392

二、菲兹杰惹-洛伦兹收缩 393

三、垂直于运动方向的长度问题 396

一、洛伦兹变换公式 397

6.5洛伦兹变换 397

二、速度合成定理 400

6.6狭义相对论的动力学定律 402

一、质量和速度的关系 403

二、质速关系的意义 405

三、推广的牛顿第二定律 406

6.7质量和能量 408

一、物体的动能 408

二、总能和“静能” 409

三、质能关系 410

四、质能关系的意义 413

6.8广义相对论--瞥 414

一、高速运动物体的测量形象和视觉形象 419

本章选修课题 419

二、孪生子佯谬的进一步讨论 422

三、极限速率和因果律 426

四、爱因斯坦假想实验--质能关系的另一种推导 427

本章自学指导 430

一、复习提纲 430

二、思考题 431

三、例题分析 432

四、基本练习 435

附录 438

附录一、量纲和力学单位 438

附录二、某些与力学有关的数值表 444

附录三、力学参考资料索引 446

附录四、基本练习题解或答案 453