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绪论 1

第一章 质点运动学 5

1.1 运动描述的相对性 5

1.1.1 运动的绝对性和相对性 5

1.1.2 参考系和坐标系 6

1.1.3 质点 6

1.2 位置矢量 位移 速度 加速度 8

1.2.1 位置矢量 运动方程 8

1.2.2 位移 路程 9

1.2.3 速度 10

1.2.4 加速度 11

1.2.5 运动学中的两类问题 12

1.3 圆周运动 14

1.3.1 切向加速度和法向加速度 15

1.3.2 圆周运动的角量描述 16

1.3.3 线量和角量之间的关系 17

阅读材料 18

教学基本要求与内容提要 24

习题 27

第二章 质点动力学与机械能守恒 29

2.1 牛顿运动定律 29

2.1.1 牛顿运动三定律 29

2.1.2 经典力学中常见的力和基本力 32

2.1.3 牛顿运动定律的应用 36

2.1.4 惯性参考系与非惯性参考系 39

2.2 动量定理 43

2.2.1 冲量 质点的动量定理 43

2.2.2 质点系的动量定理 47

2.3 动量守恒定律 51

2.4 动能 功 动能定理 54

2.4.1 动能 55

2.4.2 功与功率 56

2.4.3 动能定理 59

2.5 保守力 势能 62

2.5.1 保守力的功 62

2.5.2 保守力与势能 64

2.6 质点系的功能原理 机械能守恒定律 67

2.6.1 功能原理 67

2.6.2 机械能守恒定律 71

2.6.3 能量守恒定律 73

2.7 碰撞 73

阅读材料 76

教学基本要求与内容提要 78

习题 83

第三章 刚体力学基础 88

3.1 角动量 89

3.1.1 力矩 89

3.1.2 质点对定点的角动量 89

3.1.3 质点对定轴的角动量 91

3.2 角动量定理 91

3.2.1 质点对定点的角动量定理 91

3.2.2 质点对定轴的角动量定理 93

3.3 角动量守恒定律 93

3.3.1 质点对定点的角动量守恒定律 93

3.3.2 质点对定轴的角动量守恒定律 96

3.4 刚体定轴转动运动学 97

3.4.1 刚体运动及其分类 97

3.4.2 刚体定轴转动的运动学规律 98

3.5 刚体的定轴转动定律 100

3.5.1 力对转轴的力矩 100

3.5.2 刚体定轴转动的转动定律 101

3.5.3 转动惯量 105

3.6 刚体定轴转动的角动量定理 角动量 守恒定律 110

3.6.1 刚体定轴转动的角动量 110

3.6.2 刚体定轴转动的角动量定理 111

3.6.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律 111

3.7 刚体定轴转动的动能定理 机械能 守恒定律 114

3.7.1 刚体的转动动能 114

3.7.2 力矩的功 功率 115

3.7.3 刚体定轴转动的动能定理 116

3.7.4 刚体的重力势能 117

3.7.5 功能原理 机械能守恒定律 118

阅读材料 122

教学基本要求与内容提要 124

习题 126

第四章 机械振动 128

4.1 简谐振动 128

4.1.1 简谐振动的动力学特征 129

4.1.2 单摆 130

4.2 简谐振动的运动学 132

4.2.1 简谐振动的运动学方程 132

4.2.2 描述简谐振动的三个重要特征量 132

4.2.3 简谐振动的矢量表示法 135

4.3 简谐振动的能量 137

4.4 简谐振动的合成 139

4.4.1 同方向、同频率简谐振动的合成 139

4.4.2 两个同方向、不同频率简谐振动的合成 141

4.4.3 两个相互垂直、相同频率的简谐振动的合成 142

4.4.4 两个相互垂直、不同频率的简谐振动的合成 143

4.4.5 振动的频谱分析 144

4.5 阻尼振动 受迫振动和共振 144

4.5.1 阻尼振动 144

4.5.2 受迫振动 146

4.5.3 共振 147

阅读材料 148

教学基本要求与内容提要 150

习题 152

第五章 机械波 155

5.1 机械波的形成和传播 155

5.1.1 机械波的产生和传播 155

5.1.2 横波和纵波 156

5.1.3 波面 波线 158

5.1.4 简谐波 158

5.1.5 物体的弹性形变 159

5.1.6 描述波动的三个基本物理量 160

5.2 平面简谐波的波函数 162

5.2.1 平面简谐波的波函数 162

5.2.2 波函数的物理意义 163

5.2.3 波动微分方程 165

5.3 波的能量 声强 169

5.3.1 波的能量与能量密度 169

5.3.2 波的能流和能流密度 171

5.3.3 波的吸收 172

5.3.4 声压、声强和声强级 172

5.4 惠更斯原理 174

5.4.1 惠更斯原理 175

5.4.2 波的叠加原理 176

5.4.3 波的干涉 177

5.5 驻波 180

5.5.1 驻波方程 180

5.5.2 驻波的特点 181

5.5.3 半波损失 182

5.5.4 简正模式（自本征振动） 183

5.6 多普勒效应 185

5.6.1 多普勒效应 185

5.6.2 光波的多普勒效应 188

5.6.3 电磁波的多普勒效应 188

5.7 色散 波包 群速度 189

5.7.1 色散 189

5.7.2 波包 189

5.7.3 群速度 190

阅读材料 192

教学基本要求与内容提要 195

习题 199

第六章 气体动理论 201

6.1 热运动的描述 理想气体物态方程 201

6.1.1 状态参量 201

6.1.2 平衡态 202

6.1.3 理想气体的物态方程 202

6.2 理想气体的压强和温度公式 203

6.2.1 理想气体的微观模型 203

6.2.2 理想气体的压强 204

6.2.3 理想气体的温度 206

6.3 能量均分定理 理想气体的内能 206

6.3.1 自由度 207

6.3.2 能量均分定理 207

6.3.3 理想气体的内能 208

6.4 麦克斯韦速率分布律 209

6.4.1 气体分子的速率分布 分布函数 209

6.4.2 麦克斯韦速率分布律 210

6.4.3 分子速率的三个统计值 211

6.4.4 分子的平均碰撞频率和平均自由程 212

阅读材料 214

教学基本要求与内容提要 218

习题 221

第七章 热力学基础 223

7.1 准静态过程 功 热量 223

7.1.1 准静态过程 223

7.1.2 功 热量 224

7.2 热力学第零定律和第一定律 225

7.2.1 热力学第零定律 225

7.2.2 内能 225

7.2.3 热力学第一定律 225

7.3 热力学第一定律对理想气体的应用 226

7.3.1 等体过程 摩尔定容热容 226

7.3.2 等压过程 摩尔定压热容 228

7.3.3 等温过程 230

7.3.4 绝热过程 231

7.4 循环过程 卡诺循环 233

7.4.1 循环过程 233

7.4.2 热机和制冷机 233

7.4.3 卡诺循环 235

7.5 热力学第二定律 237

7.5.1 热力学第二定律的两种表述 237

7.5.2 可逆过程与不可逆过程 238

7.6 卡诺定理 熵 239

7.6.1 卡诺定理 239

7.6.2 克劳修斯不等式 240

7.6.3 克劳修斯熵 241

7.6.4 熵增加原理 242

7.6.5 玻耳兹曼熵——热力学第二定律的统计意义 244

阅读材料 244

教学基本要求与内容提要 247

习题 249

习题答案 251