大学物理 第1册 力学与热学PDF电子书下载

第一章 质点运动学 17

§1-1 参照系和坐标系时刻和时间间隔 17

一、参照系 17

第一篇 力学 17

二、坐标系 18

三、时间和时间间隔 19

§1-2 质点 19

§1-3 描述质点运动的物理量 21

一、位置矢量运动方程和轨道方程 21

二、位移 23

三、速度 25

四、加速度 28

五、切向加速度和法向加速度 35

§1-4 质点运动学的基本问题 41

§1-5 相对运动 47

一、牛顿第一定律 53

第二章 动力学与守恒定律 53

§2-1 牛顿运动定律 53

二、牛顿第二定律 55

三、牛顿第三定律 58

§2-2 牛顿运动定律的应用 59

＊§2-3 非惯性系中的力学定律惯性力 72

§2-4 功动能动能定理 77

一、功 78

二、动能和动能定理 82

§2-5 保守力的功势能 85

一、保守力和非保守力 85

二、势能 89

三、几种常见的势能函数 91

§2-6 功能原理机械能守恒定律 94

一、功能原理 94

二、机械能守恒定律 100

三、能量守恒和转换定律 108

§2-7 冲量动量动量定理 109

一、力的冲量 109

二、动量和动量定理 111

§2-8 动量守恒定律 118

一、质点组动量定理 118

二、动量守恒定律 120

三、动量守恒定律的应用 121

§2-9 碰撞 125

§2-10 角动量与角动量守恒定律 131

一、角动量和力矩 131

二、质点的角动量定理和角动量守恒定律 136

＊三、质点组角动量定理和角动量守恒定律 141

§2-11 质点力学定律的综合应用 143

一、刚体 152

§3-1 刚体及其运动状态的描述 152

第三章 刚体力学 152

二、刚体运动的基本形式 153

三、刚体定轴转动的描述 154

四、刚体作匀速转动和匀变速转动的公式 157

五、角量和线量的关系 158

＊六、角速度矢量 159

§3-2 质心运动定理 161

一、质心 162

二、质心运动定理 163

§3-3 转动定理 164

一、刚体定轴转动定理 165

二、转动惯量 167

三、转动定理的应用 172

§3-4 刚体转动中的功和能 176

一、力矩的功 176

二、刚体的转动动能和动能定理 177

三、刚体的重力势能 179

§3-5 刚体的角动量定理和角动量守恒定律 181

一、刚体定轴转动的角动量定理 181

二、刚体角动量守恒定律 183

＊§3-6 刚体的平面运动 188

＊§3-7 进动 191

＊第四章 流体力学 194

§4-1 流体及其运动的描述 194

一、理想流体 194

二、流体运动的描述 195

三、连续性方程 197

§4-2 流体中的压强 198

一、静止流体内的压强 198

二、理想流体内的压强 199

§4-3 伯努利方程 200

一、伯努利方程 200

二、伯努利方程的应用举例 202

＊§4-4 流体的反作用力 207

＊§4-5 流体的粘滞性 209

一、粘滞定律 209

二、泊肃叶公式和斯托克斯公式 210

三、层流、湍流和雷诺数 211

第五章 相对论力学 213

§5-1 伽利略变换与力学相对性原理 213

一、伽利略坐标变换式与绝对时空观 213

二、伽利略速度变换公式 215

三、力学相对性原理 216

§5-2 狭义相对论的基本假设与洛仑兹变换 218

一、狭义相对论的基本假设 218

二、洛仑兹坐标变换公式 219

§5-3 狭义相对论的时空观 224

一、同时的相对性 224

二、时间间隔的相对性 228

三、长度的相对性 229

四、相对论的速度变换公式 233

§5-4 狭义相对论动力学基础 238

一、质量和速率的关系 238

二、相对论力学的基本方程 242

三、质量和能量的关系 242

四、能量和动量的关系 246

＊§5-5 广义相对论简介 246

第二篇 机械振动与机械波 249

第六章 机械振动 249

§6-1 振动 250

§6-2 简谐振动 252

一、简谐振动的特点 253

二、简谐振动中的位移、速度和加速度 256

三、简谐振动的周期、频率和圆频率 257

四、简谐振动的周相 260

三、回声和混响 265

五、简谐振动的能量 268

六、简谐振动的旋转矢量表示法 270

＊§6-3 物理系统的无阻尼自由振动 274

一、复摆 275

二、扭摆 276

三、浮体 278

四、“空气弹簧” 279

五、电磁系统中的简谐振动 281

§6-4 简谐振动的合成 281

一、同方向同频率简谐振动的合成 282

二、同方向不同频率简谐振动的合成 285

三、相互垂直的同频率简谐振动的合成 288

四、相互垂直不同频率简谐振动的合成 291

§6-5 阻尼振动受迫振动与共振 292

一、阻尼振动 292

二、受迫振动 295

三、共振 297

＊§6-6 振动的谱 302

第七章 机械波 304

§7-1 波动 305

一、横波和纵波 305

二、波射线和波阵面 306

三、振动的速度和振动传播的速度（相速） 308

四、波长与波的频率 316

§7-2 波动方程 318

一、沿X正方向传播的平面简谐波 318

二、沿X负方向传播的平面简谐波 323

＊三、平面波的微分方程 324

＊四、球面波的微分方程 329

§7-3 波动的能量 329

一、波的能量密度 330

二、波的能流密度 333

三、波的衰减 335

一、惠更斯原理 336

§7-4 惠更斯原理波的衍射 336

二、波的衍射 341

§7-5 波的叠加原理波的干涉 342

一、波的叠加原理 342

二、波的干涉 343

三、驻波 347

四、反射波的周相变化 351

§7-6 多普勒效应 354

＊§7-7 声波 360

一、声波的基本特性 360

二、声压和声强 362

四、超声波和次声波 366

§8-1 分子运动论的基本观点 370

第八章 气体分子运动论 370

第三篇 分子物理学和热力学基础 370

§8-2 统计规律性的基本概念 374

一、统计规律性 374

二、几率统计平均值 377

§8-3 理想气体状态方程 379

一、状态参量 379

二、平衡态 380

三、理想气体状态方程 381

四、理想气体状态方程的另一种形式 384

§8-4 麦克斯韦速率分布律 387

一、气体分子速率的实验测定 387

二、麦克斯韦速率分布律 391

三、三种统计速率 395

四、麦克斯韦速度分布律 397

一、玻尔兹曼分布律 402

§8-5 玻尔兹曼分布律重力场中粒子按高度的分布 402

二、气体分子在重力场中按高度的分布 404

§8-6 理想气体的温度公式 407

§8-7 理想气体的压强公式 409

一、理想气体的分子模型 409

二、统计假设 410

三、压强公式 411

§8-8 能量均分定理理想气体的内能 415

一、自由度 416

二、能量按自由度均分定理 418

三、理想气体的内能 421

§8-9 分子平均碰撞频率及平均自由程 423

一、分子的平均碰撞频率 424

二、平均自由程 427

§8-10 气体的内迁移现象 429

一、扩散现象 430

二、热传导现象 434

三、内摩擦现象（粘滞现象） 437

第九章 热力学基础 442

§9-1 温度的概念 442

一、热平衡和热平衡定律 442

二、温度概念及温标 443

＊三、国际实用温标 444

§9-2 准静态过程功热量 445

一、准静态过程 445

二、功 446

三、热量 448

§9-3 热力学第一定律 449

一、热力学第一定律 449

二、内能热力学第一定律的数学表达式 450

三、准静态过程作功的计算 454

§9-4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 457

一、等温过程 458

二、等容过程 460

三、等压过程 461

§9-5 气体的摩尔热容量 466

一、气体的定容摩尔热容量 467

二、气体的定压摩尔热容量 468

三、经典热容量理论的缺陷＊量子理论的修正 470

§9-6 绝热过程＊多方过程 473

一、绝热过程 473

＊二、多方过程 482

§9-7 循环过程卡诺循环 484

一、循环过程 484

二、卡诺循环 486

三、逆循环致冷机 490

§9-8 热力学第二定律 495

＊二、热力学第二定律两种表述的等效性 496

一、热力学第二定律的两种常用表述 496

§9-9 可逆过程和不可逆过程 498

一、可逆过程和不可逆过程 498

二、热现象过程的不可逆性和热力学第二定律的实质 502

§9-10 卡诺定理 504

§9-11 熵熵增加原理 507

一、熵的概念 508

二、熵增加原理 512

§9-12 热力学第二定律的统计意义 520

一、微观态和宏观态 520

二、热力学第二定律的统计意义 523

三、热力学第二定律的适用范围 525

第十章 实际气体、固体和相变 527

§10-1 实际气体的等温线 527

§10-2 范德瓦耳斯方程 531

一、理想气体分子模型的修正分子间的相互作用力 531

二、范德瓦耳斯方程 534

＊三、范德瓦耳斯等温线 538

§10-3 焦耳-汤姆逊效应实际气体的内能 541

＊§10-4 固体的热学性质 544

一、晶态固体和非晶态固体 545

二、晶体中粒子的结合力和结合能 548

三、晶体中粒子的热运动晶体的热学性质 554

＊§10-5 相变 561

一、状态与相 561

二、液-气相变临界点 562

三、固-气和固-液相变三相点 563

四、克拉珀龙-克劳修斯方程 565

五、相变现象的多样性 569

附录A 矢量 577

附录B 单位制和量纲 590

附录C 常用物理常数表 599

附录D 有关地球、月球、太阳、大气的数据 600