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第1章 质点运动学 1

1.1基本概念 1

1.1.1参考系 1

1.1.2质点 1

1.2质点运动学方程 2

1.2.1位置矢量 2

1.2.2运动学方程 2

1.2.3位移 3

1.2.4速度 3

1.2.5加速度 5

1.3圆周运动 6

1.3.1平面极坐标系 6

1.3.2圆周运动的速度 6

1.3.3圆周运动的加速度 7

1.3.4匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动 8

1.4相对运动 10

本章小结 11

习题 12

第2章 牛顿运动定律 17

2.1牛顿运动定律简介 17

2.1.1牛顿运动定律 17

2.1.2惯性系 18

2.1.3伽利略相对性原理 18

2.2.单位制和量纲 19

2.2.1单位制 19

2.2.2量纲 20

2.3主动力和被动力 20

2.3.1主动力 20

2.3.2被动力 22

2.4 牛顿运动定律应用举例 23

2.5 非惯性系和惯性力 26

本章小结 27

习题 28

第3章 动量守恒定律和能量守恒定律 33

3.1质点和质点系的动量定理 33

3.1.1冲量与质点的动量定理 33

3.1.2质点系的动量定理 34

3.2动量守恒定律 37

3.3动能定理 38

3.3.1功 39

3.3.2质点的动能定理 39

3.4保守力和非保守力、势能 41

3.4.1万有引力、弹性力做功特点 41

3.4.2保守力与非保守力及保守力做功的特点 42

3.4.3势能 43

3.4.4势能曲线 45

3.5功能原理、机械能守恒定律 45

3.5.1质点系的动能定理 45

3.5.2质点系的功能原理 46

3.5.3机械能守恒定律 47

3.6能量转换与守恒定律 48

3.7碰撞 48

3.8质心与质心运动定律 50

3.8.1质心 50

3.8.2质心运动定律 51

本章小结 51

习题 53

第4章 刚体的转动 59

4.1刚体的定轴转动 59

4.2刚体的定轴转动定律 62

4.2.1力矩 62

4.2.2转动定律 64

4.2.3转动惯量 64

4.2.4平行轴定理 65

4.3角动量、角动量定理、角动量守恒 68

4.3.1质点的角动量、角动量定理、角动量守恒定律 68

4.3.2刚体的角动量、角动量定理、角动量守恒定律 70

4.4力矩做功和刚体的转动动能 72

4.4.1力矩做的功 72

4.4.2力矩的功率 73

4.4.3转动动能 73

4.4.4刚体绕定轴转动的动能定理 73

4.4.5刚体的重力势能和机械能守恒 74

4.5刚体的滚动 76

4.6刚体的进动 78

本章小结 79

习题 81

第5章 气体动理论 86

5.1热运动的描述 86

5.1.1平衡态、状态参量、准静态过程 86

5.1.2理想气体的状态方程 87

5.2分子热运动和统计规律 88

5.2.1分子的热运动、分子力 88

5.2.2分子热运动的无序性及统计规律性 90

5.3理想气体的压强公式 90

5.3.1理想气体的分子模型 91

5.3.2理想气体的压强 91

5.4能量均分定理、理想气体的内能 93

5.4.1理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 93

5.4.2分子的自由度 94

5.4.3能量均分定理 95

5.4.4理想气体的内能 96

5.5麦克斯韦气体分子速率分布律 97

5.5.1测定气体分子速率分布的实验 97

5.5.2麦克斯韦气体分子速率分布定律 98

5.5.3三个统计速率 99

5.6玻尔兹曼分布律 102

5.6.1玻尔兹曼分布律 102

5.6.2重力场中的等温气压公式 103

5.7分子的平均碰撞频率和平均自由程 103

5.7.1分子的平均碰撞频率 104

5.7.2分子的平均自由程 105

5.8气体的输运现象 106

5.8.1黏滞现象 106

5.8.2热传导 107

5.8.3扩散 108

5.9真实气体、范德瓦耳斯方程 109

本章小结 111

习题 112

第6章 热力学基础 115

6.1准静态过程 115

6.1.1准静态过程 115

6.1.2功 116

6.1.3内能 116

6.1.4热量 117

6.1.5热力学第一定律 117

6.2理想气体的几个等值准静态过程 118

6.2.1等体过程、定体摩尔热容 118

6.2.2等压过程、定压摩尔热容 120

6.2.3等温过程 121

6.2.4绝热过程 121

6.2.5多方过程 123

6.3循环过程、卡诺循环 126

6.3.1循环过程 126

6.3.2热机和制冷机 127

6.3.3卡诺循环 129

6.4热力学第二定律 132

6.4.1热力学第二定律的简介 132

6.4.2两种表述的等价性 133

6.5可逆过程与不可逆过程、卡诺定理 133

6.5.1可逆过程与不可逆过程 133

6.5.2卡诺定理 135

6.5.3卡诺定理的证明 135

6.6熵、玻尔兹曼关系 136

6.6.1熵 136

6.6.2自由膨胀的不可逆性 138

6.6.3玻尔兹曼关系 140

6.7熵增加原理、热力学第二定律的统计意义 141

6.7.1熵增加原理 141

6.7.2热力学第二定律的统计意义 142

6.7.3熵增与能量退化 142

本章小结 143

习题 144

第7章 静电场 149

7.1电荷与库仑定律 149

7.1.1电荷 149

7.1.2电荷量子化与电荷守恒定律 149

7.1.3库仑定律 150

7.1.4叠加原理 150

7.2电场强度 151

7.2.1电场强度 151

7.2.2静电场的叠加原理 151

7.2.3电场强度的计算 152

7.3高斯定理 155

7.3.1电场线 155

7.3.2电场强度通量 156

7.3.3高斯定理 157

7.4静电场的环路定理 160

7.4.1静电场力做的功 160

7.4.2静电场的环路定理 161

7.5电势 161

7.5.1电势能 161

7.5.2电势 162

7.5.3电势差 162

7.5.4电势叠加原理 163

7.5.5等势面 164

7.5.6电势与电场强度的微分关系 165

本章小结 166

习题 166

第8章 静电场中的导体和电介质 169

8.1静电场中的导体 169

8.1.1静电感应和静电平衡 169

8.1.2导体静电平衡条件 170

8.1.3有导体存在时静电场的分析与计算 171

8.2电容、电容器 172

8.2.1孤立导体的电容 172

8.2.2电容器 172

8.2.3电容器储存的静电场能量 175

8.3静电场中的电介质 176

8.3.1电介质及其分类 176

8.3.2电介质的极化 177

8.3.3电介质的击穿 179

8.4电介质中的高斯定理 180

本章小结 182

习题 183

第9章 恒定电流 186

9.1电流强度和电流密度 186

9.1.1电流强度 186

9.1.2电流密度 186

9.1.3电流的连续性方程、恒定电流的条件 188

9.2欧姆定律、焦耳—楞次定律 189

9.2.1欧姆定律及其微分形式 189

9.2.2焦耳—楞次定律及其微分形式 190

9.3电动势、含源电路欧姆定律 192

9.3.1电源及电源的电动势 192

9.3.2含源电路欧姆定律 193

9.4基尔霍夫方程组及其应用 194

9.4.1基尔霍夫方程组 194

9.4.2基尔霍夫方程组的应用 196

本章小结 196

习题 197