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第1章 质点运动学 1

1-1 参考系 坐标系 1

1-2 理想模型 质点 2

1-3 描述运动的物理量 3

1-3-1 位置矢量 运动方程 3

1-3-2 位移 路程 4

1-3-3 速度 速率 6

1-3-4 加速度 8

1-4 落体与抛体 运动叠加原理 10

1-4-1 匀加速直线运动 11

1-4-2 抛体运动 13

1-4-3 运动叠加原理 14

1-5 圆周运动 16

1-5-1 圆周运动的角量描述 16

1-5-2 匀速率圆周运动 向心加速度 18

1-5-3 变速率圆周运动 切向加速度 法向加速度 19

1-6 相对运动 经典力学的伽利略变换 22

思考题与习题 24

第2章 质点动力学 28

2-1 牛顿运动定律 28

2-1-1 牛顿运动定律 28

2-1-2 力学中常见的几种力 30

2-1-3 牛顿运动定律的应用 33

2-2 能量守恒定律 40

2-2-1 能量与能量守恒概念的引入 40

2-2-2 功与能量 41

2-2-3 势能 45

2-2-4 动能定理 47

2-2-5 机械能守恒定律 50

2-3 动量守恒定律 54

2-3-1 动量 54

2-3-2 牛顿第二定律与质点的动量定理 55

2-3-3 动量守恒定律 58

2-3-4 碰撞问题 61

2-4 角动量守恒定律 64

2-4-1 质点的角动量 65

2-4-2 牛顿第二定律与质点的角动量定理 67

2-4-3 角动量守恒定律 68

思考题与习题 70

第3章 刚体的定轴转动 78

3-1 刚体运动简介 78

3-1-1 刚体的平动 78

3-1-2 刚体的定轴转动 79

3-2 转动动能 转动惯量 81

3-2-1 转动动能 81

3-2-2 转动惯量 82

3-3 刚体定轴转动定律 85

3-3-1 力对转轴的力矩 85

3-3-2 刚体定轴转动定律 86

3-3-3 刚体定轴转动定律的应用 87

3-4 刚体定轴转动的角动量守恒定律 91

3-4-1 刚体绕定轴转动的角动量 91

3-4-2 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律 92

3-5 刚体定轴转动的功与能 96

3-5-1 力矩的功与功率 96

3-5-2 刚体定轴转动的动能定理 97

3-5-3 刚体定轴转动的功能原理和机械能守恒定律 98

思考题与习题 100

第4章 振动与波动 107

4-1 简谐振动的描述 107

4-1-1 简谐振动的解析表示 107

4-1-2 简谐振动的特征物理量 108

4-1-3 简谐振动的振幅矢量图示法 110

4-2 简谐振动的动力学特征 114

4-2-1 弹簧振子模型及其动力学方程 114

4-2-2 简谐振动的能量 115

4-3 物理系统的自由振动实例 118

4-4 简谐振动的合成 120

4-4-1 两个同频率、同振动方向简谐振动的合成 120

4-4-2 两个同振动方向、不同频率简谐振动的合成 拍 122

4-4-3 两个振动方向互相垂直简谐振动的合成 123

4-4-4 振动的分解 124

4-5 共振 125

4-5-1 受迫振动与共振 125

4-5-2 阻尼的存在对受迫振动的影响 126

4-5-3 防震与减震 128

4-6 机械波的产生与传播 130

4-6-1 机械波产生的条件 130

4-6-2 横波与纵波 131

4-6-3 波动的几何描述 132

4-6-4 描述波动的基本物理量 132

4-7 平面简谐波 134

4-7-1 平面简谐波的波动方程 134

4-7-2 对平面简谐波波动方程的分析和讨论 135

4-8 波的能量与波的强度 138

4-8-1 波的能量 138

4-8-2 波的能流与波的强度 139

4-8-3 声波 声强 声强级 139

4-9 波的干涉 驻波 141

4-9-1 波的叠加原理 141

4-9-2 波的干涉 141

4-9-3 驻波 144

4-10 多普勒效应 148

思考题与习题 152

第5章 热学基础 158

5-1 热力学系统与热力学状态的描述 158

5-1-1 热力学系统 环境 158

5-1-2 平衡态 状态参量 物态方程 159

5-1-3 温度 热力学第零定律 161

5-2 理想气体的温度、压强与内能 162

5-2-1 理想气体模型与统计假设 162

5-2-2 理想气体的压强与能量的关系 163

5-2-3 理想气体的温度与能量的关系 165

5-2-4 能量均分定理 166

5-2-5 理想气体的内能 168

5-3 麦克斯韦速率分布律 169

5-3-1 麦克斯韦速率分布律 169

5-3-2 三种统计速率 170

5-3-3 玻耳兹曼能量分布 172

5-4 热力学第一定律 172

5-4-1 改变系统状态的两种方式 173

5-4-2 准静态过程中功与热量的计算 173

5-4-3 热力学第一定律 175

5-4-4 热力学第一定律对理想气体特定过程的应用 176

5-5 热机效率 制冷系数 181

5-5-1 循环过程 181

5-5-2 热机 热机的效率 182

5-5-3 制冷机 制冷系数 182

5-5-4 卡诺循环 卡诺定理 183

5-5-5 不可逆过程 185

5-6 热力学第二定律 熵 185

5-6-1 热力学第二定律的表述 186

5-6-2 熵的概念与热力学第二定律 187

5-6-3 熵增加原理 188

5-6-4 玻耳兹曼熵关系式 189

思考题与习题 192

习题参考答案 196