第1章 质点运动学 1
1.1 质点参考系和坐标系 1
1.1.1 质点的概念 1
1.1.2 参考系和坐标系 2
1.2 位移速度和加速度 2
1.2.1 位置矢量运动方程 2
1.2.2 位移矢量 4
1.2.3 速度矢量 4
1.2.4 加速度矢量 6
1.3 平面曲线运动 10
1.3.1 圆周运动 10
1.3.2 抛体运动 13
1.4 相对运动 16
思考题 19
习题 20
第2章 质点动力学 24
2.1 牛顿运动定律及其应用 24
2.1.1 牛顿运动定律 24
2.1.2 几种常见的力 27
2.1.3 牛顿运动定律应用举例 30
2.2 动量定理动量守恒定律 35
2.2.1 冲量质点的动量定理 35
2.2.2 质点系的动量定理及其守恒定律 37
2.3 功和能 39
2.3.1 功 39
2.3.2 质点和质点系的动能定理 41
2.3.3 保守力 43
2.3.4 势能 45
2.3.5 机械能守恒定律 46
2.4 碰撞 46
2.4.1 完全弹性碰撞 47
2.4.2 完全非弹性碰撞 48
思考题 50
习题 51
第3章 刚体力学 55
3.1 刚体运动学 55
3.1.1 刚体的平动和转动 55
3.1.2 角速度矢量和角加速度矢量 56
3.2 力矩 刚体的定轴转动定律 58
3.2.1 力矩 58
3.2.2 刚体的定轴转动定律 60
3.2.3 转动惯量 61
3.2.4 刚体定轴转动定律的应用 63
3.3 角动量 角动量守恒定律 67
3.3.1 质点的角动量和刚体绕定轴转动的角动量 67
3.3.2 质点的角动量定理和刚体绕定轴转动的角动量定理 68
3.3.3 质点绕定点运动和刚体绕定轴转动的角动量守恒定律 69
3.4 刚体绕定轴转动的动能和动能定理 72
3.4.1 力矩的功 72
3.4.2 转动动能 73
3.4.3 刚体绕定轴转动的动能定理 73
3.4.4 刚体的重力势能 74
思考题 76
习题 77
第4章 机械振动 81
4.1 简谐振动 81
4.1.1 简谐振动方程 81
4.1.2 描述简谐振动的基本物理量 82
4.1.3 旋转矢量 84
4.1.4 复摆 89
4.1.5 简谐振动的能量 90
4.2 简谐振动的合成 91
4.2.1 同方向同频率的简谐振动的合成 91
4.2.2 同方向不同频率的简谐振动的合成 92
4.2.3 两个互相垂直的简谐振动的合成 94
4.3 阻尼振动 受迫振动 共振 96
4.3.1 阻尼振动 96
4.3.2 受迫振动 共振 97
思考题 99
习题 100
第5章 机械波 103
5.1 机械波的形成 波长 周期和波速 103
5.1.1 机械波的形成 103
5.1.2 横波和纵波 103
5.1.3 波线 波面 波前 105
5.1.4 波长 波的周期和频率 波速 105
5.2 平面简谐波的波函数 106
5.2.1 平面简谐波的波函数的形式 106
5.2.2 波函数的物理意义 108
5.3 波的能量 111
5.3.1 波动能量的传播 111
5.3.2 波动的能流 能流密度 112
5.3.3 声强和声强级 112
5.4 波的衍射 惠更斯原理 113
5.4.1 波的衍射 113
5.4.2 惠更斯原理 114
5.5 波的叠加与干涉 114
5.5.1 波的叠加原理 114
5.5.2 波的干涉 115
5.6 驻波 117
5.6.1 驻波的形成 117
5.6.2 驻波方程 117
5.6.3 半波损失 118
5.7 多普勒效应 119
5.7.1 波源不动，观察者以速度vB运动 119
5.7.2 观察者不动，波源以速度vS运动 119
5.7.3 观察者和波源同时相对于介质运动 120
思考题 124
习题 125
第6章 流体力学 129
6.1 理想流体的定常流动 129
6.1.1 理想流体的定常流动 129
6.1.2 连续性方程 131
6.1.3 伯努利方程 131
6.1.4 伯努利方程的应用 133
6.2 黏滞流体的运动 134
6.2.1 黏滞定律 134
6.2.2 泊肃叶公式 136
6.2.3 层流和湍流 138
6.2.4 斯托克斯公式 139
思考题 140
习题 140
第7章 液体的表面性质 142
7.1 表面张力 142
7.2 弯曲液面的附加压强 145
7.3 毛细现象 147
思考题 150
习题 151
第8章 气体动理论 152
8.1 平衡态 理想气体状态方程 152
8.1.1 平衡态 152
8.1.2 气体的宏观状态参量 154
8.2 统计假设 理想气体分子的微观模型 155
8.2.1 统计规律性与统计假设 155
8.2.2 理想气体分子的微观模型 157
8.3 理想气体的压强公式 158
8.4 理想气体的温度公式 159
8.5 能量均分定理 理想气体的内能 160
8.5.1 自由度 160
8.5.2 能量按自由度均分定理 162
8.5.3 理想气体的内能 163
8.6 气体按麦克斯韦速率分布定律 165
8.6.1 麦克斯韦气体分子速率分布律 165
8.6.2 三种统计速率 167
8.6.3 麦克斯韦速率分布律的实验验证 168
8.7 玻尔兹曼能量分布律 169
8.7.1 玻尔兹曼分布律 169
8.7.2 重力场中气体分子按高度的分布 171
8.8 分子的平均碰撞次数和平均自由程 171
8.9 范德瓦耳斯方程 174
8.10 气体内的迁移现象 175
8.10.1 内摩擦现象 175
8.10.2 热传导现象 176
8.10.3 扩散现象 177
思考题 181
习题 183
第9章 热力学基础 185
9.1 热力学第一定律 185
9.1.1 热力学过程 185
9.1.2 内能 功 热量 186
9.1.3 热力学第一定律的数学表述 190
9.2 热力学第一定律对理想气体的应用 191
9.2.1 等体过程 191
9.2.2 等压过程 191
9.2.3 等温过程 193
9.2.4 准静态绝热过程 194
9.2.5 多方过程 197
9.3 循环过程 卡诺循环 198
9.3.1 循环过程 198
9.3.2 卡诺循环 201
9.4 热力学第二定律 204
9.4.1 热力学第二定律的两种表述 204
9.4.2 可逆过程与不可逆过程 206
9.4.3 卡诺定理 207
9.5 熵 熵增加原理 207
9.5.1 熵 207
9.5.2 熵增加原理 209
9.6 热力学第二定律的统计意义 211
思考题 215
习题 216
习题答案 220
附录A 计量单位 227
附录B 一些常用数据 230