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