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第1章 质点运动学1

1.1 机械运动的描述1

1.1.1 机械运动的基本特征1

1.1.2 机械运动的描述方法2

1.2 质点运动的位置矢量和运动学方程3

1.2.1 位置矢量3

1.2.2 质点的运动学方程4

1.3 质点运动的位移、速度和加速度5

1.3.1 位移5

1.3.2 速度6

1.3.3 加速度7

1.4 自然坐标系中的速度和加速度表示10

1.4.1 自然坐标系10

1.4.2 速度的自然坐标表示11

1.4.3 加速度的自然坐标表示11

1.5 质点运动学的两类典型问题14

1.5.1 从运动学方程求速度和加速度14

1.5.2 从加速度求运动学方程14

1.6 圆周运动18

1.6.1 平面极坐标系18

1.6.2 圆周运动的角量描述19

1.6.3 线量与角量的关系20

1.7 相对运动22

复习思考题24

习题25

第2章 牛顿运动定律29

2.1 牛顿第一定律29

2.1.1 惯性定律29

2.1.2 惯性系30

2.2 动量 牛顿运动定律31

2.2.1 惯性质量 动量31

2.2.2 牛顿第二定律32

2.2.3 牛顿第三定律33

2.3 常见的力33

2.3.1 万有引力和重力34

2.3.2 洛伦兹力35

2.3.3 接触力35

2.4 牛顿运动定律的应用37

2.4.1 牛顿运动三定律37

2.4.2 牛顿运动定律的适用范围37

2.4.3 牛顿运动定律的应用38

2.5 非惯性系中的动力学42

2.5.1 非惯性系中的惯性力42

2.5.2 平动加速参考系中的惯性力43

2.5.3 匀角速转动参考系中的惯性力45

复习思考题46

习题47

第3章 冲量和动量定理52

3.1 冲量与质点的动量定理52

3.1.1 力的冲量52

3.1.2 质点的动量定理52

3.2 质点系动量定理56

3.2.1 质点系56

3.2.2 质点系动量定理56

3.3 质点系动量守恒定律58

3.4 质心 质心运动定理63

3.4.1 质心 质心运动定理63

3.4.2 质心参考系66

复习思考题67

习题68

第4章 动能和势能71

4.1 功和功率71

4.1.1 功71

4.1.2 功率73

4.2 质点动能定理和质点系动能定理74

4.2.1 动能 质点的动能定理74

4.2.2 质点系内力的功75

4.2.3 质点系的动能定理76

4.3 质点系的势能78

4.3.1 力场78

4.3.2 保守力的功78

4.3.3 势能80

4.4 质点系功能原理和机械能守恒定律83

4.4.1 功能原理83

4.4.2 机械能守恒定律84

4.4.3 能量守恒定律86

4.5 碰撞87

4.5.1 完全弹性碰撞88

4.5.2 完全非弹性碰撞88

4.5.3 非完全弹性碰撞89

复习思考题90

习题90

第5章 角动量94

5.1 力矩和质点的角动量94

5.1.1 质点对参考点的角动量94

5.1.2 力对参考点的力矩95

5.2 质点角动量定理96

5.2.1 质点对参考点的角动量定理和守恒定律96

5.2.2 质点对轴的角动量定理和守恒定律97

5.3 质点系角动量定理和角动量守恒定律101

5.3.1 质点系对参考点的角动量定理和守恒定律101

5.3.2 质点系对轴的角动量定理和守恒定律102

5.4 对称性与守恒定律103

5.4.1 对称性103

5.4.2 守恒量与守恒定律103

复习思考题105

习题106

第6章 刚体的定轴转动109

6.1 刚体的基本运动109

6.1.1 刚体的平动109

6.1.2 刚体定轴转动的描述110

6.1.3 角速度矢量111

6.2 刚体的转动惯量112

6.2.1 定轴转动刚体的角动量112

6.2.2 转动惯量的计算113

6.3 定轴转动刚体的角动量守恒定律119

6.3.1 力对转轴的力矩119

6.3.2 刚体定轴转动的角动量定理120

6.3.3 力矩的冲量矩120

6.3.4 刚体定轴转动的转动定理120

6.3.5 刚体定轴转动的角动量守恒定律122

6.4 力矩的功 定轴转动刚体的动能定理125

6.4.1 力矩的功和功率125

6.4.2 转动动能126

6.4.3 转动动能定理126

6.4.4 刚体的重力势能127

6.5 旋进 回转效应128

复习思考题130

习题131

第7章 机械振动136

7.1 简谐振动136

7.1.1 简谐振动的动力学特征136

7.1.2 简谐振动的运动学方程138

7.1.3 简谐振动的能量141

7.1.4 简谐振动的几何表达143

7.2 简谐振动的合成144

7.2.1 同方向同频率简谐振动的合成144

7.2.2 同方向不同频率简谐振动的合成——拍146

7.2.3 相互垂直同频率简谐振动的合成147

7.2.4 相互垂直不同频率简谐振动的合成——李萨如图148

7.3 阻尼振动149

7.4 受迫振动150

7.4.1 受迫振动150

7.4.2 共振151

复习思考题151

习题152

第8章 机械波156

8.1 机械波概述156

8.1.1 机械波的产生和传播156

8.1.2 波的描述157

8.1.3 波的分类158

8.2 平面简谐波的运动学方程158

8.2.1 平面简谐波的运动学方程158

8.2.2 平面简谐波运动学方程的物理意义159

8.3 平面波的波动方程 波速161

8.3.1 波动方程161

8.3.2 波速162

8.4 波的能量和能流163

8.4.1 波的能量和能量密度163

8.4.2 波的能流密度164

8.4.3 声波、声压和声强165

8.5 波的衍射 惠更斯原理166

8.6 波的叠加原理 波的干涉167

8.6.1 波的叠加167

8.6.2 波的干涉167

8.7 驻波169

8.7.1 驻波的表达式169

8.7.2 驻波的特点170

8.7.3 弦的固有振动172

8.7.4 半波损失173

8.8 多普勒效应175

复习思考题177

习题177

第9章 狭义相对论基础182

9.1 经典力学的相对性原理 伽利略变换182

9.1.1 力学相对性原理182

9.1.2 伽利略坐标变换183

9.1.3 伽利略速度、加速度变换183

9.1.4 经典力学的时空观184

9.2 狭义相对论基本原理和洛伦兹变换185

9.2.1 狭义相对论实验基础185

9.2.2 狭义相对论基本原理187

9.2.3 洛伦兹坐标变换188

9.2.4 洛伦兹速度变换191

9.3 狭义相对论的时空观192

9.3.1 时间的相对性192

9.3.2 同时的相对性193

9.3.3 时间间隔的相对性193

9.3.4 空间间隔的相对性195

9.3.5 相对论时空观满足因果律197

9.3.6 狭义相对论的时空观197

9.4 狭义相对论质点动力学198

9.4.1 相对论性质量198

9.4.2 动量、质量与速度的关系198

9.4.3 质量和能量的关系200

9.4.4 动量和能量的关系201

9.5 广义相对论简介203

9.5.1 广义相对论的基本原理203

9.5.2 广义相对论的检验205

复习思考题207

习题208

附录Ⅰ 数学知识简介211

附录Ⅱ 国际单位制（SI）219

附录Ⅲ 基本物理常量221