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第1章　质点运动学1

1.1　质点运动的描述1

1.1.1　参考系 坐标系 质点1

1.1.2　位置矢量　运动表达式2

1.1.3　位移　速度3

1.1.4　加速度5

1.1.5　两类基本问题6

1.2.1　切向加速度和法向加速度9

1.2　圆周运动的角量表示　角量与线量的关系9

基础习题9

1.2.2 圆周运动的角量表示11

1.2.3 角量与线量的关系13

基础习题14

1.3　相对运动14

基础习题16

思考题16

综合习题17

思考与探索19

第2章　牛顿运动定律20

2.1　牛顿运动定律20

2.1.1　牛顿第一定律20

2.1.2　牛顿第二定律22

2.1.3　牛顿第三定律23

基础习题24

2.2　物理量的单位和量纲24

2.2.1 国际单位制［SI制］24

2.2.2　量纲25

基础习题26

2.3　常见力与基本力26

2.3.1　基本力26

2.3.2 常见力28

基础习题29

2.4　牛顿运动定律的应用30

2.4.1 第一类典型问题（积分类型）30

2.4.2 第二类典型问题（求导类型）34

2.5　非惯性系　惯性力35

2.5.1　非惯性系35

基础习题35

2.5.2　平动惯性力和离心惯性力36

2.5.3　科里奥利力37

基础习题40

思考题40

综合习题41

思考与探索46

3.1.1　冲量　动量　质点动量定理47

3.1　动量　动量定理　动量守恒定律47

第3章　运动的守恒定律47

3.1.2　质点系动量定理50

3.1.3　动量守恒定律52

基础习题54

3.2　质心　质心运动定理54

3.2.1 质心54

3.2.2　质心运动定理56

3.3　角动量　角动量定理　角动量守恒定律58

3.3.1　质点的角动量58

基础习题58

3.3.2　质点角动量定理及角动量守恒定律59

3.3.3　质点系角动量定理及角动量守恒定律61

基础习题62

3.4　功　质点动能定理63

3.4.1 功63

3.4.2　功率64

3.4.3　质点动能定理64

基础习题67

3.5.1　保守力与非保守力 势能68

3.5　保守力　势能68

3.5.2　常见保守力的功及其势能形式69

3.5.3 势能曲线71

基础习题72

3.6　功能原理　机械能守恒定律72

3.6.1　质点系动能定理72

3.6.2　功能原理73

3.6.3　机械能守恒定律73

基础习题75

3.7　碰撞75

3.7.1　恢复系数76

3.7.2　完全弹性碰撞77

3.7.3　完全非弹性碰撞77

基础习题79

3.8　能量守恒定律　对称性与守恒定律79

3.8.1　能量守恒定律79

3.8.2　对称性与守恒定律80

思考题83

综合习题84

思考与探索88

第4章　刚体力学89

4.1　刚体的基本运动89

4.1.1 平动89

4.1.2　转动90

4.2　刚体定轴转动的描述90

4.2.1　刚体转动的角速度及角加速度90

4.2.2 匀变速转动的公式91

基础习题91

4.3.1 力矩92

4.3　力矩　转动定律　转动惯量92

4.3.2　转动定律93

4.3.3　转动惯量94

4.3.4　平行轴定理　正交轴定理96

基础习题100

4.4　刚体的角动量　角动量定理　角动量守恒定律101

4.4.1 刚体的角动量101

4.4.2　刚体定轴转动角动量定理102

4.4.3 刚体定轴转动角动量守恒定律104

4.5　刚体定轴转动动能定理106

基础习题106

4.5.1 力矩的功107

4.5.2　转动动能108

4.5.3　刚体定轴转动动能定理108

基础习题110

4.6　刚体的平面平行运动111

4.6.1 刚体平面平行运动的描述111

4.6.2　转动瞬心　纯滚动112

4.6.3 刚体平面平行运动的动力学方程112

4.7.1　回转现象116

基础习题116

4.7　进动116

4.7.2　进动角速度117

4.7.3　回转效应的应用117

基础习题118

思考题118

综合习题119

思考与探索125

5.1.1　流体的压强126

5.1　流体静力学126

第5章　流体力学基础126

5.1.2 重力场中静止流体内的压强分布127

基础习题127

5.2　理想流体的稳定流动128

5.2.1 理想流体128

5.2.2　稳定流动128

5.2.3　连续性方程129

5.3　伯努利方程及其应用130

5.2.1　伯努利方程130

基础习题130

5.3.2　伯努利方程的应用132

基础习题134

5.4　实际流体的流动规律134

5.4.1　层流的流动规律134

5.4.2　湍流与雷诺数139

5.4.3 流体对固体的作用力140

思考题141

综合习题141

基础习题141

思考与探索143

第6章　机械振动144

6.1　简谐振动144

6.1.1 简谐振动表达式144

6.1.2　描述简谐振动的物理量146

6.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法149

6.1.4　单摆和复摆153

6.1.5 简谐振动的能量155

基础习题157

6.2.1 两个同方向同频率的简谐振动的合成158

6.2　简谐振动的合成158

6.2.2 两个同方向不同频率的简谐振动的合成拍162

6.2.3　谐振分析和频谱163

6.2.4 两个相互垂直的同频率简谐振动的合成165

6.2.5　两个相互垂直的不同频率简谐振动的合成167

基础习题167

6.3　耦合振动168

6.3.1　耦合振动方程168

6.3.2　简正模169

6.3.3　简正模的叠加170

6.3.4 简正坐标170

6.4　阻尼振动　受迫振动　共振172

6.4.1　阻尼振动172

6.4.2　受迫振动175

6.4.3　共振176

基础习题177

6.5　非线性振动178

6.5.1　非线性振动方程178

6.5.2　非线性振动方程的求解179

思考题182

综合习题182

思考与探索185

第7章　机械波186

7.1　机械波的产生和传播186

7.1.1　机械波的基本概念186

7.1.2　描述机械波的物理量188

基础习题191

7.2.1　平面简谐波表达式192

7.2　平面简谐波表达式192

7.2.2　平面简谐波表达式的物理意义193

7.2.3　波动方程197

基础习题199

7.3　平面简谐波的能量199

7.3.1　波的能量200

7.3.2　波的能量密度201

7.3.3　波的能流密度201

7.3.4　波的吸收203

7.4.1　惠更斯原理204

7.4　惠更斯原理　波的衍射、反射和折射204

基础习题204

7.4.2　惠更斯原理的应用205

7.5　波的叠加207

7.5.1 波的叠加原理207

7.5.2　波的干涉208

7.5.3　驻波212

7.6　多普勒效应218

7.6.1　机械波的多普勒效应218

基础习题218

7.6.2 冲击波221

基础习题222

7.7　声波222

7.7.1 声波的一般性质223

7.7.2　声强级225

7.7.3　次声、超声和噪声226

基础习题230

思考题230

综合习题231

思考与探索233

8.1　热力学系统的平衡态234

8.1.1　平衡态234

第8章　气体动理论234

8.1.2　状态参量235

8.1.3　温度236

基础习题237

8.2　理想气体状态方程237

8.3　物质的微观模型239

8.3.1　物质的微观模型239

基础习题239

8.3.2 大量粒子系统的统计规律性及统计方法241

基础习题243

8.4　理想气体的压强243

8.4.1　理想气体的微观模型243

8.4.2　理想气体的压强公式243

基础习题245

8.5　气体分子热运动的速率及能量的统计分布律245

8.5.1　速率分布函数246

8.5.2　麦克斯韦速率分布律247

8.5.3　玻尔兹曼能量分布律250

基础习题251

8.6　理想气体的温度251

8.6.1　理想气体温度公式251

8.6.2　温度的微观统计意义252

8.6.3　理想气体状态方程推导252

基础习题253

8.7　能量均分定理　理想气体的内能253

8.7.1　分子的自由度253

8.7.2　分子能量按自由度均分定理254

8.7.3　理想气体的内能255

基础习题256

8.8　气体分子的平均碰撞频率和平均自由程256

8.8.1　平均碰撞频率和平均自由程256

8.8.2　影响平均碰撞频率和平均自由程的因素257

基础习题258

8.9　气体的输运现象258

8.9.1　黏滞现象259

8.9.3　扩散现象260

8.9.2　热传导现象260

基础习题262

8.10　真实气体　范德瓦尔斯方程262

8.10.1　真实气体的等温线262

8.10.2 由分子体积引起的修正264

8.10.3 由分子力引起的修正265

基础习题266

思考题266

综合习题267

思考与探索268

第9章　热力学基本定律269

9.1　热力学第一定律269

9.1.1　热力学中的基本概念269

9.1.2　热力学第一定律273

基础习题273

9.2　热力学第一定律对理想气体的应用274

9.2.1　等容过程　摩尔定容热容274

9.2.2　等压过程　摩尔定压热容275

9.2.3　等温过程277

9.2.4　绝热过程278

9.2.5　多方过程280

9.2.6　循环过程　卡诺循环281

基础习题287

9.3　热力学第二定律288

9.3.1　热力学第二定律的表述288

9.3.2　可逆过程与不可逆过程290

9.3.3　卡诺定理291

9.4　熵　熵增加原理293

9.4.1 克劳修斯等式和不等式293

基础习题293

9.4.2　熵和熵变294

9.4.3　熵增加原理298

9.4.4　热力学第二定律的熵表述299

9.4.5　熵与热力学概率300

基础习题302

9.5　热力学第三定律302

9.5.1　能斯特定理302

基础习题303

思考题303

9.5.2　热力学第三定律303

综合习题304

思考与探索306

第10章　现代科学与高新技术物理基础（1）307

10.1　混沌现象307

10.1.1　混沌的概念307

10.1.2　蝴蝶效应308

10.2　超声检测技术311

10.2.1　超声检测的基本物理原理311

10.1.3　貌似随机的混沌311

10.2.2　超声检测的典型应用313

10.2.3　超声检测仪器315

10.3　能源技术与热力学317

10.3.1　能源 能量传递317

10.3.2　能量转换的基本原理319

10.3.3　热力学定律对节能技术的指导意义321

习题参考答案323

附录331

附录1 国际单位制（SI）基本单位331

附录2　常用物理常量332