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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3

1.2.1 位置矢量 运动方程3

1.2.2 位移矢量4

1.2.3 速度矢量5

1.2.4 加速度矢量6

1.3 圆周运动11

1.3.1 圆周运动的角量描述11

1.3.2 匀速圆周运动12

1.3.3 匀变速圆周运动13

1.4 相对运动14

本章提要17

习题18

第2章 质点动力学22

2.1 牛顿运动定律及其应用22

2.1.1 牛顿运动定律22

2.1.2 几种常见的力25

2.1.3 牛顿运动定律应用举例29

2.2 动量定理 动量守恒定律33

2.2.1 冲量 质点的动量定理33

2.2.2 质点系的动量定理及其守恒定律34

2.3 功和能37

2.3.1 功37

2.3.2 质点和质点系的动能定理39

2.3.3 保守力41

2.3.4 势能42

2.3.5 机械能守恒定律43

2.4 碰撞44

2.5 火箭的飞行原理45

本章提要46

习题48

第3章 刚体力学51

3.1 刚体运动学51

3.1.1 刚体的平动和转动51

3.1.2 角速度矢量和角加速度矢量52

3.2 力矩 刚体的定轴转动定律54

3.2.1 力矩54

3.2.2 刚体的定轴转动定律56

3.2.3 转动惯量57

3.2.4 刚体定轴转动定律的应用59

3.3 角动量 角动量守恒定律62

3.3.1 质点的角动量和刚体绕定轴转动的角动量62

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63

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65

3.4 刚体绕定轴转动的动能和动能定理67

3.4.1 力矩的功67

3.4.2 转动动能68

3.4.3 刚体绕定轴转动的动能定理69

3.4.4 刚体的重力势能70

本章提要71

习题72

第4章 狭义相对论76

4.1 伽利略变换式 经典力学的相对性原理76

4.1.1 经典力学的相对性原理77

4.1.2 伽利略时空变换式77

4.1.3 经典力学时空观77

4.1.4 伽利略速度变换式78

4.2 迈克耳孙－莫雷实验78

4.3 爱因斯坦狭义相对论基本假设洛伦兹变换80

4.3.1 爱因斯坦假设80

4.3.2 洛伦兹坐标变换81

4.3.3 相对论速度变换82

4.3.4 洛伦兹变换的推导84

4.4 相对论中的长度、时间和同时性86

4.4.1 长度收缩86

4.4.2 时间膨胀（或运动的钟变慢）87

4.4.3 同时的相对性88

4.5 相对论动力学基础89

4.5.1 质量与速度的关系89

4.5.2 相对论力学的基本方程89

4.5.3 质量与能量的关系90

4.5.4 动量与能量之间的关系91

4.5.5 光子情况92

本章提要93

习题94

第5章 机械振动96

5.1 简谐振动96

5.1.1 简谐振动方程96

5.1.2 描述简谐振动的基本物理量97

5.1.3 旋转矢量99

5.1.4 复摆104

5.1.5 简谐振动的能量105

5.2 简谐振动的合成107

5.2.1 同方向同频率的简谐振动的合成107

5.2.2 同方向不同频率的简谐振动的合成108

5.2.3 两个互相垂直的简谐振动的合成109

5.3 阻尼振动 受迫振动 共振111

5.3.1 阻尼振动111

5.3.2 受迫振动 共振112

本章提要114

习题115

第6章 机械波118

6.1 机械波的形成 波长 周期和波速118

6.1.1 机械波的形成118

6.1.2 横波和纵波118

6.1.3 波线 波面 波前120

6.1.4 波长 波的周期和频率波速120

6.2 平面简谐波的波函数121

6.2.1 平面简谐波的波函数的形式121

6.2.2 波函数的物理意义123

6.3 波的能量126

6.3.1 波动能量的传播126

6.3.2 波动的能流 能流密度127

6.3.3 声强和声强级128

6.4 波的衍射 惠更斯原理129

6.4.1 波的衍射129

6.4.2 惠更斯原理129

6.5 波的叠加与干涉130

6.5.1 波的叠加原理130

6.5.2 波的干涉131

6.6 驻波133

6.6.1 驻波的形成133

6.6.2 驻波方程133

6.6.3 半波损失134

6.7 多普勒效应135

6.7.1 波源不动，观察者以速度vB运动135

6.7.2 观察者不动，波源以速度vs运动136

6.7.3 观察者和波源同时相对于介质运动136

本章提要138

习题140

第7章 流体力学144

7.1 理想流体的定常流动144

7.1.1 理想流体的定常流动144

7.1.2 连续性方程146

7.1.3 伯努利方程146

7.1.4 伯努利方程的应用148

7.2 黏滞流体的运动150

7.2.1 黏滞定律150

7.2.2 泊肃叶公式151

7.2.3 层流和湍流153

7.2.4 斯托克斯公式154

本章提要155

习题156

第8章 液体的表面性质158

8.1 表面张力158

8.2 弯曲液面的附加压强161

8.3 毛细现象163

本章提要166

习题167

第9章 气体动理论169

9.1 平衡态 理想气体状态方程169

9.1.1 平衡态169

9.1.2 气体的宏观状态参量171

9.2 统计假设 理想气体分子的微观模型173

9.2.1 统计规律性与统计假设173

9.2.2 理想气体分子的微观模型174

9.3 理想气体的压强公式175

9.4 理想气体的温度公式177

9.5 能量均分定理 理想气体的内能178

9.5.1 自由度178

9.5.2 能量按自由度均分定理180

9.5.3 理想气体的内能180

9.6 气体按麦克斯韦速率分布定律183

9.6.1 麦克斯韦气体分子速率分布律183

9.6.2 三种统计速率184

9.6.3 麦克斯韦速率分布律的实验验证186

9.7 玻尔兹曼能量分布律187

9.7.1 玻尔兹曼分布律187

9.7.2 重力场中气体分子按高度的分布188

9.8 分子的平均碰撞次数和平均自由程189

9.9 范德瓦耳斯方程192

9.10 气体内的迁移现象193

9.10.1 内摩擦现象193

9.10.2 热传导现象194

9.10.3 扩散现象196

本章提要197

习题200

第10章 热力学基础203

10.1 热力学第一定律203

10.1.1 热力学过程203

10.1.2 内能 功 热量204

10.1.3 热力学第一定律的数学表述208

10.2 热力学第一定律对理想气体的应用209

10.2.1 等体过程209

10.2.2 等压过程210

10.2.3 等温过程212

10.2.4 准静态绝热过程213

10.2.5 多方过程216

10.3 循环过程 卡诺循环217

10.3.1 循环过程217

10.3.2 卡诺循环220

10.4 热力学第二定律222

10.4.1 热力学第二定律的两种表述223

10.4.2 可逆过程与不可逆过程224

10.4.3 卡诺定理226

10.5 熵 熵增加原理226

10.5.1 熵226

10.5.2 熵增加原理228

10.6 热力学第二定律的统计意义230

本章提要233

习题235

习题答案240

附录A 计量单位248

附录B 一些常用数据251