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绪论 1

第1章 质点运动学 2

1. 1质点和参考系 2

1.2描述质点运动的物理量 3

1. 2. 1 时间空间 3

1. 2. 2过程量和状态量 4

1. 2. 3位置矢量 4

1.2.4位移矢量和路程 4

1. 2. 5瞬时速度 5

1. 2. 6瞬时加速度 5

1. 2. 7 r、u 、a三个状态量的关联 7

1.3抛体运动 8

1.3.1运动叠加原理 8

1.3.2运动方程和运动轨迹 9

1.4 圆周运动 11

1.4. 1匀速率圆周运动 11

1.4.2变速率圆周运动 11

1.4.3圆周运动的角量描述 13

1.4.4角量和线量的转换关系 13

1. 5一般平面曲线运动和自然坐标系 15

1.5.1一般平面曲线运动 15

1.5.2自然坐标系 17

习题 17

第2章 质点动力学 19

2. 1牛顿运动定律 19

2. 1. 1牛顿第一定律 19

2.1.2牛顿第二定律 19

2.1.3牛顿第三定律 21

2. 1. 4 国际单位制和量纲 21

2. 1. 5常见的力 22

2. 1. 6牛顿定律的应用 24

2.2相对运动和非惯性系力学 29

2. 2. 1运动描述的相对性 29

2.2.2力学相对性原理（伽利略相对性原理） 32

2.2.3直线加速运动参考系中的惯性力 33

2.2.4匀角速转动参考系中的惯性力 34

习题 38

专题A大气的运动 41

第3章 功和能 45

3.1功和功率 45

3. 1. 1功 45

3. 1. 2功率 47

3.2动能和动能定理 47

3.3势能 49

3. 3. 1保守力做功 49

3. 3. 2势能 51

3. 3. 3势能曲线 52

3. 3. 4势能和保守力的微分关系 52

3. 4功能原理 53

3.4. 1质点系的动能定理 53

3.4.2质点系的功能原理 54

3. 5机械能守恒定律 56

3.5. 1机械能守恒定律 56

3. 5. 2普遍的能量转化和守恒定律 58

3. 6宇宙速度 58

3. 6. 1第一宇宙速度 59

3.6.2第二宇宙速度 59

3. 6. 3第三宇宙速度 59

3. 7对称性和守恒定律 60

习题 61

第4章 动量 63

4.1动量和动量定理 63

4.1.1冲量 63

4.1.2动量 64

4. 1. 3质点的动量定理 64

4.2质点系动量定理 66

4. 3动量守恒定律 66

4.4碰撞 71

4. 4. 1弹性碰撞 71

4. 4. 2完全非弹性碰撞 71

4.4.3非弹性碰撞 72

4. 5火箭飞行原理 75

4. 6质点的角动量 77

4.6.1质点的角动量的定义 77

4. 6. 2角动量定理 78

4.6.3质点角动量守恒定律 79

4. 6. 4开普勒第二定律 79

习题 81

第5章 刚体力学 85

5. 1刚体的运动 85

5.1.1平动 85

5. 1. 2刚体的定轴转动 86

5. 1. 3刚体的平面运动 88

5. 1.4刚体的一般运动 88

5. 2刚体定轴转动 88

5.2. 1力矩 88

5. 2. 2定轴转动定律 89

5. 2.3转动惯量及计算 90

5. 3力矩的功 转动动能 96

5.3. 1力矩的功 96

5.3.2力矩的功率 97

5. 3.3转动动能 97

5.3.4刚体转动动能定理 97

5.4质心与质心运动定律 98

5. 4. 1质心 98

5.4.2质心坐标 98

5.4. 3质心运动定律 101

5. 5刚体的功和能 102

5. 6刚体的平面运动 104

5. 7刚体的角动量 角动量守恒定律 108

5. 7. 1冲量矩 108

5. 7. 2刚体对轴的角动量 108

5. 7. 3刚体对轴的角动量定理 109

5. 7.4刚体对轴的角动量守恒定律 109

5.8进动 115

5.8. 1进动现象 115

5. 8. 2进动角速度 115

5.8. 3炮弹飞行时的进动 115

5. 8. 4章动 115

习题 115

专题B流体力学简介 119

第6章 振动 123

6. 1简谐振动 123

6. 1. 1振动的基本概念 123

6. 1. 2简谐振动 123

6.1.3特征量及计算 127

6. 1.4旋转矢量法和复数法 133

6.1.5简谐振动的能量 136

6.2简谐振动的叠加 139

6. 2. 1同一直线上两个同频率简谐振动的合成 139

6. 2. 2同一直线上n个同频率简谐振动的合成 142

6.2.3同一直线上两个频率相近的简谐振动合成 143

6.2.4两个相互垂直的简谐振动的合成 144

6.2. 5振动的分解 频谱 147

6. 3阻尼振动、受迫振动和共振 149

6. 3. 1阻尼振动 149

6.3.2受迫振动和共振 151

习题 152

第7章 波动 156

7. 1关于波动的基本概念 156

7. 1. 1波的产生和传播 156

7. 1. 2横波与纵波 157

7. 1. 3波面和波线 158

7.1.4波速、波长以及波的周期和频率 158

7. 1. 5波动的特征 160

7. 2简谐波 160

7. 2. 1平面简谐波和波函数 160

7.2. 2波函数的物理意义 161

7. 3波动方程和波的能量 164

7.3. 1一维波函数的二阶微分形式 165

7.3. 2一维波动方程的动力学推导 165

7.3. 3波的能量 166

7. 3. 4能流和能流密度 168

7. 3. 5波的吸收 169

7. 3. 6声波 超声波 次声波 170

7.4惠更斯原理 172

7. 4. 1惠更斯原理 172

7.4. 2波的衍射 172

7.4. 3波的反射和折射 172

7. 5波的干涉 173

7. 5. 1波的叠加原理 173

7. 5. 2波的干涉现象 相干波 相干波源 174

7. 5. 3驻波 177

7. 6多普勒效应 181

7. 6. 1现象 181

7. 6. 2机械波的多普勒效应 181

7. 6. 3其他波中的多普勒效应 183

习题 184

第8章 狭义相对论 188

8. 1伽利略变换与经典力学的时空观 188

8. 1. 1伽利略变换 188

8. 1.2经典力学的时空观 189

8.2狭义相对论墓本原理 洛伦兹变换 189

8.2. 1狭义相对论产生的历史背景 189

8.2.2狭义相对论基本原理 190

8.2. 3洛伦兹变换 191

8.3狭义相对论的时空观 192

8. 3. 1同时的相对性&1 92

8. 3. 2时问延缓效应 193

8. 3.3长度收缩效应 193

8.4 相对论速度变换公式 194

8.5狭义相对论动力学 196

8.5. 1质量和速度的关系 196

8. 5. 2相对论力学基本方程 198

8.5.3质量和能量的关系 198

8. 5.4能量和动量的关系 200

习题 200

第9章 气体动理论 202

9. 1物质的微观特征 理想气体分子模型 202

9. 1. 1物质的微观特征 202

9.1.2理想气体分子模型 203

9. 2气体状态参量 理想气体状态方程 204

9.2. 1气体系统的平衡态 204

9.2. 2气体的状态参量 204

9.2.3理想气体状态方程 204

9.3理想气体的压强和温度 206

9. 3. 1理想气体的压强公式 206

9. 3. 2温度的微观解释 207

9.4能量均分定理 理想气体的内能 209

9. 4. 1自由度 209

9. 4.2能量均分定理 210

9. 4. 3 理想气体的内能 210

9. 5麦克斯韦速率分布律 211

9. 5. 1速率分布函数 211

9. 5.2麦克斯韦速率分布律 213

9. 5. 3麦克斯韦分布律下三种特征速率 213

9. 6范德瓦一耳斯方程 214

9. 6. 1分子体积引起的修正 214

9. 6. 2分子间引力引起的修正 215

9. 7气体分子的平均自由程 216

9.8气体内的迁移现象 217

9. 8. 1黏滞现象 218

9.8.2热传导现象 218

9.8.3扩散现象 219

习题 220

第10章 热力学基础 222

10. 1热力学第一定律 222

10.1.1准静态过程 222

10. 1.2功、热量与内能 223

10. 1.3热力学第一定律 224

10. 1.4热容量 224

10.2热力学第一定律在理想气体中的应用 225

10.2. 1等容过程 225

10.2.2等压过程 225

10.2.3等温过程 226

10. 2.4绝热过程 226

10.3循环过程 卡诺循环 228

10.3. 1循环过程 228

10. 3. 2卡诺循环 229

10.4热力学第二定律 230

10.4. 1热力学第二定律的两种表述 230

10.4.2可逆过程和不可逆过程 232

10. 4.3卡诺定理 232

10. 5熵 熵增加原理 233

10. 5. 1熵 233

10. 5.2熵增加原理 234

10.6热力学第二定律的统计意义 235

10.6.1热力学第二定律的统计意义 235

10. 6.2熵的微观意义 236

习题 237

专题C相变热力学简介 240

部分习题参考答案 245