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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