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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2

1.2.1　位置矢量运动方程2

1.2.2　位移矢量4

1.2.3　速度矢量4

1.2.4　加速度矢量6

1.3　平面曲线运动10

1.3.1　圆周运动10

1.3.2　抛体运动13

1.4　相对运动16

思考题19

习题20

第2章　质点动力学24

2.1　牛顿运动定律及其应用24

2.1.1　牛顿运动定律24

2.1.2　几种常见的力27

2.1.3　牛顿运动定律应用举例30

2.2　动量定理动量守恒定律35

2.2.1　冲量质点的动量定理35

2.2.2　质点系的动量定理及其守恒定律37

2.3　功和能39

2.3.1　功39

2.3.2　质点和质点系的动能定理41

2.3.3　保守力43

2.3.4　势能45

2.3.5　机械能守恒定律46

2.4　碰撞46

2.4.1　完全弹性碰撞47

2.4.2　完全非弹性碰撞48

思考题50

习题51

第3章　刚体力学55

3.1　刚体运动学55

3.1.1　刚体的平动和转动55

3.1.2　角速度矢量和角加速度矢量56

3.2　力矩　刚体的定轴转动定律58

3.2.1　力矩58

3.2.2　刚体的定轴转动定律60

3.2.3　转动惯量61

3.2.4　刚体定轴转动定律的应用63

3.3　角动量　角动量守恒定律67

3.3.1　质点的角动量和刚体绕定轴转动的角动量67

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68

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69

3.4　刚体绕定轴转动的动能和动能定理72

3.4.1　力矩的功72

3.4.2　转动动能73

3.4.3　刚体绕定轴转动的动能定理73

3.4.4　刚体的重力势能74

思考题76

习题77

第4章　机械振动81

4.1　简谐振动81

4.1.1　简谐振动方程81

4.1.2　描述简谐振动的基本物理量82

4.1.3　旋转矢量84

4.1.4　复摆89

4.1.5　简谐振动的能量90

4.2　简谐振动的合成91

4.2.1　同方向同频率的简谐振动的合成91

4.2.2　同方向不同频率的简谐振动的合成92

4.2.3　两个互相垂直的简谐振动的合成94

4.3　阻尼振动　受迫振动　共振96

4.3.1　阻尼振动96

4.3.2　受迫振动　共振97

思考题99

习题100

第5章　机械波103

5.1　机械波的形成　波长　周期和波速103

5.1.1　机械波的形成103

5.1.2　横波和纵波103

5.1.3　波线　波面　波前105

5.1.4　波长　波的周期和频率　波速105

5.2　平面简谐波的波函数106

5.2.1　平面简谐波的波函数的形式106

5.2.2　波函数的物理意义108

5.3　波的能量111

5.3.1　波动能量的传播111

5.3.2　波动的能流　能流密度112

5.3.3　声强和声强级112

5.4　波的衍射　惠更斯原理113

5.4.1　波的衍射113

5.4.2　惠更斯原理114

5.5　波的叠加与干涉114

5.5.1　波的叠加原理114

5.5.2　波的干涉115

5.6　驻波117

5.6.1　驻波的形成117

5.6.2　驻波方程117

5.6.3　半波损失118

5.7　多普勒效应119

5.7.1　波源不动，观察者以速度vB运动119

5.7.2　观察者不动，波源以速度vS运动119

5.7.3　观察者和波源同时相对于介质运动120

思考题124

习题125

第6章　流体力学129

6.1　理想流体的定常流动129

6.1.1　理想流体的定常流动129

6.1.2　连续性方程131

6.1.3　伯努利方程131

6.1.4　伯努利方程的应用133

6.2　黏滞流体的运动134

6.2.1　黏滞定律134

6.2.2　泊肃叶公式136

6.2.3　层流和湍流138

6.2.4　斯托克斯公式139

思考题140

习题140

第7章　液体的表面性质142

7.1　表面张力142

7.2　弯曲液面的附加压强145

7.3　毛细现象147

思考题150

习题151

第8章　气体动理论152

8.1　平衡态　理想气体状态方程152

8.1.1　平衡态152

8.1.2　气体的宏观状态参量154

8.2　统计假设　理想气体分子的微观模型155

8.2.1　统计规律性与统计假设155

8.2.2　理想气体分子的微观模型157

8.3　理想气体的压强公式158

8.4　理想气体的温度公式159

8.5　能量均分定理　理想气体的内能160

8.5.1 自由度160

8.5.2　能量按自由度均分定理162

8.5.3　理想气体的内能163

8.6　气体按麦克斯韦速率分布定律165

8.6.1　麦克斯韦气体分子速率分布律165

8.6.2　三种统计速率167

8.6.3　麦克斯韦速率分布律的实验验证168

8.7　玻尔兹曼能量分布律169

8.7.1　玻尔兹曼分布律169

8.7.2　重力场中气体分子按高度的分布171

8.8　分子的平均碰撞次数和平均自由程171

8.9　范德瓦耳斯方程174

8.10　气体内的迁移现象175

8.10.1　内摩擦现象175

8.10.2　热传导现象176

8.10.3　扩散现象177

思考题181

习题183

第9章　热力学基础185

9.1　热力学第一定律185

9.1.1　热力学过程185

9.1.2　内能　功　热量186

9.1.3　热力学第一定律的数学表述190

9.2　热力学第一定律对理想气体的应用191

9.2.1　等体过程191

9.2.2　等压过程191

9.2.3　等温过程193

9.2.4　准静态绝热过程194

9.2.5　多方过程197

9.3　循环过程　卡诺循环198

9.3.1　循环过程198

9.3.2　卡诺循环201

9.4　热力学第二定律204

9.4.1　热力学第二定律的两种表述204

9.4.2　可逆过程与不可逆过程206

9.4.3　卡诺定理207

9.5　熵　熵增加原理207

9.5.1　熵207

9.5.2　熵增加原理209

9.6　热力学第二定律的统计意义211

思考题215

习题216

习题答案220

附录A　计量单位227

附录B　一些常用数据230