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绪论1

第一篇 力学11

第1章 质点运动学11

1.1参考系 坐标系11

1.1.1运动的绝对性与运动描述的相对性11

1.1.2参考系与坐标系11

1.1.3运动的独立性与运动的叠加性12

1.2描述质点运动的物理量12

1.2.1位置矢量12

1.2.2运动方程与轨道方程13

1.2.3位移和路程14

1.2.4速度与速率14

1.2.5加速度16

1.2.6自然坐标系中的速度和加速度19

1.3质点运动的描述20

1.3.1匀加速运动20

1.3.2匀加速直线运动22

1.3.3抛体运动22

1.3.4圆周运动23

1.4相对运动27

1.4.1相对运动问题与对称性原理27

1.4.2伽利略变换27

本章提要35

思考题37

习题37

第2章 质点动力学43

2.1牛顿运动定律43

2.1.1牛顿运动定律44

2.1.2几种常见的力46

2.1.3 SI单位和量纲47

2.1.4牛顿定律的应用48

2.1.5惯性参考系与非惯性参考系52

2.2动量定理与动量守恒定律56

2.2.1质点的动量定理56

2.2.2质点系的动量定理58

2.2.3动量守恒定律59

2.2.4动量定理及动量守恒定律的应用60

2.2.5火箭飞行问题65

2.3功能原理与机械能守恒定律67

2.3.1功和功率68

2.3.2动能70

2.3.3质点的动能定理70

2.3.4质点系的动能定理71

2.3.5功能原理71

2.3.6机械能守恒与能量守恒定律77

2.3.7动力学规律的综合应用举例78

本章提要84

思考题87

习题87

3章 刚体和流体力学基础94

3.1刚体运动的描述94

3.1.1刚体的运动94

3.1.2刚体定轴转动的数学描述95

3.2转动定律与转动惯量97

3.2.1力矩97

3.2.2转动定律98

3.2.3转动惯量100

3.2.4转动定律应用举例103

3.3定轴转动的功和能105

3.3.1力矩的功和功率105

3.3.2转动动能106

3.3.3定轴转动的动能定理106

3.3.4刚体的重力势能107

3.3.5一般运动中的机械能及其守恒定律107

3.3.6功能原理及机械能守恒定律的应用108

3.4角动量与角动量守恒定律110

3.4.1角冲量和角动量110

3.4.2角动量定理112

3.4.3角动量守恒定律112

3.4.4角动量定理及角动量守恒定律的应用113

3.4.5守恒定律与时空对称性117

3.4.6碰撞117

3.4.7综合应用举例118

3.5流体力学简介120

3.5.1静止流体内的压强120

3.5.2理想流体的连续性方程124

3.5.3理想流体定常流动的伯努利方程126

本章提要134

思考题136

习题136

第4章 振动学基础142

4.1简谐振动142

4.1.1简谐振动的动力学方程142

4.1.2简谐振动的运动学方程（表达式）145

4.1.3简谐振动的能量149

4.1.4简谐振动的图示方法151

4.2阻尼振动 受迫振动 共振153

4.2.1阻尼振动153

4.2.2受迫振动156

4.2.3共振157

4.3简谐振动的合成158

4.3.1同方向、同频率的简谐振动的合成158

4.3.2同方向、不同频率的简谐振动的合成160

4.3.3相互垂直的简谐振动的合成162

4.3.4振动的频谱分析164

本章提要168

思考题169

习题170

第5章 波动学基础176

5.1介质的弹性形变与机械波的形成176

5.1.1介质的弹性形变176

5.1.2机械波的形成及必要条件178

5.1.3机械波基本类型178

5.2波动过程的描述及规律179

5.2.1波动过程的几何描述179

5.2.2波动过程的特征物理量及其相互关系180

5.2.3波动过程的动力学方程181

5.2.4平面简谐波的运动学方程183

5.2.5相位差、波程差及其关系185

5.2.6波动过程中质点的振动速度与加速度187

5.3波的能量、强度与吸收190

5.3.1波的能量及能量密度190

5.3.2波的强度192

5.3.3波的吸收194

5.4声波 超声波 次声波194

5.4.1声波194

5.4.2超声波与次声波的应用196

5.5波的叠加197

5.5.1惠更斯原理、波的反射与折射197

5.5.2波的干涉199

5.5.3驻波202

5.6多普勒效应207

5.6.1波源和观察者都相对于介质静止207

5.6.2波源静止，观察者以速度νO相对于介质运动207

5.6.3观察者静止，波源以速度νs相对于介质运动208

5.6.4观察者与波源同时相对于介质运动208

本章提要211

思考题213

习题213

第二篇 物理学220

第6章 热力学基础220

6.1热力学的基本概念220

6.1.1系统与外界220

6.1.2热平衡与热力学第零定律220

6.1.3平衡态、气体的状态参量及状态方程221

6.1.4准静态过程（平衡过程）与过程方程222

6.1.5平衡态和平衡过程的图示方法222

6.2气体的状态方程223

6.2.1气体的实验规律223

6.2.2理想气体及其状态方程223

6.2.3真实气体的范德瓦耳斯状态方程224

6.3内能 准静态过程中的功和热量224

6.3.1内能224

6.3.2功225

6.3.3热量225

6.3.4热功当量226

6.4热力学第一定律及其应用226

6.4.1热力学第一定律226

6.4.2热力学第一定律对理想气体平衡过程的应用227

6.4.3摩尔热容229

6.4.4绝热过程231

6.5循环过程及循环效率235

6.5.1热机的工作过程及原理235

6.5.2循环过程与循环效率235

6.5.3卡诺循环与卡诺定理237

6.6热力学第二定律241

6.6.1热力学第二定律的表述241

6.6.2自然过程（自发的实际宏观过程）的方向性242

6.6.3可逆过程和不可逆过程243

6.6.4热力学第二定律的意义243

6.6.5熵与熵增加原理244

本章提要251

思考题253

习题254

第7章 统计物理学基础260

7.1理想气体的微观模型与统计假设260

7.1.1理想气体的微观模型260

7.1.2统计假设261

7.2压强和温度的微观本质261

7.2.1理想气体压强的定性解释261

7.2.2压强的定量分析262

7.2.3温度的微观本质263

7.3能量均分定理 理想气体的内能264

7.3.1自由度265

7.3.2气体分子的自由度265

7.3.3能量按自由度均分定理（能均分定理）266

7.3.4理想气体的内能267

7.4热力学第二定律的统计意义267

7.4.1理想气体向真空绝热自由膨胀过程不可逆性的统计解释268

7.4.2热力学第二定律的统计意义269

7.4.3热力学概率与玻尔兹曼熵269

7.5麦克斯韦速率分布律270

7.5.1统计分布规律的概念270

7.5.2麦克斯韦速率分布律271

7.5.3应用272

7.5.4其他分布规律275

7.6气体分子的平均碰撞频率和平均自由程276

7.6.1平均碰撞次数277

7.6.2平均自由程277

7.7气体内的输运过程（气体内的迁移现象）278

7.7.1内摩擦现象（黏滞现象）278

7.7.2热传导现象（传热现象）279

7.7.3扩散现象280

本章提要285

思考题286

习题287