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绪论1

第一章 质点运动4

1-1质点和参考系4

一、质点4

二、参考系5

1-2描述质点运动的物理量5

一、时刻和时间5

二、位置矢量6

三、位移和路程6

四、速度和速率8

五、加速度10

1-3描述质点运动的坐标系11

一、直角坐标系11

二、平面极坐标系16

三、自然坐标系20

1-4牛顿运动定律22

一、牛顿第一定律22

二、牛顿第二定律23

三、牛顿第三定律25

1-5力学中常见的力25

一、万有引力25

二、弹性力27

三、摩擦力30

1-6惯性系和非惯性系32

习题34

第二章 力学中的守恒定律38

2-1机械能守恒定律38

一、功和功率38

二、动能和动能定理41

三、势能44

四、机械能守恒定律48

2-2动量守恒定律52

一、动量和动量定理52

二、动量守恒定律55

三、碰撞58

四、运载火箭的运动61

2-3角动量守恒定律63

一、力矩63

二、角动量和角动量定理65

三、角动量守恒定律67

习题70

第三章 刚体和理想流体75

3-1刚体的运动75

一、平动和转动75

二、刚体的定轴转动76

3 -2刚体动力学77

一、刚体的转动动能77

二、刚体的转动惯量78

三、力矩作的功81

四、动能定理82

五、转动定理83

3-3定轴转动刚体的角动量守恒定律84

一、刚体对转轴的角动量84

二、刚体对转轴的角动量定理85

三、刚体对转轴的角动量守恒定律85

3-4固体的形变和弹性87

一、固体在外力作用下的一般情形87

二、固体的弹性形变88

3-5理想流体及其运动规律89

一、流体的压强90

二、关于理想流体的几个概念91

三、理想流体的连续性方程93

四、伯努利方程94

3-6黏性流体的运动98

一、流体的黏性98

二、黏性流体的运动规律100

三、湍流和雷诺数101

四、斯托克斯黏性公式102

习题102

第四章 振动和波动106

4-1简谐振动106

一、简谐振动的基本特点和普遍性定义106

二、描述简谐振动的特征量108

三、简谐振动的矢量图解法109

四、简谐振动的能量110

4-2简谐振动的合成113

一、同一直线上两个同频率简谐振动的合成113

二、同一直线上两个频率相近的简谐振动的合成115

三、两个互相垂直的简谐振动的合成118

4-3阻尼振动、受迫振动和共振120

一、阻尼振动120

二、受迫振动122

三、共振123

4-4关于波动的基本概念124

一、波的产生和传播124

二、横波和纵波125

三、波线和波面126

四、波速、波长以及波的周期和频率126

五、波动所遵从的基本原理127

4-5简谐波129

一、平面简谐波的表示129

二、波的能量131

三、波的能流和能流密度133

4-6波的干涉134

一、波的干涉现象和规律134

二、驻波136

4-7多普勒效应140

习题143

第五章 狭义相对论147

5-1狭义相对论的基本原理147

一、伽利略变换与经典时空观念147

二、狭义相对论产生的背景和条件148

三、狭义相对论的基本原理149

5-2狭义相对论的时空观152

一、同时性的相对性152

二、时间延缓效应152

三、长度收缩效应153

四、速度变换法则155

5-3狭义相对论动力学156

一、质速关系和相对论动力学基本方程式156

二、质能关系157

三、能量-动量关系159

习题160

第六章 气体、固体和液体的基本性质162

6-1气体动理论和理想气体模型162

一、气体的分子状况162

二、理想气体模型164

三、理想气体状态的描述165

6-2理想气体的压强和温度167

一、理想气体的压强公式167

二、热力学第零定律169

三、温度的微观解释170

6-3理想气体的内能171

一、分子运动自由度172

二、能量均分定理173

三、理想气体的内能174

6-4麦克斯韦速率分布律175

一、麦克斯韦速率分布律175

二、用速率分布函数求分子速率的统计平均值177

6-5气体内的输运过程178

一、气体分子的碰撞频率和平均自由程178

二、黏性180

三、热传导和扩散183

6-6固体的性质及晶体结构的一些概念184

一、固体的一般性质184

二、关于晶体结构的一些概念186

6-7晶体中粒子的相互作用187

一、晶体的结合188

二、结合力的共同特征190

6-8非晶态和准晶态191

一、非晶态固体及其应用191

二、准晶态简介193

6-9液体和液晶的微观结构194

一、液体的微观结构194

二、液晶的类型和结构195

6-10液体的表面性质196

一、表面张力196

二、弯曲液面下的附加压强198

三、与固体接触处液面的性质199

四、毛细现象200

习题202

第七章 电荷和静电场206

7-1电荷和库仑定律206

一、电荷206

二、库仑定律207

7-2电场和电场强度210

一、电场210

二、电场强度210

三、电场强度的计算211

7-3高斯定理216

一、电场线216

二、电通量216

三、高斯定理219

7-4电势及其与电场强度的关系221

一、静电场属于保守场222

二、电势能、电势差和电势223

三、电势的计算225

四、等势面226

五、电势与电场强度的关系227

7-5静电场中的金属导体230

一、金属导体的静电平衡230

二、导体表面的电荷和电场231

三、导体空腔233

四、导体静电平衡性质的应用233

7-6电容和电容器236

一、孤立导体的电容236

二、电容器237

三、电容的计算238

四、电容器的连接239

7-7静电场中的电介质240

一、电介质的极化240

二、极化强度矢量241

三、极化强度与极化电荷的关系241

四、极化电荷对电场的影响243

五、电介质存在时的高斯定理245

7-8静电场的能量247

习题250

习题答案255