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第1章 质点运动学1

1.1 质点运动的描述1

1.1.1 参考系 坐标系 质点1

1.1.2 位置矢量 运动表达式2

1.1.3 位移 速度3

1.1.4 加速度5

1.1.5 两类基本问题6

1.2 圆周运动的角量表示 角量与线量的关系9

1.2.1 切向加速度和法向加速度9

1.2.2 圆周运动的角量表示11

1.2.3 角量与线量的关系13

1.3 相对运动14

思考题16

习题17

思考与探索19

第2章 牛顿运动定律20

2.1 牛顿运动定律20

2.1.1 牛顿第一定律20

2.1.2 牛顿第二定律22

2.1.3 牛顿第三定律23

2.2 物理量的单位和量纲24

2.2.1 国际单位制24

2.2.2 量纲25

2.3 常见力与基本力25

2.3.1 基本力26

2.3.2 常见力27

2.4 牛顿运动定律的应用29

2.4.1 第一类典型问题（积分类型）29

2.4.2 第二类典型问题（求导类型）34

2.5 非惯性系 惯性力35

2.5.1 非惯性系35

2.5.2 平动惯性力和离心惯性力36

2.5.3 科里奥利力37

思考题40

习题41

思考与探索45

第3章 运动的守恒定律47

3.1 动量 动量定理 动量守恒定律47

3.1.1 冲量 动量 质点动量定理47

3.1.2 质点系动量定理50

3.1.3 动量守恒定律52

3.2 质心 质心运动定理54

3.2.1 质心54

3.2.2 质心运动定理56

3.3 角动量 角动量定理 角动量守恒定律57

3.3.1 质点的角动量57

3.3.2 质点角动量定理及角动量守恒定律59

3.3.3 质点系角动量定理及角动量守恒定律60

3.4 功 质点动能定理62

3.4.1 功62

3.4.2 功率63

3.4.3 质点动能定理64

3.5 保守力 势能66

3.5.1 保守力与非保守力 势能67

3.5.2 常见保守力的功及其势能形式67

3.5.3 势能曲线70

3.6 功能原理 机械能守恒定律71

3.6.1 质点系动能定理71

3.6.2 功能原理71

3.6.3 机械能守恒定律72

3.7 碰撞74

3.7.1 恢复系数74

3.7.2 完全弹性碰撞75

3.7.3 完全非弹性碰撞76

3.8 能量守恒定律 对称性与守恒定律77

3.8.1 能量守恒定律77

3.8.2 对称性与守恒定律78

思考题81

习题82

思考与探索87

第4章 刚体力学88

4.1 刚体的基本运动88

4.1.1 平动88

4.1.2 转动89

4.2 刚体定轴转动的描述89

4.2.1 刚体转动的角速度及角加速度89

4.2.2 匀变速转动的公式90

4.3 力矩 转动定律 转动惯量90

4.3.1 力矩90

4.3.2 转动定律91

4.3.3 转动惯量93

4.3.4 平行轴定理 正交轴定理95

4.4 刚体的角动量 角动量定理 角动量守恒定律99

4.4.1 刚体的角动量99

4.4.2 刚体定轴转动角动量定理100

4.4.3 刚体定轴转动角动量守恒定律102

4.5 刚体定轴转动动能定理104

4.5.1 力矩的功104

4.5.2 转动动能105

4.5.3 刚体定轴转动动能定理106

4.6 刚体的平面平行运动108

4.6.1 刚体平面平行运动的描述108

4.6.2 转动瞬心 纯滚动109

4.6.3 刚体平面平行运动的动力学方程110

4.7 进动113

4.7.1 回转现象113

4.7.2 进动角速度114

4.7.3 回转效应的应用115

思考题115

习题116

思考与探索123

第5章 流体力学基础124

5.1 流体静力学124

5.1.1 流体的压强124

5.1.2 重力场中静止流体内的压强分布125

5.2 理想流体的稳定流动126

5.2.1 理想流体126

5.2.2 稳定流动126

5.2.3 连续性方程127

5.3 伯努利方程及其应用128

5.2.1 伯努利方程128

5.3.2 伯努利方程的应用130

5.4 实际流体的流动规律132

5.4.1 层流的流动规律132

5.4.2 湍流与雷诺数137

5.4.3 流体对固体的作用力138

思考题138

习题139

思考与探索141

第6章 机械振动142

6.1 简谐振动142

6.1.1 简谐振动表达式142

6.1.2 描述简谐振动的物理量144

6.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法147

6.1.4 单摆和复摆151

6.1.5 简谐振动的能量153

6.2 简谐振动的合成155

6.2.1 两个同方向同频率的简谐振动的合成155

6.2.2 两个同方向不同频率的简谐振动的合成 拍158

6.2.3 谐振分析和频谱160

6.2.4 两个相互垂直的同频率简谐振动的合成161

6.2.5 两个相互垂直的不同频率简谐振动的合成163

6.3 阻尼振动 受迫振动 共振164

6.3.1 阻尼振动165

6.3.2 受迫振动167

6.3.3 共振168

6.4 非线性振动169

6.4.1 非线性振动方程170

6.4.2 非线性振动方程的求解171

思考题173

习题174

思考与探索178

第7章 机械波179

7.1 机械波的产生和传播179

7.1.1 机械波的基本概念179

7.1.2 描述机械波的物理量181

7.2 平面简谐波表达式185

7.2.1 平面简谐波表达式185

7.2.2 平面简谐波表达式的物理意义186

7.2.3 波动方程190

7.3 平面简谐波的能量192

7.3.1 波的能量192

7.3.2 波的能量密度193

7.3.3 波的能流密度194

7.3.4 波的吸收195

7.4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射196

7.4.1 惠更斯原理196

7.4.2 惠更斯原理的应用197

7.5 波的叠加199

7.5.1 波的叠加原理199

7.5.2 波的干涉200

7.5.3 驻波203

7.5.4 波包 群速度208

7.6 多普勒效应210

7.6.1 机械波的多普勒效应210

7.6.2 冲击波213

7.7 声波214

7.7.1 声波的一般性质214

7.7.2 声强级216

7.7.3 次声 超声 噪声218

思考题222

习题223

思考与探索226

第8章 气体动理论227

8.1 热力学系统的平衡态227

8.1.1 平衡态227

8.1.2 状态参量228

8.1.3 温度229

8.2 理想气体状态方程230

8.3 物质的微观模型232

8.3.1 物质的微观模型232

8.3.2 大量粒子系统的统计规律性及统计方法234

8.4 理想气体的压强235

8.4.1 理想气体的微观模型235

8.4.2 理想气体的压强公式236

8.5 气体分子热运动的速率及能量的统计分布律238

8.5.1 速率分布函数238

8.5.2 麦克斯韦速率分布律239

8.5.3 玻尔兹曼能量分布律242

8.6 理想气体的温度244

8.6.1 理想气体温度公式244

8.6.2 温度的微观统计意义244

8.6.3 理想气体状态方程推导244

8.7 能量均分定理 理想气体的内能245

8.7.1 分子的自由度245

8.7.2 分子能量按自由度均分定理246

8.7.3 理想气体的内能247

8.8 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程248

8.8.1 平均碰撞频率和平均自由程248

8.8.2 影响平均碰撞频率和平均自由程的因素249

8.9 气体的输运现象250

8.9.1 黏滞现象250

8.9.2 热传导现象251

8.9.3 扩散现象252

8.10 真实气体 范德瓦耳斯方程254

8.10.1 真实气体的等温线254

8.10.2 由分子体积引起的修正255

8.10.3 由分子力引起的修正256

思考题258

习题259

思考与探索260

第9章 热力学基本定律261

9.1 热力学第一定律261

9.1.1 热力学中的基本概念261

9.1.2 热力学第一定律265

9.2 热力学第一定律对理想气体的应用266

9.2.1 等容过程 摩尔定容热容266

9.2.2 等压过程 摩尔定压热容267

9.2.3 等温过程269

9.2.4 绝热过程270

9.2.5 多方过程272

9.2.6 循环过程 卡诺循环273

9.3 热力学第二定律279

9.3.1 热力学第二定律的表述280

9.3.2 可逆过程与不可逆过程281

9.3.3 卡诺定理283

9.4 熵 熵增加原理284

9.4.1 克劳修斯等式和不等式284

9.4.2 熵和熵变286

9.4.3 熵增加原理289

9.4.4 热力学第二定律的熵表述290

9.4.5 熵与热力学概率291

9.5 热力学第三定律293

9.5.1 能斯特定理293

9.5.2 热力学第三定律294

思考题294

习题295

思考与探索298

第10章 现代科学与高新技术物理基础（1）299

10.1 混沌现象299

10.1.1 混沌的概念299

10.1.2 蝴蝶效应300

10.1.3 貌似随机的混沌303

10.2 超声检测技术303

10.2.1 超声检测的基本物理原理303

10.2.2 超声检测的典型应用305

10.2.3 超声检测仪器307

10.3 能源技术与热力学309

10.3.1 能源 能量传递309

10.3.2 能量转换的基本原理311

10.3.3 热力学定律对节能技术的指导意义313

习题参考答案315

附录321