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第一篇 经典力学3

第一章 质点运动学3

第一节 质点 参考系和坐标系3

一、质点3

二、参考系4

三、坐标系4

第二节 质点运动的描述5

一、位置矢量和位移 运动方程5

二、速度6

三、加速度7

四、法向加速度与切向加速度10

五、圆周运动的角量表示13

第三节 质点运动学的基本问题15

第四节 相对运动18

习题20

第二章 牛顿运动定律25

第一节 牛顿运动三定律25

一、牛顿第一定律27

二、牛顿第二定律28

三、牛顿第三定律29

四、牛顿运动定律的适用范围29

第二节 几种常见的力30

一、弹性力30

二、摩擦力31

三、万有引力32

四、四种基本相互作用力35

第三节 牛顿运动定律的应用36

一、应用牛顿定律解决力学问题的基本方法36

二、应用举例36

第四节 伽利略相对性原理 非惯性系41

一、伽利略相对性原理41

二、非惯性系和平动加速参考系中的惯性力41

三、惯性离心力与地球自转对物体重量的影响44

第五节 混沌现象46

一、决定论的可预测性46

二、决定论的不可预测性47

三、混沌及其应用49

习题50

第三章 能量与动量54

第一节 动能 质点动能定理54

一、功54

二、质点动能定理56

第二节 保守力与非保守力做功的特点 势能57

一、弹力、重力和万有引力做功的特点58

二、保守力与非保守力59

三、势能60

四、重力势能和引力势能的关系60

五、势能曲线61

第三节 机械能守恒定律 能量守恒定律63

一、质点系动能定理63

二、质点系的功能原理64

三、机械能守恒定律65

四、黑洞67

五、能量守恒定律68

第四节 伯努利方程及应用69

一、理想流体的定常流动69

二、连续性原理69

三、伯努利方程70

四、伯努利方程的应用71

第五节 质点与质点系的动量定理72

一、动量72

二、冲量73

三、质点的动量定理74

四、质点系的动量定理76

五、变质量质点的运动 火箭飞行原理77

第六节 动量守恒定律及应用80

一、动量守恒定律80

二、对心碰撞82

第七节 质心 质心运动定律85

一、质心86

二、质心运动定律87

习题88

第四章 刚体的定轴转动94

第一节 刚体运动的描述94

一、刚体的概念94

二、刚体的平动和转动94

三、刚体的定轴转动96

第二节 刚体定轴转动定律99

一、力矩99

二、刚体定轴转动定律100

三、转动惯量及计算101

四、刚体定轴转动定律的应用104

第三节 刚体定轴转动的功和能107

一、力矩的功107

二、刚体定轴转动的动能107

三、刚体定轴转动的动能定理108

四、刚体的重力势能108

第四节 刚体定轴转动的角动量110

一、质点的角动量110

二、刚体对定轴的角动量111

三、刚体定轴转动的角动量定理111

四、角动量守恒定律及应用112

习题117

第二篇 机械振动和机械波125

第五章 机械振动125

第一节 简谐振动的描述125

一、简谐振动125

二、简谐运动的动力学方程125

三、描述简谐运动的物理量127

四、振幅和初相的确定129

第二节 简谐振动的旋转矢量表示法132

第三节 简谐振动的能量135

一、振动的动能和势能135

二、能量的平均值和势能曲线136

第四节 同方向的简谐振动的合成137

一、同方向同频率的两个简谐振动的合成137

二、同方向不同频率的两个简谐振动的合成140

第五节 相互垂直的简谐振动的合成141

第六节 阻尼振动143

第七节 受迫振动和共振145

一、受迫振动145

二、共振及其应用146

习题148

第六章 机械波152

第一节 机械波的产生和传播152

一、机械波产生的条件152

二、机械波的形成和传播152

三、波面与波线154

四、描述波的特征量155

第二节 平面简谐波及其描述159

一、平面简谐波的波动方程159

二、波动方程的物理意义160

第三节 波的能量164

一、波的能量和能量密度164

二、波的能流和能流密度166

第四节 声波及其应用168

一、声速168

二、声强与声强级168

三、声压和声压级169

四、声音的三要素169

五、声波的应用170

第五节 惠更斯原理 波的干涉170

一、波的叠加原理170

二、惠更斯原理171

三、波的干涉172

第六节 驻波175

一、驻波的形成175

二、驻波方程177

三、振动的简正模式178

四、半波损失179

第七节 多普勒效应180

一、波源不动而观察者运动180

二、观察者不动而波源运动181

三、波源和观察者均运动181

习题183

第三篇 热学189

第七章 气体动理论189

第一节 气体动理论的基本观点189

第二节 状态 状态参量 理想气体的状态方程191

一、热力学系统191

二、平衡态191

三、描述气体系统的状态参量191

四、理想气体的三大实验定律192

五、理想气体的状态方程193

第三节 理想气体的压强195

一、理想气体的微观模型195

二、统计假设195

三、理想气体的压强公式196

第四节 能量均分定理 理想气体的内能198

一、温度的本质和统计意义198

二、分子的自由度198

三、能量均分定理200

四、理想气体的内能201

第五节 麦克斯韦速率分布律202

一、大量随机事件的统计规律性203

二、速率分布函数205

三、麦克斯韦速率分布律205

四、三种统计速率206

五、麦克斯韦速率分布曲线的性质207

六、麦克斯韦速率分布律的实验验证207

第六节 气体分子的平均自由程和碰撞频率208

一、分子的平均自由程和平均碰撞频率209

二、平均自由程与平均碰撞频率之间的关系209

习题210

第八章 热力学基础215

第一节 功 热量和系统内能的改变215

一、准静态过程的功215

二、热量216

三、系统内能的改变217

第二节 热力学第一定律及其应用218

一、热力学第一定律218

二、等体过程218

三、等压过程220

四、等温过程222

五、绝热过程222

第三节 循环过程 卡诺循环225

一、循环过程225

二、热机及其效率226

三、致冷机227

四、卡诺循环228

第四节 热力学第二定律 卡诺定理230

一、热力学第二定律231

二、可逆过程和不可逆过程232

三、卡诺定理233

第五节 熵和熵增加原理234

一、克劳修斯等式235

二、熵增加原理235

三、热力学第二定律的统计意义238

习题244

习题答案253