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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7

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基本力与常见力26

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）30

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46

3.1动量 动量定理 动量守恒定律46

3.1.1冲量 动量 质点动量定理46

3.1.2质点系动量定理49

3.1.3动量守恒定律51

3.2质心质心运动定理53

3.2.1质心53

3.2.2质心运动定理55

3.3角动量 角动量定理 角动量守恒定律56

3.3.1质点的角动量56

3.3.2质点角动量定理及角动量守恒定律58

3.3.3质点系角动量定理及角动量守恒定律59

3.4功 质点动能定理61

3.4.1功61

3.4.2功率62

3.4.3质点动能定理63

3.5保守力 势能66

3.5.1保守力与非保守力 势能66

3.5.2常见保守力的功及其势能形式67

3.5.3势能曲线69

3.6功能原理 机械能守恒定律70

3.6.1质点系动能定理70

3.6.2功能原理70

3.6.3机械能守恒定律71

3.7碰撞73

3.7.1恢复系数73

3.7.2完全弹性碰撞74

3.7.3完全非弹性碰撞75

3.8能量守恒定律*对称性与守恒定律76

3.8.1能量守恒定律76

3.8.2对称性与守恒定律77

思考题80

习题81

思考与探索86

第4章 刚体力学87

4.1刚体的基本运动87

4.1.1平动87

4.1.2转动88

4.2刚体定轴转动的描述88

4.2.1刚体转动的角速度及角加速度88

4.2.2匀变速转动的公式89

4.3力矩 转动定律 转动惯量89

4.3.1力矩89

4.3.2转动定律90

4.3.3转动惯量92

4.3.4平行轴定理 正交轴定理94

4.4刚体的角动量 角动量定理 角动量守恒定律98

4.4.1刚体的角动量98

4.4.2刚体定轴转动角动量定理99

4.4.3刚体定轴转动角动量守恒定律101

4.5刚体定轴转动动能定理103

4.5.1力矩的功103

4.5.2转动动能104

4.5.3刚体定轴转动动能定理105

4.6刚体的平面平行运动107

4.6.1刚体平面平行运动的描述107

4.6.2转动瞬心 纯滚动108

4.6.3刚体平面平行运动的动力学方程109

4.7进动112

4.7.1回转现象112

4.7.2进动角速度113

4.7.3回转效应的应用114

思考题114

习题115

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139

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159

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162

6.2.5两个相互垂直的不同频率简谐振动的合成164

6.3阻尼振动 受迫振动 共振165

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170

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197

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209

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215

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261

第9章 热力学基本定律262

9.1热力学第一定律262

9.1.1热力学中的基本概念262

9.1.2热力学第一定律266

9.2热力学第一定律对理想气体的应用267

9.2.1等容过程摩尔定容热容267

9.2.2等压过程 摩尔定压热容268

9.2.3等温过程270

9.2.4绝热过程271

9.2.5多方过程273

9.2.6循环过程 卡诺循环274

9.3热力学第二定律280

9.3.1热力学第二定律的表述281

9.3.2可逆过程与不可逆过程282

9.3.3卡诺定理284

9.4熵 熵增加原理285

9.4.1克劳修斯等式和不等式285

9.4.2熵和熵变287

9.4.3熵增加原理290

9.4.4热力学第二定律的熵表述291

9.4.5熵与热力学概率292

9.5热力学第三定律294

9.5.1能斯特定理294

9.5.2热力学第三定律295

思考题295

习题296

思考与探索299

第10章 现代科学与高新技术物理基础（1）300

10.1混沌现象300

10.1.1混沌的概念300

10.1.2蝴蝶效应301

10.1.3貌似随机的混沌304

10.2超声检测技术304

10.2.1超声检测的基本物理原理304

10.2.2超声检测的典型应用306

10.2.3超声检测仪器308

10.3能源技术与热力学310

10.3.1能源 能量传递310

10.3.2能量转换的基本原理312

10.3.3热力学定律对节能技术的指导意义314

习题参考答案315

附录321