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第1章 时间和距离1

1.1 物体的运动1

1.2 时间及其量度1

1.2.1 时间1

1.2.2 时间的量度1

1.2.3 短的时间2

1.2.4 长的时间2

1.2.5 时间的单位和标准3

1.3 距离及其量度4

1.3.1 长的距离测量4

1.3.2 短的距离测量5

1.3.3 长度单位5

1.4 时间、距离测量中的局限6

习题16

第2章 运动学7

2.1 参照系和坐标系7

2.2 位矢、位移、速度和加速度7

2.2.1 位矢7

2.2.2 位移8

2.2.3 速度和加速度8

2.3 抛体运动和直角坐标15

2.3.1 抛体运动的分解15

2.3.2 抛体运动的轨道方程23

2.4 圆周运动和内禀坐标29

2.4.1 圆周运动的法向分解和切向分解29

2.4.2 圆周运动的角量描述31

2.4.3 曲线运动的法向分解和切向分解33

2.5 平面极坐标40

2.6 刚体运动学简介48

2.6.1 自由度48

2.6.2 刚体运动的类型48

2.6.3 刚体定轴转动49

2.6.4 刚体的平面平行运动50

2.7 相对运动52

2.7.1 两个互作平动的参照系中质点的运动52

2.7.2 两个互作转动的参照系中质点的运动58

2.8 例题60

习题284

第3章 牛顿动力学91

3.1 牛顿运动定律91

3.2 力及其特性92

3.2.1 力的特性92

3.2.2 几种具体的力92

3.3 牛顿运动定律的应用96

3.4 加速参照系和惯性力106

3.4.1 平动加速参照系106

3.4.2 转动参照系109

3.5 例题119

习题3137

第4章 动量145

4.1 牛顿第三定律与动量守恒145

4.2 质点系动力学方程146

4.2.1 动力学方程146

4.2.2 质心运动定理147

4.2.3 质心位置及其求法148

4.2.4 动量定理和冲量153

4.2.5 动量传输159

4.3 变质量物体的运动162

4.4 例题168

习题4181

第5章 能量185

5.1 功与功率185

5.1.1 功185

5.1.2 几种常见力的功185

5.1.3 功率186

5.2 动能定理191

5.2.1 质点动能定理191

5.2.2 质点系动能定理192

5.2.3 柯尼希定理和资用能199

5.3 保守力和势能205

5.3.1 保守力205

5.3.2 质点系的势能205

5.3.3 几种常见保守力的势能206

5.4 机械能和机械能守恒定律211

5.4.1 功能原理与机械能守恒定律211

5.4.2 再论能量和动量211

5.5 碰撞222

5.5.1 正碰撞222

5.5.2 质心系中的正碰撞233

5.5.3 斜碰撞237

5.6 例题237

习题5258

第6章 角动量268

6.1 二维平面内转动268

6.1.1 力矩268

6.1.2 质点角动量和转动定律269

6.2 三维空间中转动270

6.2.1 力矩矢量和质点角动量定理270

6.2.2 冲量矩和角动量守恒270

6.3 质点系角动量定理和角动量守恒定律277

6.3.1 角动量定理和角动量守恒定律277

6.3.2 质心系中的角动量定理278

6.3.3 角动量定理在刚体动力学中的简单应用278

6.4 有心力场296

6.4.1 有心力场中的基本方程296

6.4.2 有效势能297

6.5 万有引力300

6.5.1 开普勒三定律300

6.5.2 引力问题的基本动力学方程306

6.5.3 关于绕日运行轨道的几个问题307

6.5.4 漫游太阳系316

6.6 二质点系统的相对运动324

6.7 例题332

习题6360

第7章 静力学364

7.1 力和力矩364

7.1.1 力与力系364

7.1.2 重力和重心364

7.1.3 力矩和力偶矩365

7.2 物体平衡条件366

7.2.1 共点力系作用下物体平衡条件366

7.2.2 定轴转动物体的平衡条件371

7.2.3 一般物体的平衡条件372

7.2.4 摩擦角及其应用381

7.3 平衡的稳定性389

7.3.1 平动平衡的稳定性389

7.3.2 转动平衡的稳定性390

7.3.3 无固定转轴物体平衡的稳定性390

7.4 流体静力学394

7.4.1 静止流体内的压强394

7.4.2 浮力和浮力中心394

7.4.3 浮体平衡的稳定性394

7.5 例题398

习题7420

第8章 振动427

8.1 简谐振动的判定427

8.1.1 简谐振动的第一个判定方法——弹性力判定法428

8.1.2 简谐振动的第二个判定方法——运动方程判定法431

8.1.3 简谐振动的第三个判定方法——动力学方程判定法433

8.1.4 简谐振动的第四个判定方法——能量判定法440

8.2 简谐振动的合成450

8.2.1 同方向、同频率两简谐振动的合成450

8.2.2 同方向、不同频率两简谐振动的合成450

8.2.3 互相垂直的两个简谐振动的合成451

8.3 阻尼振动、受迫振动和共振451

8.3.1 阻尼振动451

8.3.2 受迫振动和共振452

8.4 例题452

习题8470

第9章 波动476

9.1 基本概念476

9.1.1 机械波的形成、纵波和横波476

9.1.2 描述波动的几个物理量476

9.1.3 波的几何描述477

9.2 平面简谐波的运动学方程477

9.2.1 运动方程的形式477

9.2.2 运动方程的理解478

9.3 波的反射和折射483

9.3.1 波的反射483

9.3.2 波的折射484

9.4 波的干涉和衍射484

9.4.1 波的干涉484

9.4.2 波的衍射486

9.5 驻波487

9.6 多普勒效应492

9.7 声波495

9.8 例题495

习题9504

各章习题答案507

附录1 全国中学生物理竞赛内容提要520

附录2 基本物理量和数据529

主要参考文献531