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第1章 质点运动学1

1.1基本概念1

1.1.1参考系1

1.1.2质点1

1.2质点运动学方程2

1.2.1位置矢量2

1.2.2运动学方程2

1.2.3位移3

1.2.4速度3

1.2.5加速度5

1.3圆周运动6

1.3.1平面极坐标系6

1.3.2圆周运动的速度6

1.3.3圆周运动的加速度7

1.3.4匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动8

1.4相对运动10

本章小结11

习题12

第2章 牛顿运动定律17

2.1牛顿运动定律简介17

2.1.1牛顿运动定律17

2.1.2惯性系18

2.1.3伽利略相对性原理18

2.2.单位制和量纲19

2.2.1单位制19

2.2.2量纲20

2.3主动力和被动力20

2.3.1主动力20

2.3.2被动力22

2.4 牛顿运动定律应用举例23

2.5 非惯性系和惯性力26

本章小结27

习题28

第3章 动量守恒定律和能量守恒定律33

3.1质点和质点系的动量定理33

3.1.1冲量与质点的动量定理33

3.1.2质点系的动量定理34

3.2动量守恒定律37

3.3动能定理38

3.3.1功39

3.3.2质点的动能定理39

3.4保守力和非保守力、势能41

3.4.1万有引力、弹性力做功特点41

3.4.2保守力与非保守力及保守力做功的特点42

3.4.3势能43

3.4.4势能曲线45

3.5功能原理、机械能守恒定律45

3.5.1质点系的动能定理45

3.5.2质点系的功能原理46

3.5.3机械能守恒定律47

3.6能量转换与守恒定律48

3.7碰撞48

3.8质心与质心运动定律50

3.8.1质心50

3.8.2质心运动定律51

本章小结51

习题53

第4章 刚体的转动59

4.1刚体的定轴转动59

4.2刚体的定轴转动定律62

4.2.1力矩62

4.2.2转动定律64

4.2.3转动惯量64

4.2.4平行轴定理65

4.3角动量、角动量定理、角动量守恒68

4.3.1质点的角动量、角动量定理、角动量守恒定律68

4.3.2刚体的角动量、角动量定理、角动量守恒定律70

4.4力矩做功和刚体的转动动能72

4.4.1力矩做的功72

4.4.2力矩的功率73

4.4.3转动动能73

4.4.4刚体绕定轴转动的动能定理73

4.4.5刚体的重力势能和机械能守恒74

4.5刚体的滚动76

4.6刚体的进动78

本章小结79

习题81

第5章 气体动理论86

5.1热运动的描述86

5.1.1平衡态、状态参量、准静态过程86

5.1.2理想气体的状态方程87

5.2分子热运动和统计规律88

5.2.1分子的热运动、分子力88

5.2.2分子热运动的无序性及统计规律性90

5.3理想气体的压强公式90

5.3.1理想气体的分子模型91

5.3.2理想气体的压强91

5.4能量均分定理、理想气体的内能93

5.4.1理想气体分子的平均平动动能与温度的关系93

5.4.2分子的自由度94

5.4.3能量均分定理95

5.4.4理想气体的内能96

5.5麦克斯韦气体分子速率分布律97

5.5.1测定气体分子速率分布的实验97

5.5.2麦克斯韦气体分子速率分布定律98

5.5.3三个统计速率99

5.6玻尔兹曼分布律102

5.6.1玻尔兹曼分布律102

5.6.2重力场中的等温气压公式103

5.7分子的平均碰撞频率和平均自由程103

5.7.1分子的平均碰撞频率104

5.7.2分子的平均自由程105

5.8气体的输运现象106

5.8.1黏滞现象106

5.8.2热传导107

5.8.3扩散108

5.9真实气体、范德瓦耳斯方程109

本章小结111

习题112

第6章 热力学基础115

6.1准静态过程115

6.1.1准静态过程115

6.1.2功116

6.1.3内能116

6.1.4热量117

6.1.5热力学第一定律117

6.2理想气体的几个等值准静态过程118

6.2.1等体过程、定体摩尔热容118

6.2.2等压过程、定压摩尔热容120

6.2.3等温过程121

6.2.4绝热过程121

6.2.5多方过程123

6.3循环过程、卡诺循环126

6.3.1循环过程126

6.3.2热机和制冷机127

6.3.3卡诺循环129

6.4热力学第二定律132

6.4.1热力学第二定律的简介132

6.4.2两种表述的等价性133

6.5可逆过程与不可逆过程、卡诺定理133

6.5.1可逆过程与不可逆过程133

6.5.2卡诺定理135

6.5.3卡诺定理的证明135

6.6熵、玻尔兹曼关系136

6.6.1熵136

6.6.2自由膨胀的不可逆性138

6.6.3玻尔兹曼关系140

6.7熵增加原理、热力学第二定律的统计意义141

6.7.1熵增加原理141

6.7.2热力学第二定律的统计意义142

6.7.3熵增与能量退化142

本章小结143

习题144

第7章 静电场149

7.1电荷与库仑定律149

7.1.1电荷149

7.1.2电荷量子化与电荷守恒定律149

7.1.3库仑定律150

7.1.4叠加原理150

7.2电场强度151

7.2.1电场强度151

7.2.2静电场的叠加原理151

7.2.3电场强度的计算152

7.3高斯定理155

7.3.1电场线155

7.3.2电场强度通量156

7.3.3高斯定理157

7.4静电场的环路定理160

7.4.1静电场力做的功160

7.4.2静电场的环路定理161

7.5电势161

7.5.1电势能161

7.5.2电势162

7.5.3电势差162

7.5.4电势叠加原理163

7.5.5等势面164

7.5.6电势与电场强度的微分关系165

本章小结166

习题166

第8章 静电场中的导体和电介质169

8.1静电场中的导体169

8.1.1静电感应和静电平衡169

8.1.2导体静电平衡条件170

8.1.3有导体存在时静电场的分析与计算171

8.2电容、电容器172

8.2.1孤立导体的电容172

8.2.2电容器172

8.2.3电容器储存的静电场能量175

8.3静电场中的电介质176

8.3.1电介质及其分类176

8.3.2电介质的极化177

8.3.3电介质的击穿179

8.4电介质中的高斯定理180

本章小结182

习题183

第9章 恒定电流186

9.1电流强度和电流密度186

9.1.1电流强度186

9.1.2电流密度186

9.1.3电流的连续性方程、恒定电流的条件188

9.2欧姆定律、焦耳—楞次定律189

9.2.1欧姆定律及其微分形式189

9.2.2焦耳—楞次定律及其微分形式190

9.3电动势、含源电路欧姆定律192

9.3.1电源及电源的电动势192

9.3.2含源电路欧姆定律193

9.4基尔霍夫方程组及其应用194

9.4.1基尔霍夫方程组194

9.4.2基尔霍夫方程组的应用196

本章小结196

习题197