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第0章 绪论1

0.1物理学的地位与意义1

0.1.1物理学的概念1

0.1.2物理学的研究对象1

0.2物理学方法2

0.2.1物理学是一门以实验为基础的科学2

0.2.2物理思想和物理模型2

0.3矢量代数的基本知识3

0.3.1矢量的定义3

0.3.2矢量的运算法则3

0.3.3正交坐标系5

第一篇 力学9

第1章 质点运动学9

1.1质点运动的基本概念之一9

1.1.1参考系 质点9

1.1.2位置矢量 运动方程10

1.1.3物理量的单位与量纲11

1.2质点运动的基本概念之二13

1.2.1位移 路程13

1.2.2速度 加速度14

1.3质点的直线运动17

1.4质点的平面曲线运动21

1.4.1抛体运动21

1.4.2圆周运动22

1.5相对运动26

习题27

第2章 质点动力学30

2.1牛顿运动定律30

2.1.1牛顿运动第一定律30

2.1.2牛顿运动第二定律31

2.1.3牛顿运动第三定律32

2.2几种常见的力33

2.2.1万有引力33

2.2.2弹力34

2.2.3摩擦力35

2.2.4牛顿运动定律的应用37

2.2.5非惯性参考系40

2.3功 动能定理41

2.3.1功41

2.3.2动能定理44

2.4势能 功能原理47

2.4.1保守力和势能47

2.4.2功能原理49

2.5机械能守恒定律49

2.5.1机械能守恒定律49

2.5.2能量守恒定律50

2.6动量定理 动量守恒定律51

2.6.1冲量 质点的动量定理51

2.6.2质点系的动量定理 动量守恒定律52

2.6.3质心 质心定理54

2.7角动量定理 角动量守恒定律57

2.7.1质点角动量及其定理57

2.7.2冲量矩 质点的角动量守恒定律58

2.7.3质点系的角动量定理 角动量守恒定律60

习题61

第3章 刚体的定轴转动65

3.1刚体及其运动65

3.1.1刚体的概念65

3.1.2刚体的运动65

3.2定轴转动刚体的角动量、转动惯量和动能66

3.2.1刚体的角动量和转动惯量66

3.2.2定轴转动刚体的动能67

3.2.3转动惯量的计算68

3.3定轴转动刚体的角动量关系70

3.3.1刚体定轴转动定理——角动量定理的微分形式70

3.3.2刚体定轴转动的冲量矩定理——角动量定理的积分形式73

3.3.3刚体定轴转动的角动量守恒定律73

3.4定轴转动刚体的功能关系75

3.4.1力矩的功75

3.4.2定轴转动的动能定理76

3.4.3刚体的重力势能77

3.4.4刚体力学系统的机械能守恒定律77

3.5进动79

习题81

第4章 机械振动和机械波83

4.1简谐振动的基本概念83

4.1.1简谐振动的动力学和运动学方程83

4.1.2简谐振动的描述84

4.1.3简谐振动的旋转矢量图表示法85

4.1.4简谐振动的能量87

4.1.5单摆88

4.2简谐振动的合成90

4.2.1两个同方向同频率简谐振动的合成90

4.2.2两个相互垂直的同频率简谐振动的合成91

4.3阻尼振动 受迫振动 共振92

4.3.1阻尼振动92

4.3.2受迫振动94

4.3.3共振94

4.4机械波及其特征量95

4.4.1机械波产生的条件95

4.4.2波传播的几何描述96

4.4.3波速97

4.4.4波长、频率和波数97

4.5平面简谐波及波动方程98

4.5.1平面简谐波的运动学方程98

4.5.2平面简谐波运动学方程的意义99

4.5.3平面简谐波动力学方程100

4.6惠更斯原理 波的衍射现象103

4.6.1惠更斯原理103

4.6.2波的衍射104

4.7波的叠加与干涉 驻波104

4.7.1波的叠加原理104

4.7.2波的干涉104

4.7.3驻波106

4.8多普勒效应111

习题114

第二篇 热学121

第5章 热力学基础121

5.1热力学的基本概念121

5.1.1系统121

5.1.2平衡态121

5.1.3状态参量122

5.2热力学第零定律 物态方程122

5.2.1热力学第零定律 温度122

5.2.2物态方程124

5.2.3理想气体的物态方程125

5.2.4实际气体的物态方程126

5.3准静态过程 做功 热传递126

5.3.1准静态过程126

5.3.2做功127

5.3.3热传递128

5.3.4热容量128

5.3.5热量与热质说129

5.4热力学第一定律129

5.4.1内能129

5.4.2热力学第一定律130

5.4.3理想气体的等体过程131

5.4.4理想气体的等压过程132

5.4.5理想气体的等温过程133

5.5绝热过程与多方过程134

5.5.1绝热过程134

5.5.2多方过程135

5.6循环过程 卡诺循环136

5.6.1热机工作原理 循环过程136

5.6.2正循环与热机137

5.6.3逆循环与致冷机137

5.6.4卡诺循环138

5.7热力学第二定律140

5.7.1可逆过程与不可逆过程140

5.7.2热力学第二定律的两种表述140

5.7.3卡诺定理142

5.8熵 熵增加原理142

5.8.1克劳修斯等式和不等式142

5.8.2熵和熵增加原理143

习题145

第6章 气体动理论147

6.1气体动理论的基本概念147

6.1.1气体动理论的基本内容147

6.1.2宏观量与微观量的关系147

6.1.3气体动理论的研究方法——统计方法148

6.2理想气体压强和温度的微观解释149

6.2.1理想气体的微观模型149

6.2.2理想气体压强的微观意义149

6.2.3温度的微观意义151

6.3能量按自由度均分定理152

6.3.1能量按自由度均分定理152

6.3.2理想气体的内能153

6.4麦克斯韦速度分布律154

6.4.1麦克斯韦速度分布律155

6.4.2麦克斯韦速率分布律155

6.4.3麦克斯韦速率分布律的实验验证157

6.5气体分子的平均碰撞次数和平均自由程158

习题160

习题参考答案162