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绪论1

（上册）1

第一篇 力学4

第1章　运动的描述4

1.1　参考系　坐标系　物理模型4

1.1.1　参考系4

1.1.2　坐标系5

1.1.3　物理模型5

1.2　描述运动的物理量8

1.2.1　位矢和运动方程8

1.2.2　位移和速度8

1.2.3　加速度10

1.3.1 直角坐标系11

1.3　坐标系的运用11

1.3.2 自然坐标系14

1.4　两类运动学问题17

1.5　相对运动23

思考题26

习题126

第2章　牛顿运动定律28

2.1　牛顿运动定律及其应用28

2.1.1　牛顿运动定律的表述28

2.1.2 牛顿运动定律的应用30

2.2　惯性系　非惯性系与惯性力34

2.3　SI中的单位和量纲37

思考题38

习题239

第3章　动量　动量定理43

3.1　动量　冲量　动量定理43

3.2　质点系的动量定理　动量守恒定律45

3.3　变质量问题（火箭）48

思考题52

习题353

第4章　功和能及功能原理57

4.1　功　动能定理57

4.1.1　功与功率57

4.1.2　动能定理60

4.2　保守力及保守力的功62

4.2.1 重力的功62

4.2.2　弹性力的功62

4.2.3　万有引力的功63

4.3　势能　势能曲线　势能梯度64

4.3.1　势能64

4.3.2　势能曲线与势能梯度66

4.4　功能原理　机械能守恒定律67

4.4.1　功能原理67

4.4.2　机械能守恒定律68

思考题70

习题471

第5章　角动量与角动量定理76

5.1　质点的角动量定理76

5.1.1 力矩76

5.1.2　质点的角动量77

5.2　质点的角动量守恒定律79

5.1.3　质点的角动量定理79

思考题81

习题582

第6章　刚体的定轴转动84

6.1　刚体定轴转动的角动量84

6.1.1　刚体的运动84

6.1.2　刚体定轴转动的角动量87

6.1.3　刚体对固定轴的转动惯量88

6.2　刚体定轴转动定律91

6.2.1 刚体定轴转动定律91

6.2.2　定轴转动中的功和能93

6.3　对定轴的角动量守恒96

6.3.1　对定轴的角动量定理96

6.3.2 对定轴的角动量守恒97

6.4　守恒律与对称性100

6.4.1　对称性与对称操作100

6.4.2 对称性与守恒律101

6.4.3　对称破缺104

思考题105

习题6106

第7章　相对论109

7.1　力学相对性原理　伽利略变换109

7.1.1　力学相对性原理109

7.1.2　伽利略变换110

7.2　狭义相对论产生的实验基础和历史条件113

7.2.1　产生根源113

7.2.2 实验基础和历史条件114

7.3　狭义相对论的基本原理　洛伦兹变换117

7.3.1　狭义相对论的基本原理117

7.3.2　洛伦兹变换117

7.4　狭义相对论时空观122

7.4.1 同时的相对性123

7.4.2　长度收缩124

7.4.3　时间延缓126

7.4.4　因果律128

7.5　相对论的动力学129

7.5.1　相对论质速关系129

7.5.2　相对论动力学的基本方程131

7.5.3　相对论动能132

7.5.4　静能、总能和质能关系133

7.5.5 能量和动量的关系135

7.6　动力学量的变换135

7.6.1　质量变换式135

7.6.2　动量-能量变换式136

7.6.3 力的变换公式137

7.7　广义相对论简介139

7.7.1　广义相对论的两条基本原理139

7.7.2 广义相对论的重要结论141

思考题145

习题7146

第二篇　机械振动与机械波148

第8章　机械振动148

8.1　简谐振动148

8.1.1 简谐振动149

8.1.2　描述简谐振动的特征量150

8.1.3　旋转矢量法153

8.1.4 简谐振动的实例155

8.1.5　简谐振动的能量158

8.2　简谐振动的合成159

8.2.1 两个同方向同频率简谐振动的合成159

8.2.2 两个同方向不同频率简谐振动的合成162

8.2.3 相互垂直的简谐振动的合成163

8.3　阻尼振动　受迫振动　共振166

8.3.1　阻尼振动166

8.3.2　受迫振动　共振167

8.4　振动的分解169

8.5　非线性振动简介170

思考题171

习题8172

第9章　机械波177

9.1　机械波的产生和传播177

9.1.1　机械波的形成177

9.1.2　描述波动的物理量178

9.2　平面简谐波的波动方程182

9.3　波的能量186

9.3.1　波的能量和能量密度186

9.3.2　波的能流和能流密度187

9.4　波的衍射　干涉189

9.4.1 惠更斯原理　波的衍射189

9.3.3　波的吸收189

9.4.2 波的叠加原理 波的干涉191

9.5　驻波193

9.5.1　驻波的形成193

9.5.2　驻波方程194

9.5.3　半波损失196

9.5.4　弦线振动的简正模式196

9.6　多普勒效应198

9.7　非线性波简介199

思考题200

习题9201

10.1.1 系统与外界206

10.1　热学的基本概念206

第10章　气体动理论206

第三篇　热学206

10.1.2　平衡态207

10.1.3　状态参量208

10.1.4　温度208

10.1.5　温标209

10.1.6　状态方程210

10.2　气体动理论的基本观点212

10.2.1　物质微观结构的物理图像212

10.2.2　统计观点简介213

10.3　理想气体的压强公式214

10.3.1　理想气体模型214

10.3.2　理想气体压强公式215

10.3.3　压强公式的物理意义217

10.4.1　温度的统计解释218

10.4　温度的统计解释218

10.4.2　方均根速率219

10.5　能量均分定理　理想气体的内能220

10.5.1 自由度220

10.5.2　能量均分定理221

10.5.3　理想气体的内能222

10.6　麦克斯韦速率分布律222

10.6.1 麦克斯韦速率分布函数222

10.6.2　麦克斯韦速率分布曲线224

10.6.3　应用速率分布函数求统计平均值225

10.7　麦克斯韦速度分布率和玻尔兹曼分布率简介226

10.7.1　麦克斯韦速度分布率226

10.7.2　玻尔兹曼分布率227

10.8　气体分子的平均自由程和平均碰撞频率228

10.8.1　平均碰撞频率229

10.8.2　气体分子的平均自由程230

思考题231

习题10232

第11章　热力学基础235

11.1　准静态过程　功 内能和热量235

11.1.1　准静态过程235

11.1.2　功237

11.1.3 内能238

11.1.4　热量239

11.2　热力学第一定律240

11.2.1　热力学第一定律240

11.2.2　热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用241

11.2.3　理想气体的摩尔热容量242

11.3.1　绝热过程方程244

11.3.2　准静态绝热过程曲线244

11.3　绝热过程244

11.4　循环过程　卡诺循环247

11.4.1　循环过程247

11.4.2　卡诺循环249

11.5　热力学第二定律252

11.5.1 可逆过程与不可逆过程252

11.5.2　热力学第二定律的表述253

11.5.3　热力学第二定律的实质254

11.5.4　热力学第二定律的理解254

11.6.1　卡诺定理256

11.6.2　克劳修斯等式不等式256

11.6　卡诺定理　克劳修斯熵256

11.6.3　熵257

11.6.4　热力学第二定律的数学表达式258

11.6.5　熵增加原理259

11.7　热力学第二定律的统计意义　玻尔兹曼熵261

11.7.1　热力学概率261

11.7.2　热力学第二定律的统计意义262

11.7.3　玻尔兹曼熵263

11.8　熵与信息　耗散结构简介263

11.8.1　熵与信息264

11.8.2　耗散结构简介266

思考题271

习题11272

参考答案276