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绪论1

第一篇 力学5

第一章 质点运动学5

1.1 质点 参照系5

1.2 位置矢量 运动方程 位移9

1.3 速度12

1.4 加速度15

1.5 切向加速度和法向加速度20

1.6 相对运动26

思考题30

习题31

第二章 质点动力学34

2.1 牛顿第一定律34

2.2 牛顿第二定律和牛顿第三定律39

2.3 力学相对性原理 非惯性系中的力学定律58

2.4 动量定理 动量守恒定律65

2.5 质心运动定律73

2.6 密舍尔斯基方程 火箭运动78

2.7 功 质点动能定理85

2.8 势能90

2.9 功能原理 机械能守恒定律96

2.10 碰撞103

2.11 角动量定理 角动量守恒定律109

思考题114

习题117

第三章 刚体力学基础133

3.1 刚体运动的描述133

3.2 刚体定轴转动的转动定律137

3.3 转动惯量142

3.4 刚体定轴转动的动能定理152

3.5 定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律159

3.6 刚体的平面运动167

3.7 陀螺仪的定点运动177

思考题180

习题181

第四章 狭义相对论基础192

4.1 经典力学的困难193

4.2 狭义相对论基本原理 洛仑兹变换195

4.3 狭义相对论时空观201

4.4 狭义相对论动力学方程210

4.5 质量与能量的关系213

4.6 能量与动量的关系216

思考题218

习题219

阅读材料1.A 宇宙膨胀和大爆炸理论222

阅读材料1.B 一般非惯性系中的质点动力学柯里奥利力225

阅读材料1.C 对称性和守恒定律228

阅读材料1.D 刚体平面运动的动能对质心轴的转动定律231

阅读材料1.E 狭义相对论中的时空顺序问题233

阅读材料1.F 狭义相对论中的时空图236

阅读材料1.G 广义相对论简介239

第二篇 机械振动和机械波245

第五章 机械振动245

5.1 简谐振动的描述245

5.2 谐振动的动力学表述250

5.3 稳定平衡位置附近的运动258

5.4 阻尼振动263

5.5 受迫振动 共振267

5.6 振动的合成270

5.7 振动的分解 频谱278

思考题282

习题284

第六章 机械波291

6.1 机械波的形成和传播291

6.2 平面简谐波的描述294

6.3 一维波的波动微分方程302

6.4 波的能量 能流密度305

6.5 叠加原理 波的干涉310

6.6 驻波315

6.7 色散 相速与群速322

6.8 声波324

6.9 多普勒效应 激波328

思考题333

习题334

阅读材料2.A 混沌现象341

阅读材料2.B 孤立波 孤立子347

第三篇 热学356

第七章 气体动理论356

7.1 热力学系统 平衡态 状态参量356

7.2 气体动理论的基本假设358

7.3 理想气体的压强公式361

7.4 温度与分子平均平动动能的关系 理想气体状态方程363

7.5 能量均分原理 理想气体的内能368

7.6 麦克斯韦气体分子速率分布律372

7.7 等温气压公式 玻尔兹曼分布律381

7.8 气体分子的平均自由程386

7.9 气体内的迁移现象389

7.10 实际气体 范德瓦尔斯方程397

思考题406

习题408

第八章 热力学基础412

8.1 准静态过程412

8.2 热力学第一定律414

8.3 理想气体的等体过程和等压过程418

8.4 理想气体的等温过程和绝热过程424

8.5 循环过程431

8.6 卡诺循环438

8.7 热力学第二定律442

8.8 可逆过程和不可逆过程 卡诺定理446

8.9 熵449

8.10 热力学第二定律的统计意义456

思考题459

习题462

阅读材料3.A 卡诺定理的证明469

阅读材料3.B 热力学第三定律471

阅读材料3.C 能量退化472

阅读材料3.D 能源的开发和利用474

阅读材料3.E 熵与信息476

阅读材料3.F 耗散结构477

附录Ⅰ 基本物理常量479

附录Ⅱ 国际单位制(SI)480

附录Ⅲ 导数 积分 级数483

附录Ⅳ 矢量484

附录Ⅴ 希腊字母表487

习题答案488