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第一篇 力学3

第一章 运动和力3

1.1 质点运动的描述4

1.1.1 位置矢量 描写质点在空间中的位置的物理量4

1.1.2 位移 描写质点位置变动的大小和方向的物理量5

1.1.3 速度 描写质点位置变动的快慢和方向的物理量6

1.1.4 加速度 描写质点运动速度变化的物理量8

1.2 曲线运动中的法向加速度和切向加速度12

1.2.1 匀速（率）圆周运动的加速度12

1.2.2 变速（率）圆周运动的加速度13

1.2.3 一般曲线运动的加速度15

1.3 相对运动16

1.3.1 相对运动的几个概念17

1.3.2 速度合成定理17

1.4 牛顿运动定律19

1.4.1 牛顿第一定律20

1.4.2 牛顿第二定律21

1.4.3 牛顿第三定律22

1.5 力学中常见的几种力物体受力分析方法23

1.5.1 力学中常见的几种力23

1.5.2 分析物体受力的方法隔离法27

1.6 牛顿运动定律的应用28

第二章 动量、功和能39

2.1 动量、冲量、质点的动量定理39

2.1.1 质点的动量39

2.1.2 力的冲量40

2.1.3 质点的动量定理41

2.2 质点系的动量定理 动量守恒定律44

2.2.1 质点系的动量定理44

2.2.2 动量守恒定律45

2.3 功和功率48

2.3.1 功48

2.3.2 功率50

2.4 动能 动能定理51

2.4.1 动能51

2.4.2 质点的动能定理51

2.4.3 质点系的动能定理53

2.5 势能54

2.5.1 重力、万有引力、弹性力、摩擦力做功的特点54

2.5.2 保守力与非保守力56

2.5.3 势能57

2.6 功能原理和机械能守恒定律58

2.6.1 机械能59

2.6.2 质点系的功能原理59

2.6.3 机械能守恒定律60

2.6.4 能量守恒与转换定律61

2.7 碰撞62

2.7.1 碰撞现象62

2.7.2 正碰的三种不同情形63

第三章 刚体的转动71

3.1 刚体的平动和定轴转动71

3.1.1 刚体的平动71

3.1.2 刚体的定轴转动72

3.1.3 匀变速转动74

3.1.4 角量与线量的关系74

3.2 转动定律76

3.2.1 力矩76

3.2.2 转动定律77

3.2.3 转动惯量77

3.3 刚体定轴转动的动能定理81

3.3.1 刚体绕定轴转动的动能81

3.3.2 刚体绕定轴转动的功能关系82

3.4 角动量定理和角动量守恒定律84

3.4.1 刚体定轴转动的角动量84

3.4.2 角动量定理85

3.4.3 角动量守恒定律85

第四章 振动和波91

4.1 简谐振动92

4.1.1 简谐振动的特点92

4.1.2 简谐振动的运动方程92

4.1.3 描述简谐振动的物理量93

4.1.4 简谐振动的旋转矢量表示法96

4.1.5 单摆的振动97

4.1.6 简谐振动的能量98

4.2 简谐振动的合成99

4.2.1 两个同方向同频率简谐振动的合成99

4.2.2 两个同方向不同频率简谐振动的合成100

4.2.3 两个互相垂直的同频率简谐振动的合成102

4.3 阻尼振动 受迫振动 共振105

4.3.1 阻尼振动105

4.3.2 受迫振动107

4.3.3 共振108

4.4 机械波109

4.4.1 波的基本概念109

4.4.2 平面简谐波的波动方程113

4.4.3 波的能量与能流117

4.5 波的衍射和干涉120

4.5.1 波的衍射 惠更斯原理120

4.5.2 波的叠加原理121

4.5.3 波的干涉121

4.5.4 驻波123

4.6 多普勒效应126

4.6.1 波源不动，观察者相对介质以速度v0运动127

4.6.2 观察者不动，波源相对介质以速度vs运动128

4.6.3 波源和观察者同时相对于介质运动129

第二篇 热学基础137

第五章 气体动理论137

5.1 气体动理论的基本概念137

5.1.1 宏观物体由大量分子组成137

5.1.2 分子在不停地做无规则运动139

5.1.3 分子间有相互作用力140

5.2 理想气体的状态方程141

5.2.1 气体的状态参量141

5.2.2 平衡态和准静态过程142

5.2.3 气体的实验定律142

5.2.4 理想气体的状态方程143

5.3 理想气体的压强和温度144

5.3.1 理想气体的微观模型144

5.3.2 理想气体压强公式145

5.3.3 温度与分子平均平动能的关系148

5.4 能量按自由度均分定理理想气体的内能149

5.4.1 分子运动的自由度150

5.4.2 能量按自由度均分定理150

5.4.3 理想气体的内能152

5.5 气体分子的速率分布律153

5.5.1 气体分子的速率分布153

5.5.2 麦克斯韦速率分布律154

第六章 热力学基础160

6.1 热力学第一定律160

6.1.1 准静态过程160

6.1.2 系统的内能161

6.1.3 功与热量161

6.1.4 热力学第一定律163

6.2 热力学第一定律对理想气体的应用165

6.2.1 等容过程165

6.2.2 等压过程168

6.2.3 等温过程169

6.2.4 绝热过程170

6.3 循环过程 卡诺循环173

6.3.1 循环过程173

6.3.2 循环过程的应用实例175

6.3.3 卡诺循环177

6.4 热力学第二定律179

6.4.1 热力学第二定律的两种表述179

6.4.2 热力学第二定律的实质182

附录185

习题答案200