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第一篇 力学2

第1章 运动学2

1.1 质点运动的描述2

1.1.1 参考系2

1.1.2 质点模型3

1.1.3 位置矢量3

1.1.4 运动学方程4

1.1.5 位移5

1.1.6 速度7

1.1.7 加速度10

1.2 直线运动、圆周运动和一般曲线运动12

1.2.1 直线运动12

1.2.2 抛体运动14

1.2.3 圆周运动16

1.2.4 一般曲线运动19

1.3 相对运动21

1.3.1 平动参考（照）坐标系21

1.3.2 绝对速度、牵连速度和相对速度22

1.3.3 伽利略变换24

习题125

第2章 质点（系）动力学27

2.1 牛顿运动定律27

2.1.1 常见的力27

2.1.2 四种基本力30

2.1.3 牛顿运动定律31

2.2 非惯性系质点动力学34

2.3 动量定理与动量守恒定律35

2.3.1 质点的动量定理与动量守恒定律36

2.3.2 质点系的动量定理与动量守恒定律38

2.3.3 质心运动定理39

2.4 动能定理、功能原理和机械能守恒41

2.4.1 功、功率、质点的动能定理41

2.4.2 保守力与势能43

2.4.3 质点系的动能定理45

2.4.4 功能原理和机械能守恒定律46

2.5 碰撞47

2.5.1 完全弹性碰撞48

2.5.2 完全非弹性碰撞48

2.6 角动量（动量矩）定理与角动量守恒定律49

2.6.1 质点的角动量（动量矩）定理与角动量守恒50

2.6.2 质点系的角动量定理与角动量守恒52

习题253

第3章 刚体动力学56

3.1 刚体运动的分析56

3.1.1 描述刚体位置的独立变量56

3.1.2 刚体运动的分类56

3.2 定轴转动刚体的转动惯量57

3.2.1 转动惯量的定义57

3.2.2 转动惯量的计算58

3.2.3 刚体的定轴转动定理60

3.3 定轴转动的角动量定理与角动量守恒定律63

3.3.1 定轴转动的角动量定理63

3.3.2 定轴转动刚体的角动量守恒定律63

3.4 定轴转动的动能定理与机械能守恒64

3.4.1 定轴转动的动能定理64

3.4.2 刚体的重力势能 机械能守恒定律66

习题368

第4章 狭义相对论基础72

4.1 经典力学时空观 力学相对性原理72

4.1.1 伽利略相对性原理72

4.1.2 经典力学时空观73

4.2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换75

4.2.1 爱因斯坦狭义相对论基本假设75

4.2.2 洛伦兹变换75

4.2.3 洛伦兹变换的推导76

4.3 狭义相对论的时空观78

4.3.1 关于测量78

4.3.2 狭义相对论的时空观78

4.3.3 狭义相对论的速度变换关系81

4.4 狭义相对论动力学82

4.4.1 相对论质量和动量82

4.4.2 相对论力学的基本方程84

4.4.3 相对论力学中质量和能量的关系84

4.4.4 动量和能量的关系86

习题486

阅读材料89

三体问题89

第5章 振动和波94

5.1 简谐振动94

5.1.1 简谐振动的动力学特征和运动学特征94

5.1.2 简谐振动的描述97

5.1.3 简谐振动的图示法99

5.1.4 简谐振动的能量102

5.2 简谐振动的合成102

5.2.1 两个同方向、同频率简谐振动的合成103

5.2.2 多个同方向、同频率简谐振动的合成104

5.2.3 两个同方向、不同频率简谐振动的合成105

5.2.4 两个相互垂直、同频率简谐振动的合成106

5.2.5 两个相互垂直、不同频率简谐振动的合成107

5.3 阻尼振动 受迫振动 共振108

5.3.1 阻尼振动108

5.3.2 受迫振动109

5.3.3 共振110

5.4 机械波的形成和基本特征111

5.4.1 机械波的形成111

5.4.2 波长 波的周期和频率 波速112

5.4.3 波线 波面 波前113

5.5 平面简谐波113

5.5.1 平面简谐波的波函数114

5.5.2 平面简谐波波函数的物理含义114

5.6 波的能量、能流密度115

5.6.1 能量密度116

5.6.2 能流 平均能流密度116

5.7 波的干涉和衍射117

5.7.1 惠更斯原理117

5.7.2 波的叠加原理118

5.7.3 波的干涉118

5.7.4 驻波119

5.7.5 波的衍射121

5.8 多普勒效应121

习题5123

第二篇 气体动理论和热力学基础127

第6章 气体动理论基础127

6.1 分子动理论的基本观念127

6.1.1 物质由大量分子组成127

6.1.2 分子在永不停息地做无规则热运动127

6.1.3 分子之间存在相互作用力128

6.2 平衡态 理想气体状态方程129

6.2.1 平衡态129

6.2.2 理想气体状态方程130

6.2.3 混合理想气体状态方程131

6.3 理想气体压强公式 温度的微观意义131

6.3.1 理想气体压强公式131

6.3.2 温度的微观意义132

6.4 麦克斯韦速率分布律133

6.4.1 麦克斯韦速率分布律133

6.4.2 三种特征速率134

习题6135

第7章 热力学基础137

7.1 能量按自由度均分定理 理想气体的内能137

7.1.1 能量按自由度均分定理137

7.1.2 理想气体的内能138

7.2 热力学第一定律及其应用139

7.2.1 热力学过程139

7.2.2 功和热量139

7.2.3 热力学第一定律141

7.3 循环过程 卡诺循环142

7.3.1 循环过程142

7.3.2 卡诺循环143

7.4 热力学第二定律143

7.4.1 热力学第二定律的两种表述144

7.4.2 两种表述的等效性144

7.4.3 热力学第二定律的实质145

7.5 卡诺定理 熵146

7.5.1 卡诺定理146

7.5.2 熵147

习题7148

阅读材料151

1978年诺贝尔物理学奖——低温研究和宇宙背景辐射151

负熵的简介154

习题参考答案157