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第一章 质点运动学1

一、位矢、位移、速度、加速度概念建立背景1

二、位矢、位移、速度、加速度的一般数学描述和物理解析2

三、位矢、位移、速度、加速度的其他表示形式4

四、质点运动学的科学意义及其在国防工业中的应用6

五、应用举例6

六、练习与思考11

第二章 牛顿运动定律13

一、牛顿运动定律提出的背景13

二、牛顿三大定律的数学表述及物理解析15

三、牛顿第二定律在具体坐标中的表示15

四、力学中常见的几种力16

五、牛顿三大定律的科学意义及其在工业和国防中的应用17

六、应用举例18

七、练习与思考24

第三章 万有引力·潮汐现象25

一、万有引力定律的发现背景25

二、万有引力定律的数学表述和物理解析25

三、万有引力定律的应用——潮汐现象的物理解析26

四、万有引力遇到的挑战及发展29

五、练习与思考30

第四章 伽利略变换与相对性原理31

一、遇到的问题31

二、伽利略变换建立背景31

三、伽利略变换的数学推导32

四、伽利略变换的两个推论34

五、伽利略变换的局限性35

六、应用举例36

七、练习与思考36

第五章 惯性力38

一、惯性力概念建立背景38

二、惯性力的数学描述及物理解析39

三、惯性力的意义及影响44

四、应用举例44

五、练习与思考45

第六章 狭义相对论47

一、建立背景47

二、建立该知识点所经历的困难及曲折48

三、狭义相对论的数学描述及物理解析48

四、狭义相对论的科学意义及对人类生活的影响53

五、练习与思考54

第七章 动量与冲量55

一、动量与冲量概念建立背景55

二、动量和冲量的数学表述及物理解析55

三、动量定理推论——动量守恒定律57

四、动量概念在现代物理学中的拓展61

五、练习与思考62

第八章 火箭的运动64

一、火箭运动研究背景64

二、火箭运动的数学描述64

三、火箭运动方程的意义65

四、练习与思考67

第九章 功与动能68

一、功和动能概念建立背景68

二、功和动能的数学描述和物理解析69

三、动能概念的拓展71

四、应用举例71

五、练习与思考73

第十章 保守力与势能75

一、保守力与势能概念提出的背景75

二、保守力的数学描述及物理解析76

三、势能的数学描述及物理解析76

四、保守力、势能概念在自然科学中的意义及在国防、工业中的应用77

五、应用举例78

六、练习与思考81

第十一章 功能原理和机械能守恒定律82

一、功能原理的建立背景82

二、功能原理和机械能守恒定律的数学表述及物理解析82

三、应用举例83

四、练习与思考85

第十二章 碰撞87

一、碰撞问题研究背景87

二、碰撞问题的数学解析88

三、碰撞问题拓展93

四、狭义相对论动力学94

五、碰撞问题的意义和影响96

六、目前研究碰撞问题还存在的困难96

七、练习与思考97

第十三章 角动量与角动量守恒定律98

一、角动量及角动量守恒定律的建立背景98

二、角动量及角动量守恒定律的矢量数学描述及物理解析98

三、角动量及角动量定理在直角坐标系中的数学表示100

四、角动量及角动量定理在自然坐标系中的数学表示101

五、角动量守恒定理在国防、工业、日常生活中的应用102

六、应用举例103

七、练习与思考105

第十四章 刚体的定轴转动107

一、刚体定轴转动研究背景107

二、刚体定轴转动的数学描述及物理解析107

三、实验测量刚体惯性系数112

四、刚体定轴转动的功和机械能113

五、关于转动惯量概念的拓展115

六、应用举例116

七、练习与思考118

第十五章 陀螺运动——进动120

一、陀螺运动研究背景120

二、陀螺运动的近似理论121

三、陀螺运动问题的拓展及启示123

四、存在问题123

五、陀螺研究意义及其影响124

六、应用举例125

七、练习与思考126

第十六章 对称性与守恒定律128

一、对称性与守恒定律关系的提出背景128

二、能量的空间平移对称性与动量守恒定律129

三、能量的时间平移对称性与能量守恒定律130

四、现代物理中的对称性与守恒定律131

第十七章 简谐振动133

一、简谐振动的研究背景133

二、简谐振动的数学描述及物理解析134

三、简谐振动的旋转矢量描述136

四、振动的能量137

五、新的疑惑138

六、小结138

七、练习与思考139

第十八章 单摆与复摆141

一、单摆、复摆运动研究背景141

二、经历的困难141

三、摆运动的数学描述142

四、摆运动方程的物理解析149

五、存在的问题149

六、意义及影响149

七、练习与思考150

第十九章 阻尼振动151

一、阻尼振动的原因151

二、阻尼振动的数学描述及物理解析151

三、对阻尼振动是否具有“周期性”和“等时性”的分析153

四、阻尼振动的应用——灵敏电流计153

五、练习与思考154

第二十章 振动的叠加155

一、振动叠加研究背景155

二、振动叠加的数学描述及物理解析155

三、振动叠加的其他表示形式及优缺点158

四、振动叠加理论的意义及影响159

五、练习与思考159

第二十一章 机械波161

一、机械波的研究背景161

二、机械波的数学描述和物理解析162

三、练习与思考175

第二十二章 多普勒效应177

一、多普勒效应的发现177

二、多普勒效应的验证177

三、多普勒效应的数学描述及物理解析177

四、多普勒效应的拓展178

五、意义及影响180

六、应用举例180

七、练习与思考181

第二十三章 热力学·温标182

一、热力学系统的基本特性——温标182

二、温标的数学描述及物理解析184

三、温标概念的拓展——理想气体状态方程185

四、范德瓦尔斯方程——实际气体的状态方程186

五、温标的科学意义及对人类生活的影响187

六、应用举例188

七、练习与思考189

第二十四章 麦克斯韦速度、速率分布律190

一、建立背景190

二、麦克斯韦速度、速率分布律的数学表述及物理解析190

三、应用举例193

四、练习与思考194

第二十五章 玻耳兹曼能量分布196

一、玻耳兹曼分布律的建立背景196

二、玻耳兹曼分布的数学描述及物理解析196

三、玻耳兹曼分布在重力场中的应用197

四、能量均分定理198

五、玻耳兹曼分布律的意义及发展简况199

六、练习与思考200

第二十六章 能量守恒定律201

一、能量守恒和转化定律的提出和发展201

二、能量守恒定律的数学描述及物理解析202

三、练习与思考203

第二十七章 热力学第一定律205

一、建立背景205

二、热力学第一定律的数学描述和物理解析206

三、热力学第一定律的应用206

四、应用举例210

五、练习与思考211

第二十八章 卡诺循环213

一、建立背景213

二、卡诺循环的数学描述及物理解析214

三、卡诺循环的科学意义215

四、应用举例216

五、练习与思考217

第二十九章 内燃机的理想循环及其效率218

一、内燃机的发展历史218

二、研究内燃机过程中遇到的困难218

三、内燃机理想循环的数学描述和物理解析219

四、实际循环与理论循环的区别220

五、内燃机的未来发展趋势221

第三十章 热力学第二定律222

一、热力学第二定律建立背景222

二、热力学第二定律的热力学表述223

三、热力学第二定律拓展224

四、练习与思考224

第三十一章 卡诺定理225

一、卡诺定理的提出背景225

二、卡诺定理的引入——可逆和不可逆过程226

三、卡诺定理的数学表述及证明226

四、卡诺定理推论——克劳修斯等式和克劳修斯不等式228

五、卡诺定理的科学意义和启示229

六、练习与思考230

第三十二章 熵及熵增加原理231

一、熵概念建立背景231

二、熵的数学表述及物理解析232

三、统计物理中熵的定义及熵增加原理233

四、应用举例235

五、练习与思考235