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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