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第一篇 机械运动 5

第一章 质点的运动 5

§1 参照系 质点 5

§2 质点的运动方程 位置矢量 位移 7

一、质点的运动方程 位置矢量 7

二、位移 8

§3 速度和加速度 10

一、速度 10

二、加速度 12

一、运动方程 17

§4 直线运动 17

二、位移 18

三、速度 19

四、加速度 19

五、运动图线 速度图线 加速度图线 20

六、直线运动的解法 几种特殊情形 21

§5 运动叠加原理 抛射体运动 28

一、平抛运动 运动叠加原理 28

二、斜抛运动 30

§6 匀速圆周运动 37

§7 切向加速度和法向加速度 38

问题 43

习题 45

第二章 运动定律 49

§1 牛顿运动定律 49

§2 单位制和量纲 52

一、单位制 52

二、量纲 54

§3 力 场力和接触力 55

一、力 55

二、场力和接触力 56

一、物体受力分析 隔离体法 63

§4 牛顿运动定律的应用 63

二、牛顿运动定律在直线运动中的应用 65

三、牛顿运动定律在曲线运动中的应用 78

§5 惯性系 89

§6 非惯性系 惯性力 91

一、直线加速运动参照系中的惯性力 91

二、匀速转动参照系中的惯性力 惯性离心力 97

问题 101

习题 102

第三章 机械能 机械能守恒定律 108

§1 功 功率 109

一、功 功的计算 109

二、保守力和非保守力 114

三、功率 116

§2 动能 动能定理 117

§3 位能 122

§4 功和机械能的关系 127

§5 机械能转化与守恒定律 位能曲线 131

一、机械能转化与守恒定律 131

二、位能曲线 135

§6 能量转化与守恒定律 143

问题 146

习题 147

§1 冲量 动量 动量定理 151

第四章 动量 动量守恒定律 151

§2 动量守恒定律 158

§3 碰撞 164

一、两球的正碰 165

二、两球的二维碰撞 171

§4 火箭推进原理 174

§5 质心 质心运动定理 179

一、质心(质量中心) 179

二、质心运动定理 182

问题 185

习题 186

一、平动和转动 190

第五章 刚体的转动 动量矩 动量矩守恒定律 190

§1 角速度和角加速度 190

二、角速度和角加速度 192

§2 转动定律 197

一、力矩 198

二、转动定律 199

三、转动惯量 201

§3 转动动能定理 206

一、转动动能 206

二、力矩的功 206

三、转动动能定理 207

§4 滚动 209

§5 动量矩定理 216

一、动量矩 216

二、动量矩定理 217

§6 动量矩守恒定律 221

一、质点的动量矩守恒定律 221

二、质点系的动量矩守恒定律 223

§7 进动 227

问题 231

习题 233

一、力学的相对性原理 238

§1 力学的相对性原理 经典力学的时空观 238

第六章 狭义相对论基础 238

二、伽利略变换 经典力学的时空观 239

§2 狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换 242

一、狭义相对论的基本原理 242

二、洛仑兹变换 243

§3 狭义相对论的时空观 246

一、“同时”的相对性 246

二、长度的相对性(“长度缩短”) 247

三、时间的相对性(“时间延缓”或“时间变慢”) 250

四、速度合成定理 252

一、质量和速度的关系式 254

§4 狭义相对论动力学的几个关系式 254

二、质量和能量的关系式 255

三、动量和能量的关系式 258

问题 262

习题 263

第二篇 分子热运动 267

第一章 分子运动论 267

§1 分子运动论的基础 267

一、通常的物质是由分子组成 267

二、分子的热运动 269

三、分子力 271

§2 气体的状态参量 273

二、气体的压强 274

一、气体的体积 274

三、气体的温度 275

§3 理想气体状态方程 275

一、理想气体状态方程 275

二、理想气体状态方程的两个推论 278

§4 理想气体的压强公式 284

一、理想气体的分子模型 284

二、理想气体的压强公式 285

§5 理想气体的温度公式 290

一、自由度 293

§6 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 293

二、能量按自由度均分定理 295

三、理想气体的内能 296

§7 麦克斯韦速率分布定律 298

一、气体分子速率分布规律 298

二、三种统计速率 301

三、统计规律与涨落现象 307

§8 麦克斯韦速率分布定律的实验证明 308

§9 玻耳兹曼能量分布定律 311

一、分子在力场中的分布 311

二、分子按动能的分布 315

三、玻耳兹曼分布 316

§10 分子平均每秒碰撞次数 平均自由程 317

§11 气体内的迁移现象 320

一、内摩擦现象(粘滞现象) 320

二、热传导现象 325

三、扩散现象 327

§12 真空 329

一、真空及其用途 329

二、真空的获得 330

§13 真实气体的分子模型 范德瓦耳斯方程 334

一、真实气体的等温线 334

二、真实气体的分子模型 范德瓦耳斯方程 336

三、范德瓦耳斯方程的等温线和真实气体的等温线 341

§14 晶体和液体中粒子的热运动 343

一、晶体中粒子的热运动 343

二、液体中粒子的热运动 346

问题 349

习题 351

第二章 热力学 356

§1 内能 功 热量 356

§2 热力学第一定律 357

§3 理想气体的等容过程和等压过程 气体的摩尔热容量 363

一、理想气体的等容过程 363

二、理想气体的等压过程 365

三、理想气体的摩尔热容量 367

§4 理想气体的等温过程和绝热过程 370

一、理想气体的等温过程 370

二、理想气体的绝热过程 372

§5 节流过程 焦耳-汤姆孙效应 379

§6 循环过程 卡诺循环 382

一、循环过程 382

二、卡诺循环 384

三、奥托循环 387

四、狄赛尔循环 390

一、热力学第二定律 391

§7 热力学第二定律 391

二、可逆过程与不可逆过程 393

三、卡诺定理 395

四、热力学第二定律的统计意义 398

问题 400

习题 402

附录Ⅰ 矢量 407

附录Ⅱ 国际单位制 426

附录Ⅲ 麦克斯韦速率分布定律 435

附录Ⅳ 重要物理恒量 436

习题答案 438

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