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第1篇 力学 3

第一章 质点运动学 3

1-1质点运动的描述 4

一 位置和位移 4

二 速度 6

三 加速度 8

1-2切向加速度和法向加速度 自然坐标系 13

一 圆周运动的切向加速度和法向加速度 13

二 一般曲线运动中的切向加速度和法向加速度 自然坐标系 16

1-3圆周运动的角量描述 平面极坐标系 18

一 圆周运动的角量描述 18

二角量和线量的关系 20

1-4相对运动 22

一 相对位置和相对位移 23

二 相对速度和相对加速度 23

内容提要 26

习题 28

第二章 牛顿运动定律 31

2-1牛顿运动定律 31

一 牛顿运动定律 31

二 理解牛顿运动定律应注意的几个问题 33

2-2物理量的单位和量纲 36

一SI单位 36

二 量纲 38

2-3自然力与常见力 39

一 基本自然力 39

二 技术中常见的力 42

2-4牛顿运动定律的应用 46

2-5非惯性系中的力学问题 53

内容提要 55

习题 56

第三章动量和角动量 60

3-1质点的动量定理 60

3-2质点系的动量定理 65

3-3动量守恒定律 67

一 动量守恒定律 67

二 碰撞过程中的动量守恒现象 68

三 动量守恒定律与牛顿运动定律 69

3-4角动量 质点的角动量定理 73

一 质点的角动量 73

二 质点的角动量定理 75

3-5角动量守恒定律 77

3-6质点系的角动量定理 79

内容提要 82

习题 83

第四章 功与能 87

4-1功 87

一 功 功的计算 87

二 合力的功 88

三 功率 89

四 一对力的功 91

4-2动能定理 92

一 质点的动能定理 92

二 质点系的动能定理 93

4-3势能 95

一 保守力和非保守力 95

二 势能 97

三 势能的计算 势能曲线 98

四 由势函数求保守力 100

4-4机械能守恒定律 101

一 质点系功能原理 101

二 机械能守恒定律 102

三 能量守恒定律 102

内容提要 105

习题 106

第五章 刚体定轴转动 111

5-1刚体的平动和定轴转动 111

一 刚体的平动 111

二 刚体的定轴转动 112

三 角速度矢量和角加速度矢量 113

5-2刚体定轴转动定律 115

一 对定轴的力矩 115

二 刚体对定轴的角动量 116

三 转动惯量 118

四 刚体定轴转动的转动定律 121

5-3转动定律的应用 122

5-4刚体定轴转动的角动量守恒定律 125

5-5刚体定轴转动中的功和能 130

一 力矩的功 130

二 转动动能 131

三 定轴转动的动能定理 132

四 刚体的重力势能 132

五 刚体的功能原理和机械能守恒定律 133

内容提要 135

习题 138

第2篇 热学 145

第六章 气体动理论 145

6-1理想气体物态方程 145

一 平衡态 145

二 状态参量 146

三 理想气体物态方程 147

6-2理想气体的压强和温度 148

一 物质的微观结构 统计规律性 148

二 理想气体的微观模型和统计性假设 150

三 理想气体压强公式的推导 151

四 理想气体的温度公式 153

6-3能量均分定理和理想气体的内能 154

一 自由度 155

二 能量均分定理 156

三 理想气体的内能 157

6-4分子的速率分布和能量分布 159

一 速率分布函数 159

二 麦克斯韦速率分布律 160

三 玻尔兹曼能量分布律 164

6-5气体分子的碰撞 166

一 分子碰撞的意义和基本模型 166

二 平均碰撞频率和平均自由程 166

6-6输运过程的宏观规律及其微观解释 168

一 黏滞现象 169

二 热传导现象 170

三 扩散现象 170

内容提要 171

习题 173

第七章 热力学基础 176

7-1热力学第一定律 176

一 准静态过程 176

二 内能 178

三 热量 178

四 功 热功当量 179

五 热力学第一定律 180

7-2内能增量 功和热量的计算 180

一 内能增量的计算 180

二 准静态过程中功的计算 181

三 热量的计算 182

7-3理想气体的等值过程 184

7-4绝热过程、多方过程 188

一 绝热过程 188

二 多方过程 190

7-5循环 195

一 循环 195

二 热机的效率和制冷机的制冷系数 196

三 卡诺循环 197

7-6热力学第二定律 202

一 热力学第二定律的两种表述 202

二 开尔文表述与克劳修斯表述的等效性 204

三 可逆过程和不可逆过程 206

四 卡诺定理 207

五 能量的退化 207

7-7热力学第二定律的统计意义 208

一 热力学过程与系统无序度的变化 208

二 无序度与微观状态数 209

三 熵与热力学概率 玻尔兹曼关系式 211

内容提要 211

习题 214

附录 221

常用物理量 221

力学和热学的量和单位 222

习题答案 223

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