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第1章 质点运动学1

1.1 参考系 坐标系 质点2

1.1.1 参考系和坐标系2

1.1.2 质点3

1.2 描述质点运动的物理量3

1.2.1 位置矢量 运动方程 位移和路程3

1.2.2 速度6

1.2.3 加速度8

原理应用 洲际导弹及其射程12

1.3 圆周运动及其描述14

1.3.1 平面极坐标系14

1.3.2 匀速率圆周运动14

1.3.3 变速圆周运动15

1.3.4 圆周运动的角量描述16

1.4 相对运动19

原理应用 全球定位系统和应用22

内容提要25

习题25

第2章 质点动力学28

2.1 牛顿运动定律29

2.1.1 牛顿第一定律30

2.1.2 牛顿第二定律30

2.1.3 牛顿第三定律32

2.1.4 几种常见的力32

2.1.5 牛顿运动定律的应用35

原理应用 同步卫星的发射39

2.2 动量 动量守恒定律41

2.2.1 质点的动量及动量定理41

2.2.2 质点系的动量定理43

2.2.3 动量守恒定律及其意义45

2.3 能量守恒定律47

2.3.1 功和功率47

2.3.2 质点的动能定理50

2.3.3 保守力与非保守力 势能51

2.3.4 机械能守恒定律54

2.3.5 碰撞59

2.4 理想流体的性质和伯努利方程60

2.4.1 理想流体60

2.4.2 连续性方程61

2.4.3 伯努利方程62

原理应用 分析“哥伦比亚”号失事的原因64

内容提要65

习题67

第3章 刚体的定轴转动73

3.1 刚体的运动74

3.1.1 刚体的基本运动74

3.1.2 刚体的定轴转动75

3.2 力矩 转动定律 转动惯量77

3.2.1 力矩77

3.2.2 转动定律78

3.2.3 转动惯量79

3.3 角动量 角动量守恒定律82

3.3.1 质点的角动量和刚体的角动量83

3.3.2 刚体绕定轴转动的角动量定理84

3.3.3 刚体绕定轴转动的角动量守恒定律85

3.4 力矩做功 刚体绕定轴转动的动能定理87

3.4.1 力矩做功87

3.4.2 转动动能87

3.4.3 刚体绕定轴转动的动能定理88

原理应用 力学新进展——对称性的破缺90

内容提要92

习题93

第4章 机械振动96

4.1 简谐振动的描述97

4.1.1 简谐振动97

4.1.2 描述简谐振动的基本物理量100

4.2 简谐振动的旋转矢量表示法103

4.3 简谐振动的能量107

4.4 同方向同频率简谐振动的合成109

原理应用 混沌113

内容提要115

习题116

第5章 机械波119

5.1 机械波的产生和传播120

5.1.1 机械波的形成120

5.1.2 横波和纵波121

5.1.3 波长 周期和频率 波速122

5.1.4 波面 波前 波线123

5.2 平面简谐波124

5.2.1 平面简谐波的波函数124

5.2.2 波函数的物理意义125

5.3 波的能量 波的能量密度129

5.3.1 波的能量129

5.3.2 波的能量密度130

5.3.3 波的平均能流密度130

原理应用 孤子波131

5.4 惠更斯原理 波的衍射133

5.4.1 惠更斯原理133

5.4.2 波的衍射134

5.5 波的叠加原理 波的干涉 驻波135

5.5.1 波的叠加原理135

5.5.2 波的干涉135

5.5.3 驻波138

原理应用 消声器及其控制噪声的原理140

5.6 超声波简介142

原理应用 声悬浮技术及其应用144

内容提要145

习题146

第6章 光学150

6.1 几何光学的基本原理151

6.1.1 光的直线传播定律152

6.1.2 光的反射和折射定律152

6.1.3 全反射153

6.2 光在平面和球面上的成像以及薄透镜成像规律154

6.2.1 光在平面上的反射、折射成像155

6.2.2 光在球面上的折射和反射成像156

6.2.3 薄透镜157

6.3 光学仪器160

6.3.1 照相机161

6.3.2 显微镜161

6.3.3 望远镜162

6.4 相干光163

6.4.1 光的相干性163

6.4.2 普通光源的发光机制164

6.4.3 相干光的获得165

6.5 杨氏双缝干涉 劳埃德镜166

6.5.1 杨氏双缝干涉实验166

6.5.2 劳埃德镜实验168

6.6 光程 薄膜干涉170

6.6.1 光程170

6.6.2 薄膜干涉172

原理应用 激光干涉仪176

6.7 光的衍射 单缝衍射177

6.7.1 光的衍射现象177

6.7.2 惠更斯-菲涅耳原理178

6.7.3 单缝衍射179

6.8 光栅 光栅衍射182

6.8.1 光栅183

6.8.2 光栅衍射183

6.9 光的偏振186

6.9.1 光的偏振 线偏振光和自然光186

6.9.2 偏振片 起偏和检偏188

6.9.3 马吕斯定律189

6.9.4 反射光和折射光的偏振190

6.10 激光简介192

6.10.1 激光的基本原理192

6.10.2 氦氖激光器195

6.10.3 激光的特点及应用196

原理应用 全息摄影197

内容提要198

习题200

第7章 气体动理论203

7.1 平衡态 理想气体的物态方程204

7.1.1 分子运动的基本观点204

7.1.2 热力学平衡态 气体的状态参量206

7.1.3 理想气体的物态方程207

7.2 理想气体的微观模型及其压强公式209

7.2.1 理想气体的微观模型209

7.2.2 气体动理论的统计性假设209

7.2.3 理想气体的压强公式210

7.3 理想气体的温度公式212

7.4 能量均分定理 理想气体的内能213

7.4.1 自由度213

7.4.2 能量均分定理214

7.4.3 理想气体的内能214

7.5 麦克斯韦速率分布定律216

7.5.1 速率分布概念217

7.5.2 麦克斯韦气体分子速率分布定律218

7.5.3 温度对速率分布曲线的影响218

7.5.4 分子运动的三种统计速率219

7.6 气体分子平均碰撞次数和平均自由程221

原理应用 真空的获得以及真空度的估算223

内容提要225

习题226

第8章 热力学基础229

8.1 准静态过程 功 热量230

8.1.1 准静态过程230

8.1.2 功231

8.1.3 热量232

8.1.4 摩尔热容 热量的计算233

8.2 内能 热力学第一定律234

8.2.1 内能234

8.2.2 热力学第一定律235

8.3 理想气体的等体过程和等压过程236

8.3.1 理想气体的等体过程236

8.3.2 理想气体的等压过程237

8.4 理想气体的等温过程和绝热过程240

8.4.1 理想气体的等温过程240

8.4.2 理想气体的绝热过程241

原理应用 喷气发动机的燃料及其选择243

8.5 循环过程244

8.5.1 热力学循环过程244

8.5.2 热机循环 循环效率245

8.5.3 制冷机 制冷系数246

8.5.4 卡诺循环248

8.6 热力学第二定律 卡诺定理250

8.6.1 自然过程的方向性250

8.6.2 热力学第二定律251

8.6.3 热力学第二定律的微观含义252

8.6.4 卡诺定理253

原理应用 提高热机效率的一种方法253

8.7 熵254

8.7.1 熵 熵增加原理254

8.7.2 熵增加原理与热力学第二定律256

原理应用 耗散结构256

内容提要258

习题260

附录263

附录A 矢量263

附录B 我国法定计量单位和国际单位制（SI）单位268

附录C 空气、水、地球、太阳系的一些常用数据271

附录D 部分常用数学公式271

附录E 力学、机械振动、机械波、光学和热学的量和单位274

附录F 一些基本物理常数275

习题参考答案276

参考文献280