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第一篇 力学1

第一章 运动学1

1.1 位移、速度和加速度1

1.1.1位移、速度、加速度的定义1

1.1.2 速度、加速度的基本性质2

1.2 质点运动学的常用公式6

1.2.1 匀加速直线运动6

1.2.2 圆周运动的加速度7

1.2.3 角量与线量的关系9

1.3.1 相对运动与速度相加原理10

1.3 相对运动，速度相加原理及其适用范围10

1.3.2 古典力学的时空观与速度相加原理的适用范围11

1.4 几个容易混淆的概念12

1.4.1 参照系与坐标系12

1.4.2 |△Υ|与|△γ|，与|△υ||△ν|14

1.4.3 速度的合成、分解与伽利略速度变换关系15

1.4.4 运动的合成、分解与运动的独立性16

1.5 运动学解题的要求与举例18

1.5.1 解题的基本要求18

1.5.2 解题举例19

2.2 对牛顿三定律的认识26

2.2.1 惯性与惯性运动26

2.1 牛顿三定律的内容26

第二章 牛顿定律26

2.2.2 牛顿第二定律的表达式27

2.2.3 牛顿定律科学概括了力的概念30

2.2.4 牛顿定律应用的对象是质点30

2.3 牛顿定律和参照系30

2.3.1 牛顿定律并非在所有的参照系中都可以应用30

2.3.2 牛顿第一定律义了惯性参照系31

2.3.3 力学中常用的三个惯性系32

2.4 受力分析的难点--摩擦力的分析32

2.4.1 常见力中接触力的特点33

2.4.2 静摩擦力方向的分析34

2.4.3 随转台匀角速转动物体的相对运动趋势的分析35

2.5 应用牛顿定律解题的一般方法36

2.6 牛顿定律应用的典型例题41

2.7 非惯性系中力和加速度之间的关系48

2.7.1 在非惯性系中引入惯性力48

2.7.2 惯性力不是相互作用力50

2.7.3 非惯性系与力场的等效性51

2.7.4 重力和地球的引力51

2.7.5 非惯性系中牛顿定律的应用举例53

第三章 功与能55

3.1 功与能的基本概念55

3.1.1 功55

3.1.2 保守力56

3.1.4 势能58

3.1.3 动能58

3.1.5 机械能61

3.2 功与能的主要规律及基本联系62

3.2.1 功与能的主要规律62

3.2.2 功与能的基本联系64

3.3 利用功能关系解题的基本步骤65

3.4 典型例题67

3.5 对功、能概念的进一步分析73

3.5.1 关于功的定义的几种不同说法73

3.5.2 “一对力”的功75

3.5.3 关于保守力及势能概念的深入说明78

3.5.4 重力势能与万有引力势能的关系82

3.5.5 从一对对内力作功分析弹簧势能变化的方法84

3.5.6 在某个惯性系中系统的机械能守恒，在其他惯性系中是否也守恒85

第四章 动量与角动量85

4.1 动量与角动量的基本概念和基本规律87

4.1.1 动量与角动量的基本概念和有关的物理量87

4.1.2 动量与角动量的基本定律90

4.1.3 几个概念的对比及守恒条件的比较96

4.2 用动量定理对变质量的问题的分析101

4.2.1 古典力学中变质量问题的涵义101

4.2.2 变质量问题的一般公式101

4.2.3 两个典型的变质量问题103

4.3.1 行星运动是平面运动107

4.3 角动量守恒与行星运动107

4.3.2 对开普勒第二定律的证明108

4.3.3 远、近日点速率的关系109

4.4 典型例题110

4.5 质心参照系118

4.5.1 质心参照系是零动量参照系119

4.5.2 质心参照系是讨论质点系运动的重要参照系119

4.5.3 质心系中碰撞问题的研究122

4.6 对几个有关动量和功能问题的分析129

4.6.1 动量守恒条件的再讨论129

4.6.2 质心系是非惯性系时的功能原理130

4.6.3 为何在地球一卫星系统中研究动量关系不能选地球为参照系，而研究能量关系却可选地球为参照系133

4.6.4 汽车启动过程中几个力学问题的讨论136

第五章 刚体141

5.1 刚体的基本概念141

5.1.1 刚体的几种运动形式141

5.1.2 刚体的重要的物理量和表达式142

5.2 刚体的基本规律146

5.2.1 刚体的运动学规律146

5.2.2 关于刚体转动惯量的规律148

5.2.3 刚体的动力学规律150

5.3 典型例题155

5.4.1 圆盘纯滚动时的转动定律168

5.4 对几个疑难问题的分析168

5.4.2 转动圆盘啮合时的角动量守恒问题172

5.4.3 滑冰运动员作旋转动作时的动力学分析174

5.4.4 圆盘滚动中静摩擦力所做的功176

5.4.5 为什么角速度与转心的位置无关178

5.4.6 角位移是否为矢量179

第六章 狭义相对论基础186

6.1 相对论的基本原理186

6.1.1 相对论的基本假设186

6.1.2 相对论是对古典时空观和牛顿力学的彻底革命189

6.2 相对论的时空观193

6.2.1 同时性的相对性195

6.2.2 时序197

6.2.3 时间膨胀199

6.2.4 长度缩短200

6.2.5 洛仑兹速度变换201

6.2.6 洛仑兹加速度变换204

6.3 相对论力学205

6.3.1 相对论质量205

6.3.2 相对论动量206

6.3.3 相对论动量变化率206

6.3.4 相对论动能208

6.3.5 相对论能量209

6.3.6 相对论动量和能量的关系211

6.4 典型例题212

6.5 对几个问题的进一步说明与分析230

6.5.1 相对论动量与能量变换230

6.5.2 相对论动量变化率的变换230

6.5.3 相对论的起源235

6.5.4 双生子佯谬240

6.5.5 球的视状242

6.5.6 从一个特例证明相对论质量与其速率的关系式247

6.5.7 能否选光子为参照系249

6.5.8 光速с是否是宇宙间的极限速度249

7.1 概述251

7.1.1 热学系统251

第二篇 热学251

第七章 气体分子运动论251

7.1.2 热运动的研究方法252

7.1.3 统计规律253

7.1.4 平衡态254

7.1.5 V、P、T的物理意义255

7.2 气体分子运动论的基本概念256

7.2.1 经典分子运动论的基本思想256

7.2.2 在平衡态的情况下气体分子运动的统计性假设256

7.2.3 气体的微观模型257

7.3.1 气体的状态方程259

7.3 气体分子运动论的基本规律259

7.3.2 压强的统计解释与理想气体的压强公式261

7.3.3 温度的统计解释262

7.3.4 能量的统计规律262

7.3.5 麦克斯韦速率分布律265

7.3.6 碰撞的统计规律270

7.3.7 内迁移现象的规律271

7.4 典型例题274

7.5 对几个问题的进一步说明与分析284

7.5.1 麦克斯韦速度分布律284

7.5.2 由麦克斯韦速度分布律推导麦克斯韦速率分布律291

7.5.3 玻尔兹曼分布律292

7.5.4 单位时间内碰到单位面积器壁上的分子数296

7.5.5 用麦克斯韦速度分布律求压强298

7.5.6 分子按动能的分布律298

7.5.7 麦克斯韦速度分布律是研究理想气体各种规律的出发点304

第八章 热力学基础305

8.1 关于热力学过程的概念305

8.1.1 准静态过程306

8.1.2 可逆过程309

8.1.3 不可逆过程309

8.1.4 循环过程311

8.1.6 等值过程313

8.1.5 绝热过程313

8.2 热力学过程中的能量转化关系--热力学第一定律315

8.2.1 功315

8.2.2 热量316

8.2.3 焦耳热功当量实验317

8.2.4 内能318

8.2.5 热力学第一定律320

8.2.6 热力学第一定律的应用321

8.3 热力学过程中方向性的规律--热力学第二定律330

8.3.1热机的效率和致冷机的致冷系数330

8.3.2 卡诺循环331

8.3.3 热力学第二定律333

8.3.4 卡诺定理335

8.3.5 热力第二定律的数学表达--熵和熵增原理336

8.3.6 热力学第二定律数学表达式的应用339

8.4 典型例题341

8.5 对几个问题的进一步说明和分析351

8.5.1 非平衡态下的热力学第一定律351

8.5.2 热力学第二定律的统计解释352

8.5.3 从宏观上看功和热的差异355

8.5.4 热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述等价性的证明356

8.5.5 热力学温标及其与理想气体温标的一致性358

8.5.6 气体的自由膨胀与热力学第二定律的开尔文表述360

8.5.7 多个热源的热机是否能够只吸热不放热363

8.5.8 等容过程中对克劳修斯等式和不等式的分析365