力學

第一章物理學和力學
§1.1發(fā)展著的物理學
(一)經(jīng)典物理學與現(xiàn)代物理學
(二)微觀世界
(三)宇宙的早期演化
(四)非線性系統(tǒng)的復雜行為
§1.2物理學科的特點
(一)物理學以實驗為基礎
(二)理想模型
(三)物理學的思考
(四)物理學理論
(五)物理·技術和經(jīng)濟
§1.3時間和長度的計量
(一)時間的計量
(二)長度的計量
§1.4單位制和量綱
(一)基本單位和導出單位
(二)國際單位制
(三)量綱式
§1.5數(shù)量級估計
§1.6參考系·坐標系與時間坐標軸
(一)參考系和坐標系
(二)時間坐標軸
§1.7力學——學習物理學的開始
學習第一章的建議
思考題和習題
第二章質點運動學
§2.1質點的運動學方程
(一)質點的位置矢量與運動學方程
(二)位移——位置矢量的增量
§2.2瞬時速度矢量與瞬時加速度矢量
(一).平均速度與瞬時速度
(二)平均加速度與瞬時加速度
§2.3質點直線運動——從坐標到速度和加速度
(一)運動學方程
(二)速度和加速度
(三)勻速與勻變速直線運動
(四)宇宙年齡和大小的估計.測量重力加速度
§2.4質點直線運動——從加速度到速度和坐標
(一)從速度到運動學方程和位移
(二)已知加速度求速度和運動學方程
§2.5平面直角坐標系·拋體運動
(一)平面直角坐標系
(二)拋體運動
(三)用矢量討論拋體運動
§2.6自然坐標·切向和法向加速度
(一)自然坐標
(二)速度·法向和切向加速度
§2.7極坐標系·徑向速度與橫向速度
(一)極坐標系
(二)徑向速度與橫向速度
§2.8伽利略變換
(一)伽利略變換
(二)伽利略變換蘊含的時空觀
(三)伽利略速度變換關系
(四)加速度對伽利略變換為不變量
思考題
習題
選讀材料：伽利略小傳,伽利略與勻變速直線運動…
第三章動量定理及動量守恒定律
§3.1牛頓第一定律和慣性參考系
§3.2慣性質量·動量和動量守恒定律
(一)慣性質量
(二)動量·動量守恒定律
§3.3牛頓運動定律·伽利略相對性原理
(一)力·力的獨立作用原理
(二)牛頓運動定律
(三)伽利略的相對性原理
§3.4主動力和被動力
(一)主動力
(二)被動力或約束反作用力
§3.5牛頓運動定律的應用
(一)質點的直線運動
(二)變力作用下的直線運動
(三)質點的曲線運動
(四)質點的平衡
§3.6非慣性系中的力學
(一)直線加速參考系中的慣性力
(二)離心慣性力
(三)科里奧利力
§3.7用沖量表述的動量定理
(一)力的沖量
(二)用沖量表述的動量定理
§3.8質點系動量定理和質心運動定理
(一)質點系動量定理
(二)質心運動定理
(三)質點系相對于質心系的動量
§3.9經(jīng)典力學中動量守恒定律的常見形式
(一)質點系動量守恒定律
(二)動量沿某一坐標軸的投影守恒
§3.10火箭的運動
思考題
習題
選讀材料：關于牛頓和他的運動定律,(3.2.2)式的進一步論證
第四章動能和勢能
§4.1能量——另一個守恒量
§4.2力的元功·用線積分表示功
(一)力的元功和功率
(二)利用不同坐標系表示元功
(三)力在有限路徑上的功
§4.3質點和質點系動能定理
(一)質點的動能定理
(二)質點系內力的功
(三)質點系的動能定理
§4.4保守力與非保守力·勢能
(一)力場
(二)保守力與非保守力
(三)勢能
(四)勢能是物體相對位置的函數(shù)
§4.5功能原理和機械能守恒定律
(一)質點系的功能原理
(二)質點系的機械能守恒定律
§4.6對心碰撞
(一)關于對心碰撞的基本公式
(二)完全彈性碰撞·查德威克發(fā)現(xiàn)中子
(三)完全非彈性碰撞
(四)非完全彈性碰撞
§4.7非對心碰撞
§4.8質心參考系的運用·粒子的對撞
思考題
習題
選讀材料：質點平衡的穩(wěn)定性
第五章角動量·關子對稱性
§5.1質點的角動量
(一)質點的角動量
(二)力對一參考點的力矩
(三)質點對參考點的角動量定理和守恒定律
(四)質點對軸的角動量定理和守恒定律
§5.2質點系的角動量定理及角動量守恒定律
(一)質點系對參考點的角動量定理及守恒律
(二)質點系對軸的角動量定理及守恒律
§5.3質點系對質心的角動量定理和守恒定律
§5.4對稱性·對稱性與守恒律
(一)關于對稱性
(二)守恒律與對稱性
§5.5經(jīng)典動力學的適用范圍
思考題
習題
選讀材料：在直角坐標系中討論角動量定理,角動量守恒定律
在運動生物力學中的應用
第六章萬有引力定律
§6.1開普勒定律
§6.2萬有引力定律·引力質量與慣性質量
(一)萬有引力定律
(二)引力質量與慣性質量
(三)引力常量的測量
(四)地球自轉對重量的影響
(五)牛頓萬有引力定律的適用范圍
§6.3引力勢能
§6.4潮汐
思考題
習題
選讀材料：一個“三體問題”研究的啟迪
第七章剛體力學
§7.1剛體運動的描述
(一)剛體的平動
(三)角速度矢量
(四)剛體的平面運動
§7.2剛體的動量和質心運動定理
(一)剛體的質心
(二)剛體的動量與質心運動定理
§7.3剛體定軸轉動的角動量·轉動慣量
(一)剛體定軸轉動對軸上一點的角動量
(二)剛體對一定轉軸的轉動慣量
(三)剛體定軸轉動的角動量定理和轉動定理
(四)剛體的重心
(五)典型的例子
§7.4剛體定軸轉動的動能定理
(一)力矩的功
(二)剛體定軸轉動的動能定理
(三)剛體的重力勢能
§7.5剛體平面運動的動力學
(一)剛體平面運動的基本動力學方程
(二)作用于剛體上的力
(三)剮體平面運動的動能
(四)滾動摩擦力偶矩
(五)汽車輪的受力,汽車的極限速度
§7.6剛體的平衡
(一)剛體的平衡方程
(二)桿的受力特點
§7.7自轉與旋進
(一)常平架回轉儀
(二)回轉儀的旋進
(三)地球的旋進與章動
習題
選讀材料：角速度合成符合平行四邊形法則,滑輪受力分析
第八章彈性體的應力和應變
§8.1彈性體的拉伸和壓縮
(一)外力·內力與應力
(二)直桿的線應變
(三)胡克定律
(四)拉伸和壓縮的形變勢能
§8.2彈性體的剪切形變
(一)剪切形變·剪切應力與應變
(二)剪切形變的胡克定律
§8.3彎曲和扭轉
(一)梁的彎曲
(二)桿的扭轉
思考題
習題
選讀材料：關于梁純彎曲的曲率與力偶矩關系式(8.3.1)的推導
關于圓柱體扭轉角與力偶矩關系式(8.3.3)的推導,彈簧的形變
第九章振動
§9.1簡諧振動的動力學特征
§9.2簡諧振動的運動學
(一)簡諧振動的運動學方程
(二)簡諧振動的x—t圖線和相軌跡
(三)簡諧振動的矢量表示法
§9.3簡諧振動的能量轉換
§9.4簡諧振動的合成
(一)同方向同頻率簡諧振動的合成
(二)同方向不同頻率簡諧振動的合成
(三)互相垂直相同頻率簡諧振動的合成
(四)互相垂直不同頻率簡諧振動的合成·利薩如圖形
§9.5振動的分解
§9.6阻尼振動
§9.7受迫振動
(一)受迫振動的動力學方程
(二)受迫振動的運動特征
(三)位移共振
(四)受迫振動的能量轉換
(五)速度共振
§9.8“不守規(guī)矩”的擺·混沌行為
(一)“不守規(guī)矩”的擺
(二)依賴初值的兩種情況
§9.9參數(shù)振動·自激振動
(一)參數(shù)振動
(二)自激振動
思考題
習題
選讀材料：晶格中原子的振動(熱振動),品質因數(shù)
第十章波動和聲
§10.1波的基本概念
(一)波是振動狀態(tài)的傳播
(二)多種多樣的波
(三)平面波與球面波
§10.2平面簡諧波方程
(一)平面簡諧波方程
(二)平面簡諧波方程的多種形式
§10.3波動方程與波速
(一)波動方程
(二)波速·色散現(xiàn)象
§10.4平均能流密度·聲強與聲壓
(一)媒質中波的能量分布
(二)平均能流密度
(三)聲強與聲強級
(四)聲壓·聲強和聲壓的關系
(五)聲波的衰減·超聲波的優(yōu)勢
(六)波的反射和透射·半波損失
§10.5波的疊加和干涉·駐波
(一)波的疊加·群速
(二)波的干涉
(三)駐波
(四)弦與空氣柱的本征振動
§10.6多普勒效應
(一)波源靜止而觀察者運動
(二)觀察者靜止而波源運動
(三)觀察者和波源在同一條直線上運動
(四)擊波
思考題
習題
選讀材料：孤子,關于聲壓波方程的推導,關于聲強級與聲壓級,反射系數(shù).透射
系數(shù)和半波損失,馬赫錐,擊波的進一步討論
算十一章流體力學
§11,1理想流體
§11.2靜止流體內的壓強
(一)靜止流體內一點的壓強
(二)靜止流體內不同空間點壓強的分布
(三)相對于非慣性系靜止的流體
§11.3流體運動學的基本概念
(一)流跡·流線和流管
(二)定常流動
(三)不可壓縮流體的連續(xù)性方程
§11.4伯努利方程
§11.5流體的動量和角動量
(一)流體的動量
(二)流體和角動量
§11.6粘性流體的運動
(一)粘性定律
(二)雷諾數(shù)
(三)層流和湍流
(四)泊肅葉公式
(五)不可壓縮粘性流體定常流動的功能關系
§11.7固體在流體中受到的阻力
(一)粘性阻力·密立根油滴實驗
(二)渦旋的產(chǎn)生·壓差阻力
(三)興波阻力
§11.8機翼的升力
思考題
習題
選讀材料：推導泊肅葉公式
第十二章相對論簡介
§12.1狹義相對論的歷史背景
(一)麥克斯韋方程建立引起的問題
(二)菲索與邁克耳孫—莫雷實驗
(三)關于相對性原理的思考
§12.2洛倫茲變換
(一)狹義相對論的基本假設
(二)洛倫茲變換
(三)洛倫茲變換蘊含的時空觀
(四)尺縮鐘慢的實驗檢驗
§12.3相對論的速度變換
§12.4相對論的動量和能量
(一)相對論的動量
(二)相對論的質能公式
(三)動量—能量公式
(四)碰撞問題
§12.5廣義相對性原理
(一)關于慣性系和引力的思考
(二)等效原理和廣義相對性原理
§12.6引力場與彎曲時空
§12.7廣義相對論的實驗驗證
思考題
習題
選讀材料：愛因斯坦簡介,閔可夫斯基空間
數(shù)學知識
第一部分微積分初步
§1函數(shù).導數(shù)與微分
§2不定積分
§3定積分
習題
第二部分矢量
§1矢量
§2矢量的加法與減法
§3矢量的數(shù)乘
§4矢量的正交分解
§5矢量的標積和矢積
§6矢量導數(shù)
習題
習題答案
附錄I名詞索引
附錄II人名索引