大學(xué)物理學(xué)（上冊 微課版）

第 1章質(zhì)點運動學(xué)
1．1 參考系、坐標(biāo)系和物理模型 4
一、參考系 4
二、坐標(biāo)系 4
三、物理模型 4
1．2 位置矢量、位移、速度和加速度 5
一、位置矢量、運動方程和軌道方程 5
二、位移和路程 6
三、速度和速率 6
四、加速度 8
1．3 質(zhì)點的曲線運動描述 10
一、曲率和曲率半徑 10
二、自然坐標(biāo)系 11
三、平面曲線運動 11
四、平面極坐標(biāo)系 13
五、圓周運動 13
1．4 運動學(xué)中的兩類問題 16
一、已知質(zhì)點的運動方程，求速度和加速度 16
二、已知加速度和初始條件，求速度和運動方程 17
1．5 相對運動 20
本章提要 23
本章習(xí)題 24
第 2章質(zhì)點動力學(xué)
2．1 牛頓運動定律 28
一、牛頓第 一定律（慣性定律）與慣性參考系 28
二、牛頓第二定律、慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量 29
三、牛頓第三定律 29
四、牛頓第二定律的應(yīng)用舉例 30
*
五、量綱式和量綱 34
*
2．2 非慣性系與慣性力 35
一、在變速直線運動參考系中的慣性力35
二、在勻角速轉(zhuǎn)動的非慣性系中的慣性力——慣性離心力 37
三、科里奧利力 38
2．3 動量、動量守恒定律和*質(zhì)心運動定理 38
一、沖量與質(zhì)點的動量定理 39
二、質(zhì)點系的動量定理 40
三、質(zhì)點系的動量守恒定律 41
四、動量定理和動量守恒定律的應(yīng)用舉例 42
*
五、質(zhì)心和質(zhì)心運動定理 45
2．4 功、動能、勢能與機(jī)械能守恒定律 48
一、功與功率 48
二、動能與動能定理 52
三、勢能 53
*
四、勢能曲線 55
五、質(zhì)點系的動能定理與功能原理 56
六、機(jī)械能守恒定律與宇宙速度 58
七、碰撞 61
八、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律 62
*
2．5 理想流體的性質(zhì)及伯努利方程 64
一、理想流體 65
二、不可壓縮流體的連續(xù)性方程 65
三、流體動力學(xué)的處理方法——伯努利方程 67
四、伯努利方程的應(yīng)用 69
本章提要 72
本章習(xí)題 73
第3章剛體力學(xué)基礎(chǔ)
3．1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動 79
一、剛體 79
二、剛體的基本運動 79
三、剛體定軸轉(zhuǎn)動的描述 80
3．2 力矩、轉(zhuǎn)動定律與轉(zhuǎn)動慣量 82
一、力矩 83
二、剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律 83
三、轉(zhuǎn)動慣量 84
四、平行軸定理 87
五、轉(zhuǎn)動定律的應(yīng)用舉例 87
3．3 轉(zhuǎn)動動能、力矩做功與剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理 90
一、轉(zhuǎn)動動能 90
二、力矩做功 90
三、剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理 91
3．4 剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理和角動量守恒定律 92
一、質(zhì)點的角動量、角動量定理及角動量守恒定律 93
二、剛體對軸的角動量與剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理 96
三、剛體對軸的角動量守恒定律 97
本章提要 102
本章習(xí)題 103
第4章相對論
4．1 伽利略相對性原理與經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 109
一、伽利略相對性原理與伽利略變換 109
二、經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 110
4．2 絕對參考系的否定——邁克耳孫-莫雷干涉實驗 111
4．3 狹義相對論基本原理與洛倫茲變換 113
一、狹義相對論的基本原理 113
二、洛倫茲變換 114
三、洛倫茲速度變換 114
4．4 狹義相對論時空觀 117
一、同時的相對性 117
二、長度的相對性 118
三、時間間隔的相對性 119
4．5 狹義相對論動力學(xué) 121
一、動量、質(zhì)量與速度的關(guān)系 121
二、狹義相對論力學(xué)的基本方程 123
三、質(zhì)量與能量的關(guān)系 123
四、動量與能量的關(guān)系 125
*
4．6 廣義相對論簡介 126
一、廣義相對論的等效原理 126
二、廣義相對論時空特性的幾個例子 126
本章提要 130
本章習(xí)題 132
第5章機(jī)械振動
5．1 簡諧振動的動力學(xué) 136
一、彈簧振子模型 136
二、微振動的簡諧近似 137
5．2 簡諧振動的運動學(xué) 139
一、簡諧振動的運動學(xué)方程 139
二、描述簡諧振動的3個重要參量 139
三、簡諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量表示法 141
5．3 簡諧振動的能量 145
5．4 簡諧振動的合成 148
一、同方向、同頻率簡諧振動的合成148
二、同方向、不同頻率簡諧振動的合成及拍 150
*
三、多個同方向、同頻率簡諧振動的合成 151
*
四、兩個相互垂直的同頻率簡諧振動的合成 152
*
5．5 阻尼振動、受迫振動和共振 154
一、阻尼振動 154
二、受迫振動 156
三、共振 156
本章提要 159
本章習(xí)題 160
第6章機(jī)械波
6．1 機(jī)械波的形成和傳播 167
一、機(jī)械波產(chǎn)生的條件 167
二、橫波和縱波 167
三、波線和波面 169
四、簡諧波 169
*
五、物體的彈性形變 169
六、描述波動的幾個主要物理量 170
6．2 平面簡諧波 172
一、平面簡諧波的波函數(shù) 172
二、波函數(shù)的物理意義 173
6．3 波的能量及能流密度 179
一、波的能量和能量密度 179
二、波的能流和能流密度 180
三、波的吸收 181
6．4 惠更斯原理及波的疊加和干涉 182
一、惠更斯原理 182
二、波的疊加原理 184
三、波的干涉 185
6．5 駐波 188
一、駐波方程 188
二、駐波振幅與相位分布特征 189
三、相位躍變與半波損失 191
*
四、簡正模式 191
6．6 多普勒效應(yīng) 194
*
沖擊波 196
本章提要 199
本章習(xí)題 201
第7章氣體動理論基礎(chǔ)
7．1 平衡態(tài)、溫度及理想氣體物態(tài)方程 210
一、平衡態(tài)與狀態(tài)參量 210
二、熱力學(xué)第零定律及溫度 211
三、理想氣體物態(tài)方程 212
7．2 理想氣體的壓強和溫度公式 213
一、理想氣體的微觀模型和統(tǒng)計假設(shè)213
二、理想氣體壓強公式 214
三、溫度的本質(zhì)和統(tǒng)計意義 215
7．3 能量均分定理與理想氣體的內(nèi)能 216
一、自由度 216
第二篇 熱學(xué)
二、能量均分定理 217
三、理想氣體的內(nèi)能 218
7．4 麥克斯韋速率分布律 219
一、氣體分子速率的實驗測定 219
二、氣體分子的速率分布函數(shù) 220
三、麥克斯韋速率分布律簡介 221
四、 3種統(tǒng)計速率 222
*
7．5 玻爾茲曼能量分布律和等溫氣壓
公式 224
一、玻爾茲曼能量分布律 224
二、重力場中的等溫氣壓公式 225
7．6 分子的平均碰撞頻率和平均自由程 226
一、平均碰撞頻率 227
二、平均自由程 227
*
7．7 氣體的輸運現(xiàn)象 229
一、黏滯現(xiàn)象 229
二、熱傳導(dǎo)現(xiàn)象 230
三、擴(kuò)散現(xiàn)象 231
*
7．8 真實氣體的范德瓦爾斯方程 232
本章提要 235
本章習(xí)題 236
第8章熱力學(xué)基礎(chǔ)
8．1 準(zhǔn)靜態(tài)過程、功和熱量 241
一、準(zhǔn)靜態(tài)過程 241
二、功和熱量 242
三、準(zhǔn)靜態(tài)過程的功和熱量 242
8．2 熱力學(xué)第 一定律 244
一、熱力學(xué)第 一定律的表述 244
二、熱力學(xué)第 一定律在理想氣體等值過程中的應(yīng)用 244
三、氣體的摩爾熱容 246
四、絕熱過程 249
五、循環(huán)過程和卡諾循環(huán) 252
8．3 熱力學(xué)第二定律 256
一、熱力學(xué)第二定律的兩種表述 256
二、自然過程的方向性 257
三、可逆過程與不可逆過程 258
8．4 卡諾定理和克勞修斯熵 259
一、卡諾定理 259
二、克勞修斯等式和不等式 260
三、克勞修斯熵 261
8．5 熵增加原理與熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義 262
一、熵增加原理 262
二、熱力學(xué)第二定律的微觀本質(zhì)及統(tǒng)計意義 265
三、玻爾茲曼關(guān)系 267
*
8．6 耗散結(jié)構(gòu)與信息熵 268
一、耗散結(jié)構(gòu) 268
二、信息熵 269
本章提要 271
本章習(xí)題 273
附錄Ⅰ 矢量 277
一、矢量的表示 277
二、矢量的加法和減法 278
三、矢量的乘法 279
四、矢量的微分 280
五、矢量的積分 281
附錄Ⅱ 國際單位制（SI） 282