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绪章绪论
分享课程的基本理论体系和框架,以及物理学的起源、发展概况和学习物理的重要意义。
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●0.1绪论
分享课程的基本理论体系和框架,以及物理学的起源、发展概况和学习物理的重要意义。
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第一章质点运动学
本章从日常生活中常见的运动形式:直线、曲线运动出发,介绍如何描述运动,如何求解运动问题,从而给出解决运动问题的一般方法。
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●1.1引入
本章从日常生活中常见的运动形式:直线、曲线运动出发,介绍如何描述运动,如何求解运动问题,从而给出解决运动问题的一般方法。
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●1.2力学基本概念
本节给出了力学的研究对象:质点和刚体模型、给出了描述运动问题时用到的物理量如:位矢、位移、速度和加速度等概念、同时也给出了常见的参照系和坐标系等相关问题。
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●1.3如何描述运动——运动方程
本节主要介绍了什么是运动方程及运动方程的求解相关问题。
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●1.4圆周运动
本节介绍了如何在不同的坐标系中描述圆周运动规律,及圆周运动线量描述和角量描述的关系。
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●1.5相对运动
本小节主要介绍了牛顿体系的基础——绝对时空观,并探讨了如何描述相对运动。
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第二章质点动力学
本章主要介绍了牛顿运动三定律及其推论,这三个推论分别是:动量定理、动能定理和角动量定理(将会在第3章讨论),本章的内容还包括自然界三大守恒定律的动量守恒定理和能量守恒定理。
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●2.1引入
本章主要介绍了牛顿运动三定律及其推论,这三个推论分别是:动量定理、动能定理和角动量定理(将会在第3章讨论),本章的内容还包括自然界三大守恒定律的动量守恒定理和能量守恒定理。
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●2.2牛顿运动定律
本节的核心观点是牛顿运动三定律定义了力,力是物体间的相互作用、力是改变物体运动状态的原因,空间有多个力同时作用时,这些力满足叠加原理。
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●2.3动量定理
本节介绍了力对时间的累计效应——动量,并由此引入动量定理的表达形式及内涵。
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●2.4动能定理
本节主要介绍力对空间的累计效应——功,及功和物理运动状态变化之间的关系——动能定理。
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●2.5动量守恒定律
动量守恒定律是自然界的三大守恒定律之一,本讲重点介绍了动量守恒的条件及动量守恒定律的应用。
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●2.6势能及势能定律
能量守恒定律是自然界的三大守恒定律之一,本讲重点介绍了动量守恒的条件及如何用能量守恒定律来分析求解运动问题。
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●2.7功能原理的应用
能量守恒定律是自然界的三大守恒定律之一,本讲重点介绍如何用能量守恒定律来分析求解运动问题。
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第三章刚体力学
本章以牛顿定律为基础,主要介绍了刚体运动中最简单的形式-定轴转动,给出刚体定轴转动动能定理、转动定理和角动量定理。
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●3.1刚体运动的描述
本节介绍了刚体这一物理模型以及对其运动的描述。
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●3.2刚体定轴转动的功和能
本节介绍了刚体定轴转动的功和能,引入了刚体转动惯量的计算以及平行轴定理。
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●3.3刚体定轴转动定律
本节介绍了刚体定轴转动的转动定律以及在分析刚体系统或刚体与质点组成的系统的应用。
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●3.4角动量及角动量守恒定律
角动量守恒定律是自然界的三大守恒定律之一,本节主要介绍了角动量定理与角动量守恒,重点介绍了角动量守恒的条件及在生活中的应用。
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●3.5小结
本节针对角动量守恒定律在分析质点系统或质点与刚体构成的系统时的应用进行了解题分析与讨论并对本章内容通过与前面质点动力学对比的形式进行的小结。
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第四章真空中的静电场
本章讨论了真空中相对于观察者静止的电荷之间的相互作用,以及它们周围存在的静电场的性质。从电荷受力和电场力做功的角度出发,引出了电场强度和电势的概念。同时还给出了静电场的两条基本规律——高斯定理和环路定理,并讨论了电场强度和电势两者之间的积分关系和微分关系。
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●4.1电荷 库伦定律
本节介绍了电荷的基本性质、真空中的库仑定律。
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●4.2电场 电场强度
本节介绍了描述静电场在空间分布规律的物理量——电场强度的概念,给出了场强叠加原理,并通过多个例子说明了如何利用叠加积分计算不同类型带电体的电场分布。
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●4.3静电场的高斯定理
本节介绍了静电场中电通量的概念,并给出了描述静电场特征的重要基本方程——高斯定理。并给出了利用高斯定理计算电场强度分布的例子。
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●4.4静电场的环路定律 电势
本节从静电场力做功的角度描述静电场的性质,引入电势这一物理量,导出反映静电场特征的环路定理,从而揭示静电场是一个保守力场。
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●4.5静电场的等势面
本节用等势面来形象描绘电势的空间分布特征,并着重讨论了电场强度和电势之间的微分关系。
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第五章真空中的稳恒磁场
本章介绍了稳恒电流产生的稳恒磁场以及稳恒磁场对处于其中的稳恒电流作用的性质和规律。从运动电荷在磁场中受力的角度出发,引入磁感应强度来描述稳恒磁场的性质。同时给出了稳恒磁场重要的基本方程——高斯定理和环路定理,并讨论了稳恒磁场对运动电荷、电流或载流线圈的作用。
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●5.1稳恒电流场
本节介绍了电流密度矢量、稳恒电流的概念,是我们学习稳恒磁场的基础。
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●5.2磁场强度 磁场的高斯定理
本节介绍了描述稳恒磁场在空间分布规律的物理量——磁感应强度的概念,并介绍了磁通量的概念,给出了描述稳恒磁场特征的重要基本方程——高斯定理。
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●5.3毕奥-萨伐尔定律及其应用
本节介绍了描绘稳恒电场所产生磁场在空间分布规律的实验定律——毕奥-萨法尔定律,同时给出了多个利用毕奥-萨法尔定律计算磁感应强度分布的例子。
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●5.4安培环路定理
本节介绍了描述稳恒磁场特征的重要基本方程——环路定理。
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●5.5安培环路定理的应用
本节介绍了利用环路定理计算稳恒磁场磁感应强度空间分布的几个典型案例。
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●5.6磁场对电荷的作用.
本小节介绍了稳恒磁场对运动电荷的作用规律。
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●5.7安培定律及其应用
本小节介绍了稳恒磁场对电流和载流线圈的作用规律。
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第六章电磁感应
本章从电磁感应现象及其基本规律出发,阐明变化的磁场能够激发出电场,变化的电场能够激发出磁场,从而得到麦克斯韦电磁场理论基础,揭示电场和磁场的内在联系及依存关系。
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●6.1引入
本节主要电源以及电动势的概念。
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●6.2电磁感应定律
本节从法拉第电磁感应实验出发归纳总结电磁感应基本定律,并介绍电磁感应定律的一些典型应用。
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●6.3动生电动势
本节讨论磁场恒定条件下,由导体或导体回路在磁场中运动产生感应电动势的机制以及计算方法。
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●6.4感生电动势和感生电场
本节讨论产生感应电动势的另一种机制——磁场随时间变化感应出感生电动势,并给出麦克斯韦的感生电场假说及其计算方法,并介绍了涡电流的概念及其应用。
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●6.5麦克斯韦方程组
本节先介绍麦克斯韦“位移电流”假设,然后在“感生电场”和“位移电流”两个假设的基础上,将全部电场和磁场的基本规律概括为一组方程组,即麦克斯韦方程组。
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第七章气体动理论
本章介绍了平衡态、温度、理想气体状态方程等热学基本概念,然后介绍气体动理论的统计规律,即理想气体压强公式、温度公式、能量公式和理想气体分子速率分布函数。
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●7.1引入
介绍了研究热学的方法,即从整体上进行描述的宏观描述方法和从微观角度进行描述的微观描述方法。
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●7.2热力学第零定律和温度
本节介绍了平衡态、热力学第零定律和温度的定义,还给出了理想气体状态公式。
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●7.3基本宏观量的微观统计解释
本节以理想气体为例,对理想气体的压强、温度和内能这几个基本宏观量进行统计平均,给出了其统计解释。
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●7.4麦克斯韦速率分布函数
本节讨论了气体达到平衡态时,其分子速率分布规律即麦克斯韦速率分布规律。
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●7.5气体分子的平均自由程
本节介绍了理想气体中气体分子运动发生两次碰撞之间走过的路程的统计平均特征。
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第八章热力学基础
热力学是研究物质热现象与热运动规律的一门学科。热力学的完整理论体系是由几个基本定律以及相应的基本状态函数构成的。本章主要介绍了热力学的基础理论,包括热力学第一定律和热力学第二定律。
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●8.1引入
介绍了研究热学的方法,即从整体上进行描述的宏观描述方法、从能量转化角度研究物质热性质规律的方法。
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●8.2热力学第一定律 等值过程
本节主要介绍热力学第一定律,并应用热力学第一定律讨论几种理想气体的等值过程(等容、等压、等温过程)和绝热过程。
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●8.3循环过程和卡诺循环
本节主要介绍了什么是循环过程、卡诺循环和制冷循环,以及如何计算热机循环效率和制冷系数。
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●8.4热力学第二定律
本节主要介绍热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述,及熵的概念和熵增加原理。