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第一章质点运动学
质点运动学侧重用几何学的观点研究质点机械运动状态随时间变化的关系.本章主要内容为:位置矢量、位移、速度和加速度等基本概念及质点的曲线运动和相对运动等.学习这部分内容时,要复习微积分和矢量运算的基础知识。
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●1.1质点运动学
绪论
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●1.2质点运动的描述
质点运动的描述
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●1.3圆周运动的角量描述
圆周运动的角量描述
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●1.4相对运动
相对运动
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第二章质点动力学
质点动力学主要研究质点间的相互作用,以及在这种相互作用下质点运动状态变化的规律. 本章在介绍牛顿运动定律的基础上,进而讨论力在时间和空间上的累积效应,引入冲量、动量、冲量矩、角动量、功、能等物理概念,并探讨与之相应的动量守恒定律、角动量守恒定律和机械能守恒定律.
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●2.1牛顿运动定律
本节学习牛顿运动三定律的内容,了解力学中的常见力以及自然界的基本相互作用,通过举例学习如何利用牛顿定律分析和解决质点动力学问题。
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●2.2非惯性系 惯性力
本节介绍非惯性系中的动力学规律,着重学习平动加速参考系和匀速转动参考系两种非惯性系中的惯性力,了解经典力学的适用范围。
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●2.3动量定理 、动量守恒定律
本节学习动量和冲量的概念,以及质点的动量定理、质点系的动量定理和动量守恒定律。
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●2.4角动量定理 角动量守恒定律
本节学习角动量和力矩的概念,以及质点的角动量定理、质点系的角动量定理和角动量守恒定律。
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●2.5功、动能、动能定理
本节学习功和动能的概念,以及质点的动能定理和质点系的动能定理。
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●2.6势能 、机械能守恒定律
本节学习保守力做功的特点和由保守力定义的势能的概念,以及机械能守恒定律和守恒条件。
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第三章刚体的转动
本章学习一种特殊的质点系-刚体的转动规律,首先从运动学的角度出发,介绍描述刚体转动的物理量和研究刚体运动的基本方法,继而着重讨论刚体定轴转动所遵从的动力学规律,包括刚体定轴转动定律、定轴转动的角动量定理、定轴转动的功和能等。 学习本章内容时,要把刚体运动与质点系运动加以比较,以便于更好地掌握刚体运动的规律.
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●3.1刚体运动的描述
本节介绍理想化模型刚体和刚体的运动形式,着重学习刚体定轴转动的描述。
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●3.2力矩、定轴转动定律
本节学习刚体对定轴的角动量、转动惯量和力对转轴的概念,以及刚体定轴转动的转动定律。
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●3.3刚体定轴转动的角动量定理、角动量守恒
本节学习定轴转动的角动量定理、角动量守恒定律及其应用。
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●3.4转动中的功和能
本节学习力矩的功,刚体定轴转动的转动动能和刚体定轴转动动能定理,以及刚体的重力势能。
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第四章狭义相对论
本章首先讨论牛顿时空观、伽利略变换和力学相对性原理。介绍了迈克尔逊-莫雷实验,狭义相对论的两个基本假设,洛伦兹变换以及几个重要的狭义相对论效应。同时仔细讨论了狭义相对论的动力学基础。
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●4.1狭义相对论综述
本节内容主要讨论了牛顿时空观和狭义相对论时空观,同时介绍了力学相对性原理。
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●4.2迈克尔逊-莫雷实验
本节介绍了迈克尔逊-莫雷实验,并讨论了该实验的意义。
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●4.3狭义相对论的两个基本假设
本节先介绍了狭义相对论中的两个基本假设,然后在此基础上讨论了洛伦兹变换和洛伦兹速度变换。
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●4.4几种重要的狭义相对论效应
本节讨论了几种重要的狭义相对论效应,包括同时的相对性、长度收缩效应和时间膨胀效应等内容。
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●4.5狭义相对论动力学基础
本节讨论了狭义相对论的动力学基础。包括质速关系、相对论基本方程、质量和能量以及能量和动量的关系等内容。
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●4.6狭义相对论总结
本节给出了狭义相对论这一章的知识点总结。
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第五章机械振动
机械振动是一种常见的运动,通过机械振动的学习,可以了解一般振动的规律.简谐振动是机械振动中最简单、最基本的形式. 任何复杂的振动都可以看成若干个简谐振动的合成. 因此本章主要研究简谐振动的基本规律及简谐振动的合成。本章的内容也是学习机械波的基础。
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●5.1简谐振动
本节通过建立简谐振动的微分方程,给出简谐振动的定义及简谐振动的运动学特征和动力学特征,引入描述简谐振动的几个物理量,并介绍简谐振动的几何描述法--旋转矢量法。
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●5.2几种常见的简谐振动
本节学习两种常见的简谐振动,单摆和复摆。通过这两个实例进一步理解简谐振动的特征。
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●5.3简谐振动的能量
本节学习简谐振的动能、势能以及总能量的变化规律。
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●5.4简谐振动的合成
本节学习如何处理两个及两个以上简谐振动的合成,重点讨论同方向同频率简谐振动的合成,简单了解同方向不同频率简谐振动的合成即“拍现象”。
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第六章机械波
本章学习机械波,即机械振动在弹性介质中的传播。首先介绍机械波的产生与传播,着重用波函数描述机械波中最简单、最重要的一种形式---简谐波的传播规律,进而学习与波传播规律有关的原理:惠更斯原理和波的叠加原理,及波的衍射、干涉和驻波,最后介绍波的多普勒效应。通过机械波的学习,可获得对波动的共性认识。
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●6.1波动概述
本节对波动做了简单的概述。
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●6.2机械波的产生和传播
本节学习机械波产生的条件和传播实质,波的分类,波的几何描述以及描述波动的几个物理量,
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●6.3平面简谐波的波函数
为了定量的描述波动,本节首先引入平面简谐波和波函数的概念,继而着重学习如何建立平面简谐波的波函数,进一步讨轮波函数的物理意义。
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●6.4波的能量、波的能流
本节学习波在传播过程中,媒质质元的动能、形变势能和波的能量的变化规律,以及波的能量如何传播,并引入能流描述波的强度。
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●6.5惠更斯原理、波的衍射
本节学习与波传播特性有关的原理--惠更斯原理,及波的衍射现象这一波的基本特征,并根据惠更斯原理解释波的衍射现象。
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●6.6波的干涉
本节首先学习波的叠加原理,介绍波的另一基本特征即波的干涉现象,及产生干涉的条件,并以平面简谐波为例定量讨论干涉加强和干涉减弱的条件,继而从稳定性、强度等方面对波的干涉做较为详尽的讨论。
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●6.7驻波
驻波是一种特殊的干涉现象,本节学习驻波的形成,驻波方程,通过驻波方程讨论驻波的振幅、相位和能量特点,理解“驻”的三层含义,并介绍一种有趣的现象半波损失。
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●6.8多普勒效应
本节分三种情况学习波源、观察者相对于介质运动时,观察者观测到的频率和波源频率不同的现象,即多普勒效应。并了解产生多普勒效应的原因。
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第七章气体动理论
气体动理论是研究物质热现象的微观理论,它从物质的微观结构和粒子的微观运动出发,根据气体分子结构模型假设,对个别分子的运动应用牛顿力学规律,对大量分子的集体行为采用统计平均的方法,研究气体的宏观性质及变化规律的微观本质. 本章着重讨论平衡态理想气体的性质、压强和温度及其微观本质,讨论平衡态理想气体所遵循的统计规律、能量均分定理和麦克斯韦分布律。
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●7.1热物理学绪论
主要介绍热物理学的发现自己研究内容和对象,研究方法等
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●7.2热力学平衡的基本概念
热力学平衡、第零定律及气体状态参量、理想气体状态方程
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●7.3压强和温度的微观解释
气体的微观模型及统计的基本思想,理想气体压强和温度的微观解释。
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●7.4能量按自由度的均分定理、理想气体的内能
气体分子的自由度,能量按自由度均分定理,理想气体的内能。
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●7.5麦克斯韦速率分布律
速率分布函数,麦克斯韦的速率分布率,三种统计速率,
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●7.6气体分子的平均自由程
气体分子的平均自由程
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第八章热力学基础
热力学是研究热现象的宏观理论,它以实验事实为依据,从能量的观点分析和研究热力学系统在状态变化过程中有关热量、功和内能之间相互转换的关系和条件. 本章主要讨论热力学第一定律和热力学第二定律及过程的方向性等基本概念.
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●8.1热力学第一定律
本节学习热力学第一定律,介绍准静态过程,以及功、热量、内能、热容量的概念,理解热力学第一定律。
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●8.2热力学第一定律在等值过程中的应用
本节分析理想气体等容、等压、等温过程中的功、热量和内能的改变。
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●8.3绝热过程
本节分析理想气体绝热过程中的功、热量和内能的改变。
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●8.4循环过程
本节介绍循环过程,重点介绍热机和制冷机,掌握卡诺循环及简单循环效率的计算。
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●8.5热力学第二定律
本节介绍可逆过程和不可逆过程,理解热力学第二定律的两种表述及两种表述的等价性。
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●8.6热力学第二定律的意义
本节介绍热力学第二定律的微观意义和统计意义。