《力學(xué)(第2版)》作者在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)長(zhǎng)期教授一年級(jí)“力學(xué)”基礎(chǔ)課,具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。該書(shū)是在十余年講義的基礎(chǔ)上,根據(jù)交叉學(xué)科人才培養(yǎng)的實(shí)際需要,參考國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材編寫(xiě)而成的。內(nèi)容主要包括:“時(shí)間”“空間”“測(cè)量”中的一些重要問(wèn)題、牛頓經(jīng)典力學(xué)、振動(dòng)與波、以“質(zhì)點(diǎn)”模型為基礎(chǔ)構(gòu)建的不同“體”模型。作為對(duì)經(jīng)典力學(xué)的補(bǔ)充,還簡(jiǎn)單介紹了狹義相對(duì)論的時(shí)空觀(guān)。為了使讀者理解所謂的物理理論實(shí)際上是對(duì)真實(shí)世界的一種描述,每一章都試圖從自然界的實(shí)際現(xiàn)象或需要解決的問(wèn)題出發(fā),引入物理學(xué)上對(duì)這些現(xiàn)象或問(wèn)題的描述方式或辦法,以及所建立起來(lái)的相應(yīng)的理論體系。這實(shí)際上更接近物理學(xué)研究處理實(shí)際問(wèn)題的方式。書(shū)后附有豐富的習(xí)題,供讀者有針對(duì)性地選擇練習(xí),以加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解與認(rèn)識(shí),掌握用所學(xué)理論、知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的方法。
《力學(xué)(第2版)》可供綜合性大學(xué)和理工類(lèi)院校作為普通物理力學(xué)教科書(shū)或主要參考書(shū),也可供大專(zhuān)院校物理教師和物理教學(xué)研究工作者參考。
《力學(xué)》第1版于2013年夏天出版,后來(lái)又重印了兩次。隨著時(shí)代的發(fā)展,作者每年都會(huì)對(duì)自己的授課內(nèi)容做一些調(diào)整和改變,使用本書(shū)的老師和同學(xué)也有很好的意見(jiàn)與建議。在學(xué)校出版社的大力支持下,作者對(duì)原書(shū)進(jìn)行了部分修改,從而形成了第2版。
根據(jù)同學(xué)的建議,第2版中將原來(lái)放在第6章的“振動(dòng)與波”移到了第9章,以減少同學(xué)們?cè)诶斫鈹?shù)學(xué)理論、使用數(shù)學(xué)方法方面遇到的困難。這樣處理,再加上附錄中對(duì)使用到的相關(guān)數(shù)學(xué)工具進(jìn)行的一些簡(jiǎn)單介紹,應(yīng)該可以解決一定的問(wèn)題;但真正要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)并靈活應(yīng)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)理論,肯定是高年級(jí)的事了。物理學(xué)是研究自然界的,數(shù)學(xué)是重要的描述與推理、演繹工具,必不可少;但現(xiàn)階段可以把重點(diǎn)放在物理模型、邏輯體系、理論框架的建立與發(fā)展上,了解涉及哪些數(shù)學(xué)方法,可以使用些什么數(shù)學(xué)工具,以后在學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)學(xué)理論時(shí),考慮我們這里討論過(guò)的物理問(wèn)題,再看一看數(shù)學(xué)是怎么分析的,對(duì)你理解所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)也應(yīng)該會(huì)有所助益。
大學(xué)一年級(jí)的同學(xué)比較重視和擅長(zhǎng)記憶與解題,對(duì)于問(wèn)題的由來(lái)以及靈活多樣的處理思路和方法尚未能進(jìn)行很深入的理解,缺少將課堂所學(xué)知識(shí)與生活中實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的意識(shí),對(duì)科學(xué)理論產(chǎn)生的歷史脈絡(luò)和演化過(guò)程了解得也偏少。所以,我們的教材嘗試將所講授的科學(xué)理論與學(xué)生的實(shí)際生活相結(jié)合(理實(shí)交融);將科學(xué)的理論體系與其演化和發(fā)展過(guò)程相結(jié)合,介紹前人的不斷探索與艱辛努力、目前發(fā)展出的理論和方法以及取得的階段性成果,特別還要明確仍然存在的大量需要解決的問(wèn)題(溫故知新);強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉的重要性(觸類(lèi)旁通)。在第2版中我們也努力更多地體現(xiàn)以上幾點(diǎn)。
感謝使用本書(shū)的教師和同學(xué),他們向作者提供了很好、很有幫助性的意見(jiàn)和建議,也向給予我很多幫助的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社的同志們表示感謝。
序
第2版前言
前言
給使用本教材的教師和同學(xué)的些許建議
緒論
0.1 物理與力學(xué)
0.2 力學(xué)的發(fā)展史
0.3 物理學(xué)的特點(diǎn)
0.4 物理學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系
0.5 交叉學(xué)科與力學(xué)
0.6 對(duì)學(xué)習(xí)力學(xué)的一些建議
第1章 時(shí)間、空間與測(cè)量
1.1 時(shí)間與空間概念的形成
1.2 時(shí)間的度量
1.2.1 定量測(cè)量方法的形成
1.2.2 “芝諾佯謬”與度量方法的選擇
1.2.3 時(shí)間測(cè)量的常用方法
1.2.4 時(shí)間的單位和標(biāo)準(zhǔn)
1.3 空間(長(zhǎng)度)的度量
1.3.1 空間(長(zhǎng)度)的定量測(cè)量方法
1.3.2 不同尺度長(zhǎng)度的測(cè)量方法
1.3.3 長(zhǎng)度的單位和標(biāo)準(zhǔn)
1.4 時(shí)間、空間測(cè)量中的局限
1.4.1 時(shí)間和空間測(cè)量的相對(duì)性
1.4.2 時(shí)間和空間測(cè)量的不確定性
1.5 有效數(shù)字、不確定度、估算、單位制與量綱
1.5.1 測(cè)量
1.5.2 測(cè)量的精度與有效數(shù)字
1.5.3 不確定度
1.5.4 基本力學(xué)量的估算與量級(jí)分析
1.5.5 單位制
1.5.6 量綱分析及其實(shí)用意義
第2章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1 模型——實(shí)際對(duì)象的理想化與簡(jiǎn)化
2. 1.1 理想化模型
2.1.2 質(zhì)點(diǎn)——牛頓力學(xué)的基本模型
2.2 一維運(yùn)動(dòng)的描述
2.2.1 參照系與參考坐標(biāo)系
2.2.2 “飛矢不動(dòng)”佯謬與速度概念的引入
2.2.3 勻速運(yùn)動(dòng)與變速運(yùn)動(dòng)
2.3 平面運(yùn)動(dòng)
2.3.1 位置矢量與位移
2.3.2 速度與加速度
2.3.3 時(shí)間曲線(xiàn)與空間軌跡
2.3.4 恒定加速度平面運(yùn)動(dòng)與拋體運(yùn)動(dòng)
2.3.5 勻速圓周運(yùn)動(dòng)
2.3.6 平面極坐標(biāo)系中的速度、加速度表示
2.4 三維空間運(yùn)動(dòng)
2.4.1 三維空間運(yùn)動(dòng)的描述
2.4.2 運(yùn)動(dòng)(作用)的獨(dú)立性原理和運(yùn)動(dòng)的分解與合成
2.4.3 三維軌道退化為平面軌道
2.4.4 行星運(yùn)動(dòng)的向心加速度
2.4.5 運(yùn)動(dòng)軌道分類(lèi)
2.5 運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性與伽利略變換
2.5.1 絕對(duì)與相對(duì)
2.5.2 位置和軌跡的相對(duì)性
……
第3章 牛頓動(dòng)力學(xué)
第4章 萬(wàn)有引力
第5章 守恒定律
第6章 剛體
第7章 彈性力學(xué)初步
第8章 流體力學(xué)初步
第9章 振動(dòng)和波
第10章 狹義相對(duì)論基礎(chǔ)
習(xí)題
部分習(xí)題參考答案
參考書(shū)目
附錄A力學(xué)中的常用物理量
附錄B矢量概述
附錄C微積分簡(jiǎn)介
附錄D復(fù)變函數(shù)初步
附錄E建議學(xué)時(shí)與習(xí)題安排
常用概念中英文索引