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编辑推荐

适读人群 ：综合性大学和理工类、师范类院校物理学和应用物理学专业师生作为教科书，亦可供其它有关专业的师生参考。
中科大在物理学人才培养方面经验的集成，多年教学经验丰富的教授编写

内容简介

本书是《力学与理论力学(上册)》，即普通物理力学部分，也是“中国科学技术大学国家基础科学人才培养基地物理学丛书”的一本.《力学与理论力学．上册》是作者在给中国科学技术大学学生上课时所用讲稿的基础上，经过十几年的教学实践不断修改而成的.其特点是注重归纳法教学、物理直觉能力的培养和物理方法的阐述，这对在大学中初学物理的学生是有益和重要的.《力学与理论力学．上册》内容精练，物理概念准确清晰，着力用现代观点审视教学内容，并为当代前沿开设了一些窗口和接口

内页插图

目录

目录
第二版丛书序
第一版丛书序
第二版前言
第一版前言
第
1章 质点运动学1 1
.1 引言1
1
.1.1 力学的研究对象1

1
.1.2 时间、空间和牛顿力学的绝对量1

1
.1.3 宇宙的层次和数量级3
1
.2 质点和参考系5
1
.2.1 质点和参考系5

1
.2.2 轨迹和运动学方程6
1
.3 速度与加速度8
1
.3.1 位移、路程与速度8

1
.3.2 加速度9
1
.4 直角坐标系中运动的描述10
1
.4.1 直线运动1
2
1
.4.2 曲线运动1
3 1
.5 自然坐标系中运动的描述15
1.5.1 切向加速度和法向加速度16 　1.5.2 自然坐标系20 　1.5.3 圆周运动20 *1.6 平面极坐标系中的运动描述21 　1.6.1 平面极坐标系21 　1.6.2 位矢、速度和加速度的极坐标表示23 第2章 质点动力学25 2
.1 牛顿运动定律25
2
.1.1 牛顿第一定律(惯性定律)2
5
2
.1.2 牛顿第二定律2
8
2
.1.3 牛顿第三定律(作用与反作用定律)3
2 ----Page 12-----------------------

2
.2 常见的力33 2
.3 动力学问题的求解37 2
.4 力学相对性原理和伽利略变换44
2
.4.1 力学相对性原理4
4
2
.4.2 时间和空间的绝对性4
4
2
.4.3 伽利略变换4
5 第
3章 非惯性参考系47 3
.1 非惯性参考系、虚拟力47
3
.1.1 相对运动4
7
3
.1.2 平动参考系4
7
3
.1.3 转动参考系5
2 3
.2 例题60 *
3.3 牛顿绝对时空概念的局限63 第4章 动量定理65 4.1 动量守恒定律与动量定理65
4
.1.1 孤立体系与动量守恒定律6
5
4
.1.2 冲量与质点的动量定理6
7
4
.1.3 质点系动量定理6
8 4
.2 质心运动定理70
4
.2.1 质心运动定理7
0
4
.2.2 质心坐标系7
2 4
.3 变质量物体的运动74
4
.3.1 变质量体系7
4
4
.3.2 运动方程7
5 第
5章 动能定理78 5
.1 动能定理78
5
.1.1 质点动能定理7
8
5
.1.2 功和功率7
9
5
.1.3 质点系动能定理8
0 5
.2 势能82
5
.2.1 有心力及其沿闭合路径做功8
2
5
.2.2 保守力与非保守力、势能8
2
5
.2.3 势能曲线8
5 5
.3 机械能守恒定律86
5
.3.1 质点系的功能原理和机械能守恒定律8
6

5
.3.2 保守系与时间反演不变性8
7 5
.4 质心系88
5
.4.1 柯尼希定理8
8
5
.4.2 质心系中的功能原理和机械能守恒定律8
9 5
.5 两体问题91 5
.6 碰撞96
5
.6.1 正碰9
7
5
.6.2 斜碰1
00
5
.6.3 在质心参考系讨论1
01 第
6章 角动量定理103 6
.1 孤立体系的角动量守恒103
6
.1.1 单质点孤立体系和掠面速度1
03
6
.1.2 两个质点的孤立体系和角动量1
04 6
.2 质点系角动量定理105
6
.2.1 质点角动量定理1
05
6
.2.2 质点系角动量定理1
06 6
.3 质心系的角动量定理109
6
.3.1 质心系的角动量定理1
09
6
.3.2 体系的角动量与质心的角动量1
09 *
6.4 对称性、因果关系与守恒律110
6
.4.1 什么是对称性1
10
6
.4.2 物理定律的对称性1
11
6
.4.3 因果关系和对称性原理1
12
6
.4.4 守恒律与对称性1
13 第
7章 万有引力116 7
.1 万有引力定律116
7
.1.1 开普勒的行星运动三定律1
16
7
.1.2 牛顿的理论1
17
7
.1.3 引力的线性叠加性1
21 7
.2 关于万有引力的讨论124
7
.2.1 G的测定1
24
7
.2.2 引力的几何性1
25
7
.2.3 逃逸速度1
25 7
.3 质点在有心力场中的运动126
7
.3.1 研究有心力问题的基本方程1
27

7
.3.2 有心力问题的定性处理，有效势能与轨道特征1
28
7
.3.3 有心力问题的定量处理及轨道问题1
30 *
7.4 牛顿宇宙学135
7
.4.1 宇宙学原理1
35
7
.4.2 奥伯斯佯谬和宇宙的膨胀1
36
7
.4.3 哈勃定律、宇宙的年龄和大小1
37
7
.4.4 宇宙膨胀动力学1
38 第
8章 刚体力学141 8
.1 刚体运动学142
8
.1.1 刚体的性质1
42
8
.1.2 刚体的几种特殊运动1
44
8
.1.3 刚体的一般运动1
44 8
.2 施于刚体的力系的简化147
8
.2.1 作用在刚体上的力是滑移矢量1
48
8
.2.2 几种特殊力系1
48 8
.3 刚体的定轴转动150
8
.3.1 角动量与角速度的关系1
50
8
.3.2 转动定律1
50
8
.3.3 转动惯量1
51
8
.3.4 定轴转动刚体的角动量守恒1
54 8
.4 刚体运动的基本方程与刚体的平衡155
8
.4.1 刚体运动的基本方程1
55
8
.4.2 刚体的平衡1
55 8
.5 刚体的平面平行运动156
8
.5.1 运动方程1
56
8
.5.2 纯滚动的运动学判据1
57
8
.5.3 瞬时转动中心1
57
8
.5.4 刚体的动能定理1
59
8
.5.5 刚体的重力势能1
59
8
.5.6 解题注意事项1
60 8
.6 刚体的定点运动162
8
.6.1 没有外加力矩的定点运动1
62
8
.6.2 陀螺的运动1
64 第
9章 振动和波166 9
.1 简谐振动166
9.1.1 平衡与振动166
9.1.2 恢复力与弹性力167 　9.1.3 简谐振动的描述169
9
.1.4 谐振子的能量1
71
9
.1.5 振动的合成与分解1
72 9
.2 阻尼振动176
9
.2.1 运动方程及其解1
76
9
.2.2 欠阻尼振动1
77
9
.2.3 临界阻尼与过阻尼1
79 9
.3 受迫振动与共振179
9
.3.1 运动方程及其解1
79
9
.3.2 稳态解分析1
81
9
.3.3 共振1
82 9
.4 机械波185
9
.4.1 机械波的产生和传波1
85
9
.4.2 波的分类1
86
9
.4.3 平面简谐波1
88
9
.4.4 波动方程和波的传播速度1
90 9
.5 波在空间中的传播192
9
.5.1 惠更斯原理1
92
9
.5.2 波的反射定律1
93
9
.5.3 波的折射定律1
93
9
.5.4 波的衍射1
94 9
.6 波的叠加194
9
.6.1 波的干涉1
94
9
.6.2 驻波1
95
9
.6.3 非相干波的叠加、波的群速度1
97 9
.7 多普勒效应199
9
.7.1 波源静止，观察者运动1
99
9
.7.2 波源运动，观察者静止1
99
9
.7.3 波源和观察者都运动2
00
9
.7.4 马赫锥2
01 *
第10章 流体力学202 1
0.1 流体的基本性质202
1
0.1.1 易流动性2
02
1
0.1.2 黏性2
03
1
0.1.3 压缩性2
03 1
0.2 流体运动学204
1
0.2.1 流体运动分类2
04
1
0.2.2 描写流体运动的两种方法2
04
1
0.2.3 流线与流管2
08 1
0.3 流体静力学211
1
0.3.1 应力张量2
11
1
0.3.2 静止流体的平衡方程2
13
1
0.3.3 重力场中静止流体内各点的压强2
14
1
0.3.4 浮力、浮心和定倾中心2
14 1
0.4 无黏性流体的动力学216
1
0.4.1 连续性方程2
16
1
0.4.2 运动方程2
17
1
0.4.3 伯努利方程的应用2
19 1
0.5 黏性流体的运动225
1
0.5.1 黏滞定律2
25
1
0.5.2 圆管内定常层流、泊肃叶公式2
26
1
0.5.3 层流与湍流、雷诺数2
27
1
0.5.4 黏滞流体中运动物体所受的阻力2
29 第
11章 相对论234 1
1.1 牛顿时空观的困难234
1
1.1.1 光传播的射击理论的困难2
34
1
1.1.2 “以太”理论及其困难2
36 1
1.2 相对性原理240 1
1.3 洛伦兹变换242 1
1.4 相对论时空观245
1
1.4.1 时间间隔的相对性2
45
1
1.4.2 同时的相对性2
47
1
1.4.3 长度的相对性2
47
1
1.4.4 时序的相对性和因果关系2
49
1
1.4.5 时空间隔的绝对性2
50
1
1.4.6 速度变换2
51
1
1.4.7 角度变换公式2
53
1
1.4.8 加速度变换公式2
54


1
1.5 狭义相对论力学257
1
1.5.1 相对论动量和质量2
57
1
1.5.2 相对论中的力2
59
1
1.5.3 质能公式2
60
1
1.5.4 静质量为零的粒子2
61 *
11.6 狭义相对论中质量、动量和力的变换公式262
1
1.6.1 质量的变换公式2
62
1
1.6.2 动量和能量的变换公式2
63
1
1.6.3 力的变换公式2
64 *
11.7 广义相对论简介265
1
1.7.1 等效原理、广义相对性原理与局部惯性系2
65
1
1.7.2 光在引力场中的弯曲2
66
1
1.7.3 引力时间延缓、引力红移2
67
1
1.7.4 弯曲时空、水星的进动2
69 习题与答案
271 参考书目
313 中英人名对照
314 名词索引
316 教学进度和作业布置
321

精彩书摘

第1章 质点运动学

1.1 引　言 1
.1.1 力学的研究对象经典力学研究机械运动所遵循的客观规律
.通常把力学分为运动学、动力学和静力学
.运动学只描述物体的运动，不涉及引起运动和改变运动的原因;动力学则研究物体的运动与物体间相互作用的内在联系
;静力学研究物体在相互作用下的平衡问题
.1
.1.2 时间、空间和牛顿力学的绝对量描写物体的运动
，要用时间和空间这两个概念.因此，我们先来对时间、空间本身作一些分析
.可以说时间和空间是最平凡的概念了
，因为在日常生活中也常常用到它们.不过
，若问什么是时间，什么是空间，却又不容易找到恰当的答案.其实，这是两个很难的问题
.尽管有不少关于时间和空间的定义，但大都不能令人满意.一种或许可以接受的说法是
:时间、空间是物理事件之间的一种次序，时间用以表述事件之间的顺序
，空间用以表述事物相互之间的位形.没有满意的
“严格”的理论定义，并不妨碍时间和空间二者在物理中的使用.因为物理学是一门基于实验的科学
，在考察物理学的概念或物理量的时候，首先应当注意它与实验之间是否有明确的
、不含糊的关系.对于时间和空间这两个基本概念来说
，首要的问题似乎不是去追究它们的“纯粹”定义，而是应当了解它们是怎样量度的
.量度时间
，通常是用钟和表.然而，钟和表并不是测量时间的唯一工具.原则上
，任何具有重复性的过程或现象都可以作为测量时间的一种“钟”.自然界里有许多重复性的过程
，其中有一些我们早已把它们当作计时标准.例如，太阳的升没表示天
，四季的循环称作年，月亮的盈亏是农历的月.其他的循环过程，如双星的旋转
、人体的脉搏、吊灯的摆动、分子的振动等，也都可以用作测时的工具.更一般地说
，只要知道了某个物理现象随时间的变化，尽管它不是重复性的过程
，也可以用来测定时间.譬如，我们能从一个人的容貌估计出他的年龄，因为容貌

l2　　
这个量与时间之间有确定的关系
.这个例子虽然很普通，但与某些有用的测时方法是很相似的
.在确定星体的年龄时，常常就是根据星体的颜色判定的.钟的种类很多
，但有好有差.比较两个人的脉搏，就会发现它们之间经常有明显的快慢波动
.所以，人的脉搏不是一种好钟，它不够稳定.如果比较一下两个单摆的周期
，就会发现它们稳定多了.地球自转则是更稳定的钟.长期以来
，人们将太阳视面中心连续两次出现在地面某处正南方所需的时间定义为真太阳日
.随着天文观察精度的提高及对天体运动规律的深入研究，人们发现
，不同真太阳日的长短不同，其原因主要有两个方面:一是因为地球沿椭圆轨道绕太阳公转
，公转速度并不均匀;二是地球公转平面与地球赤道平面并不重合.为了克服这一缺点
，人们取一年之内全部真太阳日的平均作为平均太阳日.这就是目前我们所说的一天
.1秒定义为一个平均太阳日的1/86400，这种以地球自转为基础的计时标准叫
世界时(UT).由于地球自转的不均匀，从1956年起改用以地球公转周期为基准的时间标准
，称为历书时(ET)，并规定秒为1900年回归年的1/3
1556925.9747.所谓回归年，就是太阳在黄道面上相继两次通过春分点所需的时间
.为了进一步提高计时的精度，1967年10月在第十三届国际度量衡会议上通过了新的标准钟
，它对一秒的时间作如下的规定:位于海平面上的铯-133原子的基态的两个超精细能级在零磁场中跃迁辐射的周期
T与1s的关系为1
s=9192631770T这样的时间标准称为
原子时.用铯钟作为计时标准，误差若按一个周期计算，测量精度要比用秒表计时提高
1010倍，即误差下降到秒表的百亿分之一.自从人类发明机械计时的时钟以来
，400年来时间计量准确度的提高是惊人的
，现代原子钟的计时误差已小于10-10s·d-1.目前，时间是测量得最准确的一个基本量
.长度是空间的一个基本性质
.对长度的测量，在日常的范围中，是用各种各样的尺
，如米尺、游标卡尺、螺旋测微计等.对于不能用尺直接加以测量的小尺度，可以求助于光学方法
.在精密机床上常有光学测量装置;测定胰岛素中原子 力学与理论力学（上册）（第二版） 电子书 下载 mobi epub pdf txt

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