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本书对每个知识点的介绍都深入浅出, 对难点的处理更是一唱三叹, 曲尽其意。与国内教材相比, 本书更重视物理学家解决实际问题的方法, 并贯穿全书, 这是本书的一大特色。本书所选题材从实际应用到物理学前沿, 非常广泛。全书对问题难度的把握也很到位, 开始时比较容易, 学生很快可以上手, 到后面则很难, 颇具挑战性。本书对纯教学性的问题也能灵活变通, 别具新意。

内容简介

全书包括矢量、牛顿定律、力和运动方程、动量、能量、角动量、刚体、非线性系统、圆周运动、谐振子、狭义相对论等。本书英文版为MIT等世界高校的教材，本中译本可作为国内物理、应用物理等专业本科生的教材或教学参考书。

目录

目录前言
致教师
例题列表
１　矢量与运动学 １
　１. １　简介 ２
　１. ２　矢量 ２
　１. ３　矢量代数 ３
　１. ４　矢量乘法 ４
　１. ５　矢量的分量 ８
　１. ６　基矢量 １１
　１. ７　位置矢量ｒ 和位移 １２
　１. ８　速度和加速度 １４
　１. ９　运动方程的形式解 １８
　１. １０　再论矢量对时间的导数 ２２
　１. １１　平面极坐标中的运动 ２６
　注释１. １　近似法 ３６
　注释１. ２　泰勒级数 ３７
　注释１. ３　一些常见函数的级数展开 ３８
　注释１. ４　微分 ３９
　注释１. ５　有效数字与实验不确定度 ４１
　习题 ４１
２　牛顿定律 ４７
　２. １　简介 ４８
　２. ２　牛顿力学与近代物理 ４８
　２. ３　牛顿定律 ４９
　２. ４　牛顿第一定律与惯性系统 ５１
　２. ５　牛顿第二定律 ５１
　２. ６　牛顿第三定律 ５５
　２. ７　基本单位和物理标准 ５９
　２. ８　量纲代数 ６３
　２. ９　牛顿定律的应用 ６４
　２. １０　采用极坐标的动力学 ７２
　习题 ７７
３　力和运动方程 ８１
　３. １　简介 ８２
　３. ２　物理的基本力 ８２
　３. ３　引力 ８３
　３. ４　一些唯象力 ８９
　３. ５　漫谈微分方程 ９５
　３. ６　黏性力 ９８
　３. ７　胡克定律与简谐运动 １０２
　注释３. １　球壳的引力 １０７
　习题 １１０
４　动量 １１５
　４. １　简介 １１６
　４. ２　质点系动力学 １１６
　４. ３　质心 １１９
　４. ４　质心坐标系 １２４
　４. ５　动量守恒 １３０
　４. ６　动量关系再述和冲量 １３１
　４. ７　动量和质量流 １３６
　４. ８　火箭运动 １３８
　４. ９　动量流与力 １４３
　４. １０　动量通量 １４５
　注释４. １　二维与三维物体的质心 １５１
　习题 １５５
５　能量 １６１
　５. １　简介 １６２
　５. ２　积分一维运动方程 １６２
　５. ３　功与能量 １６６
　５. ４　机械能守恒 １７９
　５. ５　势能 １８２
　５. ６　势能可以告诉我们的力 １８５
　５. ７　能量图 １８５
　５. ８　非保守力 １８７
　５. ９　能量守恒与理想气体定律 １８９
　５. １０　守恒定律 １９２
　５. １１　全球能量的使用 １９４
　注释５. １　摆周期的修正 １９９
　注释５. ２　力、势能和矢量算符Δ ２００
　习题 ２０５
６　动力学专题 ２１１
目　　录Ⅶ
　６. １　简介 ２１２
　６. ２　束缚系统的小振动 ２１２
　６. ３　稳定性 ２１７
　６. ４　简正模 ２１９
　６. ５　碰撞与守恒律 ２２５
　习题 ２３３
７　角动量和定轴转动 ２３９
　７. １　简介 ２４０
　７. ２　质点的角动量 ２４１
　７. ３　定轴转动 ２４５
　７. ４　力矩 ２５０
　７. ５　力矩和角动量 ２５２
　７. ６　定轴转动的动力学 ２６０
　７. ７　摆动和定轴转动 ２６２
　７. ８　含有平动和转动的运动 ２６７
　７. ９　动能定理与转动 ２７３
　７. １０　玻尔原子 ２７７
　注释７. １　沙勒定理 ２８０
　注释７. ２　定轴转动的动力学小结 ２８２
　习题 ２８２
８　刚体运动 ２９１
　８. １　简介 ２９２
　８. ２　角速度和角动量的矢量性质 ２９２
　８. ３　回转仪 ３００
　８. ４　刚体运动示例 ３０４
　８. ５　角动量守恒 ３１０
　８. ６　刚体转动与惯量张量 ３１２
　８. ７　刚体动力学专题 ３２０
　注释８. １　有限与无限小转动 ３２９
　注释８. ２　再论回转仪 ３３１
　习题 ３３７
９　非惯性系和惯性力 ３４１
　９. １　简介 ３４２
　９. ２　伽利略变换 ３４２
　９. ３　匀加速系 ３４４
　９. ４　等效原理 ３４７
　９. ５　转动坐标系中的物理 ３５６
　注释９. １　等效原理与引力红移 ３６８
Ⅷ 目　　录
　习题 ３７０
１０　有心力运动 ３７３
　１０. １　简介 ３７４
　１０. ２　作为单体问题的有心力运动 ３７４
　１０. ３　有心力运动的普遍特征 ３７６
　１０. ４　能量方程与能量图 ３７９
　１０. ５　行星运动 ３８６
　１０. ６　关于行星运动的一些结论 ４０２
　注释１０. １　轨道积分的计算 ４０３
　注释１０. ２　椭圆的性质 ４０５
　习题 ４０７
１１　谐振子 ４１１
　１１. １　简介 ４１２
　１１. ２　简谐运动： 回顾 ４１２
　１１. ３　阻尼谐振子 ４１４
　１１. ４　受迫谐振子 ４２１
　１１. ５　暂态行为 ４２５
　１１. ６　时间响应与频率响应 ４２７
　注释１１. １　复数 ４３０
　注释１１. ２　求解阻尼谐振子的运动方程 ４３１
　注释１１. ３　求解受迫谐振子的运动方程 ４３４
　习题 ４３５
１２　狭义相对论 ４３９
　１２. １　简介 ４４０
　１２. ２　牛顿物理可能的缺陷 ４４０
　１２. ３　迈克耳孙.莫雷实验 ４４２
　１２. ４　狭义相对论 ４４５

前言/序言

这本《力学概论》源于麻省理工学院针对希望更深入了解前言物理的大一新生而开设的一学期课程———物理８.. ０１２。在本书面世后的四十多年中， 物理在许多方面都飞速发展， 但力学依然是惯性、动量和能量这些概念的基础； 作为本书的主旋律———物理学家解决问题的娴熟技巧还是那么宝贵。有些已在工作岗位上大显身手的学生、ＭＩＴ 的教员以及其他人的好评使作者确信， 本书的方法是非常奏效的。我们还收到同事的很多建议， 借此机会在教材中整合了他们的想法， 并更新了一些讨论。
我们假定读者熟悉关于多项式和三角函数的微积分知识，但不必熟悉微分方程。我们觉得大多数学生的难处不在于理解数学概念， 而在于如何将它们应用于物理问题。这只能来自练习， 解决难题没有捷径可走。因此， 解题放在了优先位置。我们提供了大量例题用来指导学生。所选例题尽可能与有趣的物理现象相关， 但也不避讳纯教学的问题。物块滑下斜面是一个刻板的典型问题， 但是若让斜面加速， 系统就会别具新意。
第１ 版的习题曾经激励、指导、并偶尔“挫败” 了几代物理学家。勇于解决这些问题的学生在他们以后的科学生涯中赢得了自信。第１ 版的大多数问题在第２ 版中保留了下来，并增加了一些新问题。我们始终推崇皮特·海因的格言：
值得挑战的问题， 攻坚克难中显价值。
除了这一鼓励， 我们再给学生几个实用的建议： 问题是用纸和笔来做的。一般会得到一个表达式： 需要时最后会有数值。只有查看表达式才能确定答案是否合理。图非常有用。
某些问题给出了提示和答案。但书中没有解题过程， 避免大家在思考问题时抵挡不住诱惑， 没有付出最大努力就看解答。
小组讨论对所有人都有指导性。
第１ 版后物理学的两个革命性进展值得一提。一是１９７０年发现了， 更准确地说是再发现了混沌， 而此后陆续出现的混沌理论成了动力学的一个活跃分支。由于在有限的篇幅里不能说清楚混沌， 本书没有包含它。另外， 只论证开普勒定律的惊人准确性也是不全面的， 实际上太阳系也是混沌的，尽管时间尺度太大不便于观测， 所以我们适当地介绍了混沌的存在性。二是计算机。计算物理是一个很成熟的分支， 一定程度上的计算机技术也是物理学家的必备工具。然而， 我们还是没有包含这类计算问题， 因为它们对理解本书的概念不是必需的， 且相当耗时。
第２ 版的小结： 第１ 章是矢量和运动学的数学准备。矢量表示在本书及整个物理学中都很普遍， 所以我们解释得很详细。平动用熟悉的笛卡儿坐标来描述很自然。转动同样重要， 但用来描述它的坐标几乎是完全陌生的， 因此我们特别强化了运动的极坐标描述。从第２ 章开始， 我们引入惯性系这一重要概念来介绍牛顿定律。牛顿定律的介绍分为两部分，第一部分（第２ 章） 讨论原理， 第二部分（第３ 章） 致力于介绍这些原理的各种应用。第４ 章介绍动量、动量通量和动量守恒的概念。第５ 章介绍动能、势能和能量守恒的概念，其中包含热和其他形式的能量。第６ 章将前面的知识应用于力学中有趣的现象： 小振动、稳定性、耦合振子和简正模，以及碰撞。第７ 章则推广到转动， 介绍定轴转动， 紧接着在第８ 章介绍了刚体运动更一般的情形。第９ 章回到惯性系的主题， 着重强调如何理解非惯性系中的观测。第１０ 章和１１章分别介绍物理学中有广泛兴趣的两个题目： 有心力运动和阻尼与受迫谐振子。第１２ ～ １４ 章介绍非牛顿物理： 狭义相对论。
我们当初开设物理８.. ０１２ 课程时， ＭＩＴ 的学期比现在长，所以如今课上时间通常不可能包含本书所有材料。第１～９ 章是本书的核心。第９～１４ 章依教师的兴趣而定。
我们感谢多年来ＭＩＴ 的同事们对本书的贡献。他们是Ｒ..Ａｇｇａｒｗａｌ， Ｇ..Ｂ..Ｂｅｎｅｄｅｋ， Ａ..Ｂｕｒｇａｓｓｅｒ， Ｓ..Ｂｕｒｌｅｓ， Ｄ..Ｃｈａｋｒａｂａｒｔｙ，Ｌ.. Ｄｒｅｈｅｒ， Ｔ.. Ｊ.. Ｇｒｅｙｔａｋ， Ｈ.. Ｔ.. Ｉｍａｉ， Ｈ.. Ｊ.. Ｋｅｎｄａｌｌ （ 已故），Ｗ..Ｋｅｔｔｅｒｌｅ， Ｓ..Ｍｏｃｈｒｉｅ， Ｄ..Ｅ..Ｐｒｉｔｃｈａｒｄ， Ｐ..Ｒｅｂｕｓｃｏ， Ｓ..Ｗ..Ｓｔａｈｌｅｒ，Ｊ.. Ｗ.. Ｗｈｉｔａｋｅｒ， Ｆ.. Ａ.. Ｗｉｌｃｚｅｋ 和Ｍ.. Ｚｗｉｅｒｌｅｉｎ。我们还要特别感谢Ｐ.. Ｄｏｕｒｍａｓｈｋｉｎ 的帮助。
丹尼尔·克莱普纳罗伯特·科连科