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力学(第四版)

“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

作者:
张汉壮
定价:
47.20 元
版面字数:
580千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
4
最新版次
印刷时间:
1899年
ISBN:
978-7-04-052538-0
物料号:
52538-00
出版时间:
2019-10-21
读者对象:
高等教育
一级分类:
物理学与天文学类
二级分类:
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类:
力学

本书是根据《高等学校物理学本科指导性专业规范》(2010年版)以及《普通高等学校物理学类教学质量国家标准》的要求,参考国内外多部优秀教材,在第三版的基础上经反复修改而完成的。本书知识体系的逻辑性、历史性、实用性的有机结合是编写本教材的主线。全书由绪论和第一至第四篇组成。绪论部分介绍了物理学基本知识研究领域与课程体系分类以及机械运动规律发展简史。第一篇和第二篇分别介绍了质点的基本运动规律和运动定理(原理)与守恒定律,是全书的理论基础。第三篇介绍了两种特殊质点系(刚体、流体)的运动与两种较为普遍的运动形式(振动、波动)等典型力学问题的处理方法。第四篇简介了现代时空结构的基本知识(狭义相对论、广义相对论和宇宙学与天体物理)。

本书除了有配套的《力学习题解答》(张汉壮主编,高等教育出版社出版)参考书外,通过扫描书上的二维码,还可浏览配套的授课录像、AR演示(55个)、动画演示(60个)和实物演示(51个)等多种演示化资源。登录作者个人网站,除了可获得上述的演示化资源外,还可获得配套的授课PPT课件、AR交互性演示,可为教师的授课提供信息化资源保障。

本书可作为理工科类与师范类本科院校物理学类专业的教材,亦可作为其他专业读者的辅助参考书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 绪论 千年构建物理山
        • 一、物理学的研究内容、研究方法及其实用性概述
          • 二、机械运动规律的逻辑概述
            • 三、机械运动规律的发展历程概述
              • 四、力学在物理学中的地位及力学的知识体系
                • 五、如何学好物理学的建议
                • 第一篇 质点基本运动规律
                  • 第一章 质点运动学
                    • §1.1 位置矢量、速度、加速度及其相互关系
                      • 1.1.1 质点、参考系、坐标系
                        • 1.1.2 位置矢量、位移、速度、加速度及其相互关系
                        • §1.2 位置矢量、速度、加速度相互关系的坐标表示
                          • 1.2.1 直角坐标系下的表示
                            • 1.2.2 平面极坐标系下的表示
                              • 1.2.3 本征坐标系下的表示
                              • §1.3 相对运动
                                • 1.3.1 速度和加速度在平动与静止参考系间的变换
                                  • 1.3.2 速度和加速度在匀角速转动与静止参考系间的变换
                                  • 本章知识单元和知识点小结
                                    • 习题
                                    • 第二章 惯性系下质点动力学
                                      • §2.1 牛顿三定律
                                        • 2.1.1 牛顿第一定律
                                          • 2.1.2 牛顿第二定律
                                            • 2.1.3 牛顿第三定律
                                            • §2.2 万有引力定律
                                              • 2.2.1 开普勒三定律
                                                • 2.2.2 万有引力定律的建立过程
                                                • §2.3 自然界中的基本力及力学中常见的力
                                                  • 2.3.1 自然界中的最基本力
                                                    • 2.3.2 力学中常见的力
                                                    • §2.4 量纲
                                                      • 2.4.1 基本量和导出量
                                                        • 2.4.2 量纲
                                                          • 2.4.3 量纲的意义
                                                            • *2.4.4 时间、长度和质量的计量
                                                            • 本章知识单元和知识点小结
                                                              • 习题
                                                              • 第三章 非惯性系下质点动力学
                                                                • §3.1 相对性原理
                                                                  • §3.2 非惯性系下质点动力学
                                                                    • 3.2.1 加速平动非惯性系中的惯性力
                                                                      • 3.2.2 匀角速转动非惯性系中的惯性力
                                                                      • §3.3 地球表面惯性力现象分析
                                                                        • *§3.4 惯性力的物理本质
                                                                          • 3.4.1 惯性质量与引力质量
                                                                            • 3.4.2 引力场
                                                                              • 3.4.3 等效原理
                                                                              • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                • 习题
                                                                              • 第二篇 运动定理(原理)与守恒定律
                                                                                • 第四章 动量定理与动量守恒定律
                                                                                  • §4.1 质点系的质心运动
                                                                                    • 4.1.1 质点系的质心与质心运动定律
                                                                                      • 4.1.2 质心的特点与求法
                                                                                        • 4.1.3 质心坐标系
                                                                                        • §4.2 质点系动量定理与动量守恒定律
                                                                                          • 4.2.1 质点的动量定理
                                                                                            • 4.2.2 质点系动量定理
                                                                                              • 4.2.3 质心动量定理
                                                                                                • 4.2.4 质点系动量守恒
                                                                                                  • 4.2.5 质心系下质点系总动量
                                                                                                  • §4.3 变质量系统
                                                                                                    • 4.3.1 变质量系统动力学方程
                                                                                                      • 4.3.2 变质量系统动力学方程应用举例
                                                                                                      • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                        • 习题
                                                                                                        • 第五章 功能原理与机械能守恒定律
                                                                                                          • §5.1 质点系动能定理
                                                                                                            • 5.1.1 质点动能定理
                                                                                                              • 5.1.2 力的功、功率
                                                                                                                • 5.1.3 质点系动能定理
                                                                                                                • §5.2 质点系动能定理中的内力功分析
                                                                                                                  • 5.2.1 一对内力功的特点
                                                                                                                    • 5.2.2 保守内力与非保守内力
                                                                                                                      • 5.2.3 质点系的势能
                                                                                                                      • §5.3 质点系功能原理与机械能守恒定律
                                                                                                                        • 5.3.1 质点系功能原理
                                                                                                                          • 5.3.2 质点系机械能守恒定律
                                                                                                                            • 5.3.3 静系与质心系下质点系动能关系
                                                                                                                              • 5.3.4 质心系下质点系的功能原理
                                                                                                                                • *5.3.5 能量守恒定律
                                                                                                                                • §5.4 碰撞
                                                                                                                                  • 5.4.1 碰撞的特点
                                                                                                                                    • 5.4.2 一维碰撞过程与分类
                                                                                                                                      • 5.4.3 碰撞定律
                                                                                                                                        • *5.4.4 二维碰撞
                                                                                                                                        • *阅读资料A 关于动量和能量的历史讨论
                                                                                                                                          • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                                                            • 习题
                                                                                                                                            • 第六章 角动量定理与角动量守恒定律
                                                                                                                                              • §6.1 质点角动量定理
                                                                                                                                                • 6.1.1 质点的角动量定理
                                                                                                                                                  • 6.1.2 力的力矩
                                                                                                                                                    • 6.1.3 质点的角动量
                                                                                                                                                      • 6.1.4 质点角动量守恒
                                                                                                                                                      • §6.2 质点系角动量定理与角动量守恒定律
                                                                                                                                                        • 6.2.1 质点系角动量定理
                                                                                                                                                          • 6.2.2 质点系角动量守恒定律
                                                                                                                                                            • 6.2.3 静系与质心系下质点系角动量关系
                                                                                                                                                              • 6.2.4 质心系中质点系的角动量定理
                                                                                                                                                              • §6.3 有心力场问题
                                                                                                                                                                • 6.3.1 三种宇宙速度
                                                                                                                                                                  • *6.3.2 有效势能与轨道特征
                                                                                                                                                                    • *6.3.3 两体化单体问题
                                                                                                                                                                    • *§6.4 守恒律与对称性
                                                                                                                                                                      • 6.4.1 对称性
                                                                                                                                                                        • 6.4.2 因果关系与对称原理
                                                                                                                                                                          • 6.4.3 守恒律与对称性
                                                                                                                                                                          • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                                                                                            • 习题
                                                                                                                                                                          • 第三篇 两种特殊质点系的运动与两种普遍的运动形式
                                                                                                                                                                            • 第七章 刚体
                                                                                                                                                                              • §7.1 刚体定轴转动运动学
                                                                                                                                                                                • 7.1.1 描述刚体定轴转动的转动参量
                                                                                                                                                                                  • 7.1.2 转动参量的矢量性分析
                                                                                                                                                                                    • 7.1.3 转动角量与线量的关系
                                                                                                                                                                                    • §7.2 刚体定轴转动动力学
                                                                                                                                                                                      • 7.2.1 刚体定轴转动的势能、动能、角动量、外力功
                                                                                                                                                                                        • 7.2.2 转动惯量
                                                                                                                                                                                          • 7.2.3 刚体定轴转动的转动定律
                                                                                                                                                                                            • 7.2.4 刚体定轴转动的角动量定理与角动量守恒定律
                                                                                                                                                                                              • 7.2.5 刚体定轴转动的动能定理
                                                                                                                                                                                              • §7.3 刚体平面平行运动的处理方法
                                                                                                                                                                                                • *7.3.1 作用在刚体上的力系及其等效
                                                                                                                                                                                                  • 7.3.2 刚体平面平行运动的处理方法
                                                                                                                                                                                                  • §7.4 以质心为基点处理刚体的平面平行运动
                                                                                                                                                                                                    • 7.4.1 平面平行运动的动能及角动量的表达式
                                                                                                                                                                                                      • 7.4.2 描述刚体的平动和转动的方程
                                                                                                                                                                                                        • 7.4.3 刚体平面平行运动举例
                                                                                                                                                                                                        • *§7.5 刚体平面平行运动中的瞬时转轴
                                                                                                                                                                                                          • 7.5.1 刚体平面平行运动中的瞬时转轴
                                                                                                                                                                                                            • 7.5.2 刚体绕瞬时转轴的动能定理
                                                                                                                                                                                                              • 7.5.3 刚体绕瞬时转轴的转动定律
                                                                                                                                                                                                              • §7.6 刚体的平衡
                                                                                                                                                                                                                • *§7.7 对称刚体的定点运动现象
                                                                                                                                                                                                                  • 7.7.1 对称刚体的惯量主轴
                                                                                                                                                                                                                    • 7.7.2 刚体不受外力矩作用时的运动现象
                                                                                                                                                                                                                      • 7.7.3 刚体受外力矩作用时的进动现象
                                                                                                                                                                                                                        • 7.7.4 刚体受外力矩作用时的章动现象
                                                                                                                                                                                                                          • 7.7.5 刚体定点纯滚动时的进动现象
                                                                                                                                                                                                                          • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                                                                                                                                            • 习题
                                                                                                                                                                                                                            • 第八章 流体
                                                                                                                                                                                                                              • §8.1 流体静力学
                                                                                                                                                                                                                                • 8.1.1 静流体内任意一点的压强
                                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.2 静流体内不同点压强的关系
                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1.3 浮力定律(阿基米德原理)
                                                                                                                                                                                                                                      • 8.1.4 帕斯卡定律
                                                                                                                                                                                                                                      • §8.2 理想流体的定常流动
                                                                                                                                                                                                                                        • 8.2.1 动流体的描述
                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2.2 动流体内任意一点的压强
                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.3 连续性方程
                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2.4 伯努利方程
                                                                                                                                                                                                                                                • *8.2.5 流体的动量与角动量
                                                                                                                                                                                                                                                • §8.3 伯努利方程的应用
                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.3.1 机翼的升力、马格纳斯效应等日常生活现象举例
                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.3.2 小孔流速测量
                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.3.3 管道中流体流速测量——汾丘里流量计
                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.3.4 非管道中流体流速测量——皮托管
                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.3.5 虹吸现象
                                                                                                                                                                                                                                                          • *§8.4 黏性流体的流动
                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.4.1 黏性流体的黏性定律
                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.4.2 黏性流体在水平圆管内的流动——泊肃叶公式
                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.4.3 黏性流体伯努利方程的修正
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.4.4 层流、湍流——雷诺数
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.4.5 物体在黏性流体中所受阻力——斯托克斯公式
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第九章 振动
                                                                                                                                                                                                                                                                        • §9.1 简谐振动
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.1.1 简谐振动的动力学方程及其解
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.1.2 简谐振动的运动学特征
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.1.3 简谐振动的几何描述
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.1.4 简谐振动的合成
                                                                                                                                                                                                                                                                                • §9.2 阻尼振动
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.2.1 阻尼振动的微分方程及其解
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • *9.2.2 弱阻尼振动的能量损失、品质因数
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • §9.3 受迫运动
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.3.1 受迫振动的微分方程及其解
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.3.2 受迫振动的共振现象
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • *9.3.3 受迫振动中的能量
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • *§9.4 二自由度振动——简正频率
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • *§9.5 非线性振动简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第十章 波动
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • §10.1 机械波的定性描述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.1.1 产生机械波的条件与波的特点
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.1.2 波的几何描述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.1.3 波的分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • §10.2 机械波的波动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.2.1 张紧弦线的波动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.2.2 固体的弹性波动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • §10.3 机械波的运动学方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.3.1 机械波波动方程的解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.3.2 波传播形式的分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.3.3 波的相速度与*群速度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • §10.4 简谐机械波的运动学方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.4.1 描述简谐波特征的物理量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.4.2 相位传输法确定平面简谐波表达式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.4.3 平面简谐波几种常见的表达式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • §10.5 机械波的能量、传播以及反射与合成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.5.1 行波的能量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.5.2 波的衍射 惠更斯原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.5.3 波的叠加原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.5.4 波在界面的反射与透射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.5.5 驻波
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.5.6 简正频率
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • §10.6 多普勒效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • *§10.7 声波与超波速运动简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第四篇 时 空 结 构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第十一章 狭义相对论简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • §11.1 经典时空观与实验的矛盾
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.1.1 伽利略变换蕴含的经典时空观
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.1.2 迈克耳孙-莫雷实验
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • §11.2 狭义相对论的两条基本假设
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • §11.3 洛伦兹变换与速度和加速度变换
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.3.1 洛伦兹变换
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.3.2 相对论中的速度和*加速度变换
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.3.3 伽利略变换与洛伦兹变换的分析比较
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • §11.4 狭义相对论运动学的基本现象
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.4.1 同时的相对性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.4.2 时间延缓
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.4.3 长度收缩
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.4.4 时钟的同步
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.4.5 多普勒效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • *§11.5 狭义相对论动力学基本关系式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.5.1 相对论中的质量和动量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.5.2 相对论中的动能、质能关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.5.3 相对论中的能量与动量的关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.5.4 相对论中的力
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.5.5 静质量为零的粒子
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • *第十二章 广义相对论简介、宇宙学与天体物理初步
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 广义相对论简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • §12.1 狭义相对论的两个遗留问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • §12.2 广义相对论的理论基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.2.1 等效原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.2.2 广义协变性原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.2.3 引力场方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • §12.3 广义相对论预言现象与实验证实
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.3.1 光线偏折与星体位置观测和引力透镜
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.3.2 引力时间延缓与引力红移
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.3.3 时空弯曲与水星轨道进动
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.3.4 引力场中光速减慢与雷达回波延迟
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.3.5 黑洞
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.3.6 引力子与引力波
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.3.7 GPS时钟校正
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 宇宙学与天体物理初步
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • §12.4 宇宙的物质结构与年龄
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • §12.5 宇宙的统一整体性——宇宙学原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • §12.6 宇宙在膨胀——哈勃定律与奥伯斯佯谬
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • §12.7 宇宙的起源——大爆炸理论模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • §12.8 暗物质与暗能量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • §12.9 恒星的演化与发光星体的观测分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.9.1 恒星的演化——白矮星、中子星、黑洞
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.9.2 发光星体的观测分类——星座
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 本章知识单元和知识点小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • *阅读资料B 关于引力场方程所决定的时空度规的简要介绍
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 矢量运算基本知识
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 常用数据
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 机械运动领域物理学家简历一览表
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              课程网址: null

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