普通物理 力学
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四川成都
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作者刘兆龙 石宏霆 王菲
出版社机械工业出版社
ISBN9787111721970
出版时间2023-06
装帧平装
开本16开
定价79元
货号29592302
上书时间2024-10-21
商品详情
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前言
前言
从伽利略的工作算起，力学已经历了400多年的发展，众多物理学家和力学家探寻机械运动的法则，造就了完整严谨的力学学科。为了传承这一人类智慧的结晶，继而获得对机械运动的新认知，推动社会与科技的进步与发展，相关教育者们一直不遗余力地归纳已有研究成果，整合进展，考量学生的基础和未来的发展，将力学知识系统地组织起来，并配置例题和练习题，编成教材，将学习内容、方法训练、学习成果检测有机地结合为一体。为大批学生集中授课而用的力学教材已有200余年的历史。随着力学的发展、高等教育的改革、学生知识结构的变化、教育理念与技术的更新，为满足多种教学需要，力学教材种类和功能不断增多与完善。
近年来，一方面，随着我国义务教育和高中教育的发展，学生的基础知识与十几年前相比有较大不同，特别是互联网已成为师生熟知的资源，电子设备也已成为常用的学习与教学工具。另一方面，高等学校的教育改革不断推进，随大类培养和学分制的不断实施与完善，原本仅面向物理专业大学新生的“普通物理力学”课程已经成为部分理科学生的必修基础课以及工科学生的选修课程，所拥有的学生规模不断扩大。因此，在教学实践中编者深感迫切需要一本满足当下理工科学生需求且融合力学发展与物理教育成果的普通物理力学教材。这正是编著这本教材的初衷，它激励着我们在总结多年教学经验的基础上，承袭普通物理力学教材的传统，融合教育技术、教育理念和教学方法，以互联网为依托，编著了这本具有时代特色的新形态教材，帮助学生走进力学、走进物理、走进科学、走向未来。
本书以力学基本理论为主体，合理地设置教学内容和篇幅，以务实的态度、清新友好的风格和简洁的语言系统阐述基本概念、规律、典型现象和主要应用，并适度介绍研究成果和进展；精选例题并合理配置习题，注重方法的训练和解决问题能力的培养。全书共10章，由质点运动学开篇，随后论述质点、质点系所遵从的动力学规律，再分别对万有引力、刚体、连续体、振动、波动进行介绍，后以相对论结束。
借助网络，本书将文字叙述、授课视频、动画、演示实验等内容有机地融合为一体，形成新形态教材，多角度、全方位地呈现力学的基本理论体系与框架、基本研究方法、基本应用。本书配有线上授课视频和习题讲解视频，并提供了充足的在线练习。相比于传统的纸质教材，这一新形态教材拓展了力学课程的广度和深度，可更直观地展现相关知识、知名实验室、先进大型科研设备及其工作原理等。静态文字与动态视频相辅相成，使教材焕发着新活力，引力波不再遥远，探索火星的过程不再陌生，陀螺的进动更加直观……原本只能在课堂上看到的演示实验可以随时展现在学生面前。
本书的特色是借助网络以现代物理视角诠释与演绎力学主体教学内容，将新理念、新进展、新方法、新素材融入其中。它以传授知识和培养能力为目标，把握力学的内涵与外延，注重基本概念的论述，着重物理图像和知识体系的构建，以及分析问题和解决问题能力的培养。同时，本书也重视学生动手能力的培养，介绍居家小实验，激发学生的学习兴趣。
为贯彻党的二十大提出的“人才强国”和“加强基础研究”战略，以培养德才兼备的一流科技领军人才和创新团队为目标，教材的编著本着以学生为中心的理念，遵循易读、易学、易用的原则，充分关注21世纪我国学生的认知规律与基础，采用概念优先的教学方法，力图使学生明白为数不多的基本概念可以广泛地应用于各种情景，引导学生建立物理直觉，注重科学研究方法，获得坚实理论基础，增强自主创新能力。
编者具有丰富教学经验和科研背景，曾编写、改编和翻译10余本大学物理教材。本书由刘兆龙撰写第1、2、3、4、6、8、9章及绪论和附录，石宏霆撰写第5、7章，王菲撰写第10章。
编者阅读了国内外多本相关教材，从中汲取了宝贵经验，在此向全球物理教育工作的前辈和同行们致以深深的敬意！
感谢北京理工大学给予的支持！感谢学生们一直给予的激励！编者特别感谢张金奎编辑对教材编写提出的宝贵意见和建议，以及对教材所做的细致图文加工等工作。
限于编者水平，加之脱稿仓促，首版中错误与不妥之处在所难免，诚恳地希望广大专家、教师和其他读者给予批评和指正。
编者2022年元月于北京中关村
导语摘要
本书以力学基本理论为主体，系统阐述基本概念、规律、典型现象和主要应用，适度介绍学科研究成果和进展。作为新形态教材，本书在承袭传统纸质教材的基础上，将文字叙述、授课视频、动画、演示实验等内容有机地结合为一体。除绪论和附录之外，全书共10章，包括质点运动学、牛顿运动定律、动量与角动量、功和能、万有引力、刚体力学、连续体力学、机械振动、机械波、相对论。各章后附有提要、思考题和习题，书末附有习题参考答案。此外，与本书配套的学习指导书—— 《〈普通物理力学〉学习指导与习题解答》也已同步出版发行。
本书可作为高等院校理工科专业力学课程的教材或教学参考书。
目录
目录
前言
绪论001
0.1物理学与力学001
0.2单位制与量纲002
0.3估算006
0.4致学习者009
第1章质点运动学011
1.1位置矢量位移011
1.1.1位置矢量质点运动
方程011
1.1.2位移014
1.2速度015
1.2.1平均速度015
1.2.2瞬时速度015
1.3加速度018
1.3.1平均加速度018
1.3.2瞬时加速度018
1.4相对运动022
1.5典型运动023
1.5.1匀加速运动023
1.5.2圆周运动026
1.5.3一般平面曲线运动032
本章提要034
思考题037
习题037
第2章牛顿运动定律041
2.1牛顿运动定律概述041
2.1.1牛顿定律041
2.1.2牛顿第二定律042
2.1.3牛顿第三定律045
2.2自然界中的相互作用045
2.2.1自然界中的基本相互
作用045
2.2.2常见力048
2.3牛顿运动定律的应用053
2.4力学相对性原理056
2.5非惯性系与惯性力058
2.5.1直线加速参考系中的
惯性力058
2.5.2惯性离心力061
2.5.3科里奥利力062
本章提要067
思考题068
习题068
第3章动量与角动量073
3.1力的冲量073
3.1.1冲量073
3.1.2平均冲力074
3.2动量定理075
3.2.1质点的动量定理075
3.2.2质点系的动量
定理076
3.3动量守恒定律及应用078
3.3.1动量守恒定律078
3.3.2火箭飞行原理079
3.4质心084
3.4.1质心的位置矢量084
3.4.2质心的运动086
3.4.3质心系087
3.5角动量088
3.5.1质点的角动量088
3.5.2力矩090
3.5.3角动量定理092
3.5.4角动量守恒定律095
本章提要096
思考题098
习题098
第4章功和能102
4.1功102
4.1.1恒力的功102
4.1.2变力的功102
4.1.3合力的功104
4.1.4功率104
4.2动能动能定理106
4.2.1质点的动能定理106
4.2.2质点系的动能定理107
4.2.3一对力的功108
4.2.4柯尼希定理109
4.3保守力与势能113
4.3.1保守力与非保
守力113
4.3.2势能114
4.3.3由势能求保守力116
4.4功能原理机械能守恒定律118
4.4.1质点系的功能
原理118
4.4.2质心系中的功能
原理119
4.4.3机械能守恒定律120
4.5碰撞122
4.5.1一维碰撞122
4.5.2二维与三维碰撞127
4.5.3质心系中的两体
碰撞130
本章提要135
思考题137
习题137
第5章万有引力141
5.1开普勒定律141
5.2万有引力定律142
5.2.1万有引力定律的
建立142
5.2.2引力常量G145
5.2.3引力质量与惯性
质量146
5.2.4地球自转对重力的
影响148
5.3引力场149
5.3.1引力场的描述149
5.3.2引力场中的高斯定理
及其应用151
5.4引力势能155
5.4.1引力势能的表达式155
5.4.2宇宙速度156
5.5万有引力定律对开普勒运动的
解释159
5.5.1开普勒定律导出万有
引力定律159
5.5.2万有引力定律对开普勒
运动的解释及推广161
5.5.3有效势能的应用164
5.6潮汐力和洛希极限169
5.6.1潮汐力169
5.6.2洛希极限173
本章提要175
思考题177
习题178
第6章刚体力学181
6.1刚体的运动与描述181
6.1.1平动与转动181
6.1.2角速度与角加速度182
6.1.3刚体的转动惯量186
6.1.4刚体定轴转动的角
动量190
6.2刚体定轴转动定律及其
应用191
6.2.1刚体定轴转动定律191
6.2.2刚体定轴转动定律的
应用194
6.3刚体定轴转动的角动量定理
与角动量守恒定律196
6.3.1角动量定理196
6.3.2角动量守恒定律197
6.4刚体定轴转动的功和能199
6.4.1力矩的功200
6.4.2刚体定轴转动的
机械能200
6.4.3刚体定轴转动动能
定理201
6.5刚体平面运动203
6.5.1刚体平面运动的运动
学描述203
6.5.2刚体平面运动动
力学209
6.6进动215
6.6.1回转仪及其定
轴性215
6.6.2回转仪的进动216
6.6.3地球的进动与岁差219
6.7刚体的平衡221
本章提要223
思考题227
习题228
第7章连续体力学233
7.1固体的弹性233
7.1.1应力和应变——胡克
定律234
7.1.2胡克定律以外240
7.2流体静力学242
7.2.1压强——帕斯卡
原理242
7.2.2浮力——阿基米德
原理246
7.2.3表面张力249
7.3流体的流动253
7.3.1关于理想流体的几个
基本概念254
7.3.2伯努利方程256
7.3.3流体的黏性261
*7.3.4湍流265
本章提要266
思考题268
习题269
第8章机械振动272
8.1简谐振动及其运动学特征272
8.1.1简谐振动的运动学
描述273
8.1.2简谐振动的特征量274
8.1.3简谐振动的几何描述
旋转矢量276
8.1.4相位差277
8.2简谐振动动力学方程与
实例279
8.2.1简谐振动的受力
特点279
8.2.2简谐振动实例279
8.3简谐振动的能量284
8.3.1动能与势能284
8.3.2机械能285
8.4阻尼振动287
8.4.1位移随时间变化的
关系287
8.4.2品质因数290
8.5受迫振动与共振291
8.5.1受迫振动291
8.5.2共振294
8.5.3受迫振动的能量295
8.6简谐振动的合成297
8.6.1同方向同频率简谐振动
的合成297
8.6.2同方向不同频率简谐
振动的合成301
8.6.3相互垂直的简谐振动
的合成304
本章提要307
思考题310
习题311
第9章机械波315
9.1机械波的形成与描述315
9.1.1机械波的形成315
9.1.2横波与纵波317
9.1.3波的几何描述波面
与波线318
9.2波速319
9.2.1绳波的波速320
9.2.2气体与液体中纵波的
波速321
9.2.3常用波速公式322
9.3波函数324
9.
内容摘要
本书以力学基本理论为主体，系统阐述基本概念、规律、典型现象和主要应用，适度介绍学科研究成果和进展。作为新形态教材，本书在承袭传统纸质教材的基础上，将文字叙述、授课视频、动画、演示实验等内容有机地结合为一体。除绪论和附录之外，全书共10章，包括质点运动学、牛顿运动定律、动量与角动量、功和能、万有引力、刚体力学、连续体力学、机械振动、机械波、相对论。各章后附有提要、思考题和习题，书末附有习题参考答案。此外，与本书配套的学习指导书—— 《〈普通物理力学〉学习指导与习题解答》也已同步出版发行。
本书可作为高等院校理工科专业力学课程的教材或教学参考书。
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