中國科學技術大學交叉學科基礎物理教程：力學/中國科學技術大學精品教材 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《中國科學技術大學交叉學科基礎物理教程：力學/中國科學技術大學精品教材》作者在中國科學技術大學長期教授一年級“力學”基礎課，具有豐富的教學經驗。《中國科學技術大學交叉學科基礎物理教程：力學/中國科學技術大學精品教材》是在十餘年講義的基礎上，根據交叉學科人纔培養的實際需要，參考國內外多部優秀教材編寫而成的。內容主要包括：“時間”和“空間”以及“測量”中的一些重要問題、牛頓經典力學、振動與波、以“質點”模型為基礎構建的不同“體”模型。作為對經典力學的補充，還簡單介紹瞭狹義相對論的時空觀。為瞭使讀者理解所謂的物理理論實際上是對真實世界的一種描述，每一章都試圖從自然界的實際現象或需要解決的問題齣發，引入物理學上對這些現象或問題的描述方式或辦法，以及所建立起來的相應的理論體係。這實際上更接近物理學研究處理實際問題的方式。書後附有豐富的習題，供讀者有針對性地選擇練習，以加深對教學內容的理解與認識，掌握用所學理論、知識解決實際問題的方法。
　　《中國科學技術大學交叉學科基礎物理教程：力學/中國科學技術大學精品教材》可供綜閤性大學和理工類院校作為普通物理力學教科書或主要參考書，也可供大專院校物理教師和物理教學研究工作者參考。

內頁插圖

目錄

前言
給使用本教材的教師和同學的些許建議
緒論
0.1 物理與力學
0.2 力學的發展史
0.3 物理學的特點
0.4 物理學與數學的關係
0.5 交叉學科與力學
0.6 對學習力學的一些建議

第1章 時間、空間與測量
1.1 時間與空間概念的形成
1.2 時間的度量
1.2.1 定量測量方法的形成
1.2.2 “芝諾佯謬”與度量方法的選擇
1.2.3 時間測量的常用方法
1.2.4 時間的單位和標準
1.3 空間（長度）的度量
1.3.1 空間（長度）的定量測量方法
1.3.2 不同尺度長度的測量方法
1.3.3 長度的單位和標準
1.4 時間、空間測量中的局限
1.4.1 時間和空間測量的相對性
1.4.2 時間和空間測量的不確定性
1.5 有效數字，不確定度，估算，單位製與量綱
1.5.1 測量
1.5.2 測量的精度與有效數字
1.5.3 不確定度
1.5.4 基本力學量的估算與量級分析
1.5.5 單位製
1.5.6 量綱分析及其實用意義

第2章 質點運動學
2.1 模型——實際對象的理想化與簡化
2.1.1 理想化模型
2.1.2 質點-牛頓力學的基本模型
2.2 一維運動的描述
2.2.1 參照係與參考坐標係
2.2.2 “飛矢不動”佯謬與速度概念的引入
2.2.3 勻速運動與變速運動
2.3 平麵運動
2.3.1 位置矢量與位移
2.3.2 速度與加速度
2.3.3 時間麯綫與空間軌跡
2.3.4 恒定加速度平麵運動，拋體運動
2.3.5 勻速圓周運動
2.3.6 平麵極坐標係中的速度、加速度錶示
2.4 三維空間運動
2.4.1 三維空間運動的描述
2.4.2 三維軌道退化為平麵軌道
2.4.3 行星運動的嚮心加速度
2.4.4 運動軌道分類
2.5 運動的相對性與伽利略變換
2.5.1 相對與絕對
2.5.2 位置和軌跡的相對性
2.5.3 速度的相對性
2.5.4 加速度的相對性與絕對性
2.5.5 伽利略變換
2.5.6 速度閤成律的失效

第3章 牛頓動力學
3.1 牛頓第一定律（慣性定律）
3.2 牛頓第二定律
3.2.1 牛頓第二定律的建立
3.2.2 質量與力的單位
3.3 牛頓第三定律
3.4 力與相互作用
3.4.1 幾種常見的力及其機理
3.4.2 四種基本相互作用及其統一
3.5 非慣性係中的牛頓動力學
3.5.1 非慣性係
3.5.2 平動加速參考係
3.5.3 轉動參考係
3.6 牛頓方程的對稱性
3.6.1 對稱性
3.6.2 牛頓方程的平移對稱性與宇宙的均勻性
3.6.3 牛頓方程的轉動對稱性與宇宙的各嚮同性
3.6.4 矢量及其轉動特性
3.7 牛頓動力學方程的意義與應用
3.7.1 牛頓動力學方程的含義
3.7.2 動力學方程的數值解
3.7.3 數值分析方法的地位
3.7.4 牛頓動力學方程的應用
3.8 經典力學、相對論力學與量子力學

第4章 萬有引力
4.1 開普勒行星運動三定律與萬有引力定律的建立
4.1.1 行星運動的描述
4.1.2 開普勒行星運動三定律
4.1.3 萬有引力定律及其建立
4.1.4 萬有引力定律的天文學驗證
4.2 引力的幾何性
4.2.1 慣性質量與引力質量
4.2.2 萬有引力常量G值及其測量
4.2.3 引力的幾何性
4.3 引力的計算
4.3.1 多質點體係的萬有引力
4.3.2 連續體的萬有引力
4.4 引力場
4.4.1 場
4.4.2 引力與引力場
4.4.3 引力場的梯度與潮汐現象、小行星撕裂
4.4.4 場與物理學
4.5 牛頓萬有引力定律的適用範圍與愛因斯坦的引力觀
……

第5章 守恒定律
第6章 振動和波
第7章 剛體
第8章 彈性力學初步
第9章 流體力學初步
第10章 狹義相對論基礎
習題
部分習題參考答案
參考書目
附錄A 力學中的常用物理量
附錄B 矢量概述
附錄C 微積分簡介
附錄D 復變函數初步
附錄E 建議學時和習題安排
常用概念中英文索引

前言/序言

　　普通物理中的“力學”，是大學生接觸到的第一門大學物理課程。作為大學普通物理的“力學”與在中學已經非常熟悉的“力學”有什麼不同？為什麼不論什麼專業（幾乎所有的理工類專業，甚至部分文科專業）的大學生都要學習普通物理課程？為什麼說普通物理是重要的基礎課？不少剛進入大學的同學感到非常睏惑，覺得不知道該怎樣學習這門課程，如何纔能學好它。力學課程中的不少概念與理論同學們在中學都學習過，有些還能非常熟練地運用；因此部分同學可能看輕力學，誤認為沒有什麼新的內容，結果忽視瞭這門課程真正希望告訴同學們的東西，包括涉及的許多基本概念和理論，特彆是建立這些概念、獲得這些理論的方法。
　　本教材希望能使讀者對力學的基本概念有較為透徹的理解。為瞭達到這一目的，我們努力通過能引起讀者閱讀興趣而且條理清楚、容易理解、可讀性較強的方式來闡釋力學。為什麼要學習物理？為什麼要學習“力學”？這是很多同學經常問的問題。迴答當然是確定的，因為物理學、力學不論是對我們的日常生活還是對其他學科的科學研究、技術開發都非常有用，是我們試圖理解我們周圍這個世界的基礎。所以，我們還希望能通過一些有趣的應用實例使學生瞭解力學在我們日常生活以及他們將來所從事專業中的實際應用，幫助他們形成用物理學的眼光認識世界的習慣，理解“模型”的重要意義以及物理學“理論”的確切含義，培養在日常生活和工作中靈活運用物理的能力。
　　為瞭使讀者理解所謂的物理理論實際上是對我們周圍真實世界的一種描述，我們每一章都試圖從自然界的實際現象或需要解決的問題齣發，引入物理學上對這些現象或問題的描述方式或辦法，以及所建立起來的相應的理論體係。這樣可以使本書盡量有趣易懂，實際上也更接近物理學研究處理實際問題的方式，即從實際現象或問題齣發，進行適當的簡化與近似，找到閤適的數學描述辦法，靈活地運用強大的數學工具求解，再將數學解應用於實際問題。希望這一目標能夠達到。
　　“力學”中講到的方法論不僅對將來準備從事科學研究、工程開發的同學十分重要，對其他同學培育科學素養也是非常有益的。當代自然科學的很多最新成果都是在傳統物理理論與方法的基礎上産生的。“力學”課程的教學內容應係統地介紹自然科學的産生、發展和沿承。從亞裏士多德、阿基米德到達·芬奇、哥白尼、開普勒、伽利略，到牛頓，再到愛因斯坦等，每一次理論的飛躍都反映瞭人類認識水平的提高以及認識方式的進步。現在的自然科學發展很快，新理論、新技術層齣不窮，要求人們必須養成終身學習的習慣，具備自我學習的能力，也就是必須掌握科學的世界觀、認識論與方法論，而這些應該都可以通過“力學”課程的學習讓學生仔細體會，認真領悟。
　　本教材除緒論外共分10章。“緒論”簡單介紹力學的基本內容、特點與學習中需要注意的問題。第1章主要介紹力學中涉及的最基本也是最重要的兩個概念：“時間”和“空間”，以及“測量”中的一些重要問題。在此基礎上，第2章討論如何正確地描述物體運動的問題，第3章則討論運動狀態變化與物體之間相互作用的關係，第4章重點討論一類特殊的相互作用——引力。復雜多變的自然界中還有一些物理量在一定條件下是不變的或守恒的，第5章圍繞這些守恒量存在的條件及物理學上的意義進行討論。作為質點力學的實際應用，第6章討論常見的振動與波現象。以“質點”模型為基礎，可以構建不同的“體”模型：剛體、彈性體、流體（液體和氣體），第7章至第9章分彆討論這些“體”模型的構建與基本應用，而氣體的“質點組”模型又為“熱學”和“熱力學”中的分子運動論作瞭一定的準備。

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