《大学物理教程》习题分析与解答 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:夏兆阳，王雪梅

出品人:

页数:166

译者:

出版时间:2004-1

价格:14.30元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040144369

丛书系列:

图书标签:

• 大学物理
• 物理学
• 习题集
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• 解答
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• 物理辅导
• 习题分析

《经典力学导论：理论与应用》 内容简介 本书旨在为物理学、工程学及相关专业学生提供一个深入且全面的经典力学学习框架。区别于传统的、侧重于公式推导的教材，《经典力学导论：理论与应用》致力于构建一个从基本概念到前沿应用的完整知识体系，强调物理思想的深度理解和数学工具的熟练运用。 全书结构严谨，逻辑清晰，共分为四个主要部分：基础框架的重构、解析力学的核心、刚体与形变体的动力学，以及场论与特殊运动。 第一部分：基础框架的重构 本部分是全书的基石，着眼于对牛顿力学进行更深层次的认识和拓展。我们首先回顾了伽利略变换的局限性，并引入了相对性原理的初探。重点在于对“力”、“质量”和“动量”等基本概念进行精确的数学描述和物理意义的辨析。 坐标系与约束： 详细讨论了约束力的性质，区分了完整约束与非完整约束，并引入了虚拟位移的概念，为后续的变分原理做铺垫。 守恒定律的普适性： 深入探讨了能量、动量和角动量的守恒，不仅在惯性系中推导，更着眼于其在非惯性系中的推广形式，例如科里奥利力和离心力作为“假想力”的物理根源。 微小振动分析： 集中于单自由度和多自由度系统的线性化振动分析。通过建立系统势能的泰勒展开，系统性地讲解了正常模式、特征频率和振型，为理解复杂物理系统的稳定性提供了基础工具。 第二部分：解析力学的核心 解析力学是连接微观与宏观、经典与现代物理的关键桥梁。本部分将带领读者从拉格朗日量出发，实现对经典力学理论的优雅重构。 拉格朗日力学： 详细阐述了最小作用量原理（哈密顿原理），并基于此推导出欧拉-拉格朗日方程。本书特别强调了坐标选择的灵活性，展示了如何利用广义坐标简化复杂问题的求解。对循环坐标和守恒量的识别，是本章的重点训练内容。 哈密顿力学： 引入勒让德变换，从拉格朗日量过渡到哈密顿量。重点在于理解相空间的概念及其几何意义。本书系统阐述了哈密顿正则方程，并详细讨论了泊松括号的代数结构及其在时间演化中的作用。 正则变换与生成函数： 深入解析了保持哈密顿正则方程形式不变的正则变换。通过对四种生成函数的详细推导和应用实例，展示了如何利用正则变换简化或“积分”一个力学系统，这是解决复杂动力学问题的核心技术之一。 第三部分：刚体与形变体的动力学 本部分将经典力学的理论工具应用于宏观物体的运动描述。 刚体的运动学： 详尽分析了三维空间中刚体的瞬时运动，引入了旋转张量、欧拉角以及角速度矢量。重点解析了刚体运动的瞬时旋转轴和瞬时平移速度。 刚体的动力学： 推导了牛顿-欧拉方程，并着重讲解了转动惯量张量的计算、主轴的确定和惯量椭球的概念。本书通过大量工程实例，如陀螺仪的进动与章动，展示了张量分析在刚体动力学中的强大威力。 微小形变： 对于弹性体的初步探讨，介绍了应力-应变关系的基本概念，以及线弹性材料的胡克定律在二维和三维下的张量表达，为后续接触更深层材料力学打下基础。 第四部分：场论与特殊运动 本部分将经典力学拓展至连续介质和电磁场背景下的运动。 连续介质力学基础： 将自由质点组的概念推广到连续体。讨论了流体静力学和流体力学的基础方程，包括欧拉方程和纳维-斯托克斯方程的简化形式，重点分析了涡旋运动和伯努利原理的物理含义。 经典场论的萌芽： 从拉格朗日密度出发，展示如何通过场论的变分原理推导出波方程、连续性方程等偏微分方程，强调了场（而非质点）作为基本物理实体的思想转变。 微扰理论与摄动分析： 针对无法精确求解的非线性或微小扰动系统，系统介绍了时间无关和时间相关的微扰理论。通过对受迫振动和开普勒问题的分析，训练读者处理真实世界中近似解的能力。 本书特色 强调物理直觉： 每个数学工具的引入都紧密联系着具体的物理图像，避免了纯粹的数学推导堆砌。 理论深度与广度兼顾： 覆盖了从牛顿力学到解析力学的完整过渡，并为学习狭义相对论和量子力学中的经典极限做好充分准备。 严谨的数学表述： 在涉及张量、微分形式和泊松括号时，保持了数学的精确性，有助于培养学生严谨的科学思维。 《经典力学导论：理论与应用》不仅是一本教科书，更是一部系统梳理经典物理世界运行法则的工具书，适合对物理学原理有深刻追求的本科生、研究生及科研人员使用。

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我花了整个周末时间，集中攻克了“振动与波”那一章的难题集。说实话，这部分的内容深度远超我预期的“习题解答”的范畴。它不仅仅是简单地将题目列出来，然后给出最终答案，而是深入到了对物理图像的重建过程。比如，对于一个复杂的耦合振子问题，书里不是直接套用拉格朗日方程，而是先用文字详细描述了如何设定坐标系，如何分离变量，甚至讨论了为什么在特定近似下可以忽略某些耦合项。这种层次感让我感到非常惊喜，也让我意识到，这本书的定位更像是“高阶解题思维训练手册”，而非简单的题库。然而，也正因为这种深入，导致某些步骤的跳跃性稍大。比如，在处理阻尼振动时，涉及到一个复杂的复数代数运算，书中直接写出了最终的解析解形式，但中间从微分方程求解到复数积分展开的过程，如果读者对复变函数的基础不够牢固，可能会感到一头雾水，需要额外查阅其他参考资料来填补这个知识空白。所以，这本书对读者的基础要求相对较高，更适合那些希望从“会做题”提升到“理解题意背后物理规律”的学生。

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我注意到书中对某些“陷阱题”的处理方式非常有趣，这绝对是本书的一大亮点，也是我决定推荐给身边朋友的主要原因。很多市面上的习题集处理难题的方式无非就是展示最简洁高效的解法，但这本《教程》却花了不少篇幅来讨论“错误的解法”和“思维定势”。例如，在处理狭义相对论中的时间膨胀问题时，书中特意设置了一个章节，分析了为什么用伽利略变换去处理接近光速的运动会导致什么样的逻辑矛盾，以及在哪一步代数处理中会引入非物理的假设。这种“反向教学”的方法极其有效，它强迫你不仅要掌握正确的公式和步骤，更要理解这些公式适用的前提条件和物理边界。这就像是给你的知识体系打了一针预防针，让你在面对考试中那些故意设置的迷惑性选项时，能够迅速识别出其背后的缺陷。这种对思维误区的深度剖析，是教科书式的解答通常不会提供的，显示了编著者在多年教学实践中积累的深刻洞察力。

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坦白说，这本书的价值很大程度上取决于你打算用它做什么。如果你的目标只是应付期末考试中那些标准化的、基于公式套用的题目，这本书可能会显得有些“杀鸡用牛刀”，因为它的深度和广度超出了基础考核的范围，阅读起来会有些吃力，投入产出比不高。但如果你正准备参加更高层次的物理竞赛，或者未来打算走研究生的道路，那么这本书无疑是一笔宝贵的财富。它不仅仅提供了答案，更重要的是提供了一种研究者看待问题的视角——如何将一个宏观的物理现象拆解成可操作的数学模型，并在模型构建完成后，对其进行严格的逻辑检验。我发现自己在使用它时，不再满足于得到一个正确的数字，而是开始追问“为什么是这个数字”以及“这个数字背后的物理意义是什么”。这种思维深度的提升，是任何死记硬背公式都无法达成的。它的厚度意味着沉重，但这份沉重中蕴含的知识密度，却是物超所值的。

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这本书的封面设计，坦白讲，第一眼没能完全抓住我的注意力。那种传统的理工科教材风格，米黄的底色配上深蓝的字体，给人一种十分“正经”的感觉，但也稍微显得有些呆板，缺乏一点现代感。我当时买它，完全是冲着名字里的“习题分析与解答”去的，因为我的微积分和线性代数基础还算扎实，但一到处理涉及物理概念的复杂积分或矩阵运算时，总是感觉抓不住重点，解题思路不够开阔。拿到书后，我立刻翻阅了目录，发现它覆盖的知识点确实非常全面，从经典力学的基础刚体运动到电磁学的麦克斯韦方程组应用，甚至连初步的量子力学概念都有涉及。不过，在阅读“如何使用本书”的引导部分时，我发现作者的叙述方式偏向于学术化，没有像某些辅导书那样提供一个特别清晰的“学习路径图”。比如，它没有明确告诉你，如果你是自学，应该先啃哪些章节，或者如何利用它来配合你正在使用的某某版本的大学物理教材。这种详尽但略显生硬的组织结构，对于初次接触高等物理的学生来说，可能需要花更多时间去适应和梳理。总体来说，它像一个装备精良的工具箱，东西都在，但如何最快地找到并使用最合适的工具，需要使用者自己去摸索和建立一套方法论。

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这本书的排版设计，说实话，非常考验我的视力，特别是下午光线不好的时候。纸张的质地属于那种偏薄的哑光纸，虽然可以有效减少印刷过程中的油墨反光，但在印刷那些复杂的数学公式，特别是那些上下标、希腊字母和连分式时，如果光线稍有偏差，那些精细的符号界限就会变得模糊不清。更让我头疼的是，很多图示，比如电磁场中的矢量分析图，或者力学中的受力分析图，如果能配上双色印刷（例如，用红色或蓝色来区分不同的向量方向），视觉效果和理解效率会大大提升。但在这本书里，所有的图都是单色线稿，虽然清晰度尚可，但在区分角度和方向时，我不得不反复眯眼确认那个小箭头到底指向哪个象限。这无疑拖慢了我的学习速度，因为每当我遇到一个包含多个矢量叠加的题目时，我都需要花费额外的时间来“解码”图上的信息，而不是直接投入到解题思路的构建中去。一本定位为“教程”和“分析”的书，在基础的视觉传达上，似乎没有达到应有的标准。

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