具体描述
探索物理世界的奥秘：经典力学导论 本书旨在为物理学、工程学以及相关领域的初学者提供一个全面、深入且直观的经典力学基础。我们力求在严谨的数学框架下，清晰地阐述支配宏观物体运动的基本原理和方法。本书内容涵盖了从牛顿力学到拉格朗日和哈密顿力学的过渡，并辅以大量的实例分析，帮助读者将理论知识应用于实际的物理问题求解中。 第一部分：基础与运动学 本书的开篇聚焦于力学的基本概念和运动学的描述。我们首先界定了空间、时间、质点等基本物理量，并详细讨论了位移、速度和加速度的矢量性质。在惯性参考系的概念建立之后，我们将引入牛顿三大定律——惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律。这些定律不仅是力学的基石，也是理解所有宏观现象的出发点。 在运动学部分，我们将深入探讨一维、二维及三维运动的数学描述。直线运动的分析将通过微分方程求解，引入匀加速运动的特殊情况。对于平面运动，我们将使用直角坐标系、极坐标系和自然坐标系（切向和法向加速度）来处理曲线运动，特别是圆周运动的分析，重点在于理解向心力和角速度的概念。三维运动的描述则会引入矢量分析，为后续的动力学分析奠定基础。 第二部分：经典动力学与守恒定律 动力学是力学的核心，它将力与运动的变化联系起来。在这一部分，我们将系统地分析各种常见的力——重力、弹力、摩擦力、阻力等，并详细介绍如何运用牛顿第二定律建立运动方程。 专门的章节将用于分析振动与波动现象。简谐振动（SHM）的理论将通过微积分方法严格推导，并讨论受迫振动、阻尼振动以及共振现象，这些是理解物理系统中能量耗散和周期性行为的关键。 随后，本书将重点转向能量和动量的概念。功和能的关系，尤其是动能定理，将被详尽阐述。势能的概念及其保守力场的特性是理解能量守恒的前提。我们将从微观角度理解保守力场与位场的联系，推导出势能函数的数学表示。 动量定理和动量守恒定律将在碰撞、爆炸等瞬时相互作用问题中发挥核心作用。我们将分析弹性碰撞和非弹性碰撞，并扩展到涉及多粒子系统的动量守恒分析。 第三部分：刚体运动与绕心运动 脱离质点模型，我们将进入刚体运动的分析。刚体是宏观物体分析中不可或缺的模型。本书将首先定义刚体的自由度，并引入转动和平动相结合的运动描述。转动动力学是本部分的重点，包括力矩的概念、转动惯量（第二面积矩）的计算以及转动定律（牛顿第二定律的转动形式）。我们特别强调了平行轴定理和主轴定理在简化刚体转动问题中的重要性。 角动量是描述转动状态的矢量物理量，其守恒定律与能量守恒定律同等重要。我们将分析角动量守恒在陀螺、滚轮等稳定系统中的应用。绕心运动的分析，特别是行星轨道和卫星运动，将使用万有引力定律，通过求解开普勒方程和认识椭圆轨道的性质，将理论与天文观测紧密结合。 第四部分：从牛顿力学到分析力学 为了处理更复杂的系统和更一般的约束条件，本书将引出分析力学的思想。我们将从约束的概念入手，区分完整约束和非完整约束，以及有滑移和无滑移约束。广义坐标的概念将简化问题的描述，减少自由度。 拉格朗日力学的引入是本书理论深度的体现。我们将详细推导拉格朗日函数 $L = T - V$ 的构建方法，并基于最小作用量原理（或称哈密顿原理），推导出欧拉-拉格朗日方程。使用该方程求解约束系统（如复摆、双摆等）的运动方程，将显示出其在简化计算方面的巨大优势。 最后，本书将简要介绍哈密顿力学。通过勒让德变换从拉格朗日量过渡到哈密顿量，我们将展示相空间的概念及其在动力学分析中的作用。泊松括号的引入为现代物理学，尤其是量子力学的建立提供了必要的数学工具。 内容特色与学习目标 本书的特色在于理论的连贯性、数学的严谨性以及实例的丰富性。每一章都包含大量的例题解析，这些例题选自经典物理学研究的各个领域，旨在培养读者将抽象的物理定律转化为具体数学模型的技能。书后附有必要的数学回顾，包括矢量代数、微积分基础以及微分方程的初步知识，以确保不同背景的读者都能跟上学习进度。学习完本书后，读者将能够独立分析和解决涉及宏观物体运动的经典力学问题，并为后续的高级物理课程（如场论、量子力学）打下坚实的力学基础。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有