第七版)-物理附解题指导 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:屠庆铭

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1998-06-01

价格:24.0

装帧:

isbn号码:9787040067811

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经典力学导论：理论与应用 本书简介 本书是一本全面深入的经典力学教材，旨在为物理、工程及相关学科的学生和研究人员提供坚实的理论基础和广泛的实际应用指导。全书内容结构严谨，逻辑清晰，覆盖了从牛顿力学到拉格朗日和哈密顿力学的核心概念和数学工具。我们力求在保持物理图像清晰直观的同时，强调现代分析力学方法的严密性和普适性。 第一部分：基础与牛顿定律的深化 本部分着重回顾并深化了对经典力学基本概念的理解，为后续更高级的理论奠定基础。 第一章：运动学回顾与参考系 我们将从最基本的运动学描述出发，讨论位移、速度和加速度的矢量性质。重点分析惯性参考系和非惯性参考系之间的转换，详细阐述科里奥利力、离心力和陀螺效应的物理本质及其在地球参考系中的应用。通过对角速度和角动量的分析，建立刚体运动的基础。 第二章：牛顿运动定律的严格表述 本章深入探讨牛顿第二定律在不同坐标系下的适用性，并引入动量和冲量的概念。我们详细分析了动量守恒和角动量守恒定律的普适性，并将其应用于复杂的碰撞问题和微积分处理的系统。同时，对“力”的本质进行了哲学和物理学的探讨，区分了主动力和约束力。 第三章：功、能与能量守恒 功的概念被推广到变力场和曲线积分的形式，从而引出保守力与势能的概念。系统地推导了动能定理和势能函数的性质。能量守恒定律被视为物理学中最基本的定律之一，本章详细讨论了不同形式的能量（动能、势能、内能）之间的转换，并引入了势阱和势垒的概念，为量子力学中的势垒穿透问题埋下伏笔。 第四章：狭义相对论的初步影响 在经典力学的框架下，本章引入了狭义相对论对经典概念的修正。讨论了伽利略变换的局限性，并基于光速不变原理和相对性原理，推导出洛伦兹变换。重点分析了时间膨胀、长度收缩以及相对论性动量和能量的表达式。虽然本书核心是经典力学，但这一章的引入旨在拓宽读者的视野，理解经典理论的适用边界。 第二部分：振动、刚体动力学与引力 本部分将经典力学的原理应用于更复杂但常见的多自由度系统，如振动系统和刚体运动。 第五章：简谐振动与受迫振动 从一维简谐振子开始，系统地分析了受阻尼和受驱动的振动系统。详细推导了振动的解，并深入讨论了共振现象的物理机制及其在工程中的重要性。通过傅里叶分析，展示了周期性外力对系统响应的分解与合成方法。 第六章：耦合振动与法向坐标 将振动理论推广到多自由度系统，如双摆或耦合弹簧系统。关键在于引入正交变换来解耦运动方程，从而导出系统的特征频率（固有频率）和对应的法向坐标。这是从单个自由度过渡到推广坐标的关键一步。 第七章：刚体动力学 刚体运动被分解为质心平动和绕质心转动的组合。详细介绍了转动惯量张量、转动定则（转动中的牛顿第二定律）以及角动量定理。通过主轴概念，简化了复杂刚体的转动分析。经典案例如陀螺仪的进动和章动将在本章得到详细的解析。 第八章：万有引力定律与引力场 本章重新审视牛顿的万有引力定律，并将其置于场的概念下讨论。使用高斯定理（在引力场中的形式）简化了对球对称质量分布的计算。探讨了开普勒定律的严格推导，并分析了中心力场的性质，如拉普拉斯-朗之万方程。 第三部分：分析力学——拉格朗日与哈密顿体系 本部分是本书的精髓，将经典力学提升到基于变分原理的分析框架，这是理解现代物理学的基石。 第九章：变分原理与欧拉-拉格朗日方程 从最小作用量原理（哈密顿原理）出发，严谨地推导出欧拉-拉格朗日方程。本章重点在于推广坐标的概念，理解广义坐标的选择自由度，以及如何构造拉格朗日量 $L = T - V$。详细分析了约束力的处理，特别是利用拉格朗日乘子法来纳入完整约束。 第十章：拉格朗日力学中的守恒定律 利用诺特定理（Noether's Theorem）的经典力学形式——拉格朗日方程的一阶积分——建立了广义坐标和时间平移不变性与守恒量（如广义动量、能量）之间的深刻联系。详细讨论了周期性坐标对应的守恒量和循环坐标的物理意义。 第十一章：哈密顿力学的基础 通过勒让德变换，从拉格朗日量推导出哈密顿量 $H = sum p_i dot{q}_i - L$。本章构建了相空间的概念，并导出了著名的哈密顿正则方程。与拉格朗日力学中 $2n$ 个一阶微分方程相比，哈密顿方程在对称性和守恒量分析上显示出巨大的优势。 第十二章：泊松括号与正则变换 本章引入泊松括号（Poisson Bracket）作为描述相空间中可观测量时间演化的核心工具。泊松括号的代数性质（如李括号）被详细阐述。随后，讨论了正则变换的条件，即保持泊松括号不变的坐标变换，并应用生成函数法来求解复杂的正则变换问题。 第十三章：正则方程的积分与稳定性分析 在哈密顿体系下，重新审视守恒量和周期运动的分析。讨论了正则运动方程的积分方法，包括可积系统和 KAM 理论的初步概念。对于稳定性和李雅普诺夫稳定性，提供定性的物理讨论。 附录 附录包含必要的数学工具回顾，包括张量分析基础、矩阵对角化（用于转动惯量和振动分析）、以及特殊函数（如勒让德多项式）在力学问题中的应用。 本书特色 本书的显著特点在于其结构上的渐进性：从直观的牛顿方法平稳过渡到抽象而强大的分析力学。每一个新概念都伴随着大量精心挑选的例题和习题，这些习题覆盖了从基础计算到高级理论证明的各个层面。我们强调物理思想的建立，而非单纯的公式堆砌。对于涉及微积分和线性代数的求解过程，我们给予详尽的步骤说明，确保读者能够完全掌握解决复杂力学问题的能力。本书旨在成为学生掌握经典力学、并准备进入量子力学、场论和更深层次理论物理学习的坚实桥梁。

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我尤其欣赏作者在处理数学工具方面的态度——务实且不乏严谨。 物理学离不开数学，但很多教材要么将数学推导写得过于晦涩，将读者困在纯粹的代数运算中无法自拔；要么则完全避开严谨的数学，只给出结论，让读者对推导过程一知半解。 这本书找到了一个绝妙的平衡点。 它将那些极其繁琐、但对于理解核心物理概念并非必需的数学证明，巧妙地放置在章节的“延伸阅读”或“附录”部分。 这样一来，对于那些希望深入研究数学细节的硬核读者，他们有详细的工具箱可以取用；而对于那些主要目标是掌握物理原理和应用的学生，他们可以先专注于理解物理直觉，不必被复杂的微积分或张量分析卡住。 这种模块化的设计，极大地提升了这本书的适用人群范围。 我个人倾向于先理解物理图像，再回头攻克数学细节，这本书的设计完美地迎合了我的学习偏好，让我能够保持学习的流畅性和积极性，而不是被每一个突然出现的希腊字母劝退。

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这本书的排版布局，简直是我近年来看到的教科书里最人性化的一份。 我曾经读过一本著名的经典物理教材，内容无可挑剔，但那阅读体验简直是一场噩梦——密密麻麻的小字、过多的图表挤压在一起，每次查阅某个公式都要经历一场“扫雷”般的挑战。 然而，这本新书完全规避了这些问题。 它的版式设计显然经过了深思熟虑，每一页的信息密度都控制在一个非常舒适的区间，重点内容和辅助性解释使用了不同的字号和字体粗细进行区分，这一点对于需要快速定位知识点的自学者来说，简直是福音。 此外，书中的插图质量令人赞叹，它们不仅仅是公式的简单可视化，更是对物理过程的深度诠释。 那些矢量图、受力分析图，线条流畅，色彩运用得当，准确地捕捉了物理现象的核心动态，不再是那种模糊不清、看着像用尺子乱画出来的草图。 很多时候，一张好的图胜过千言万语的公式推导，这本书在这方面做得非常出色，它真正做到了图文并茂，互相补充，极大地降低了理解复杂模型时的认知负荷。 这种对阅读体验的尊重，让我愿意花更多时间沉浸其中。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种略带复古又充满科技感的排版，让我这个老物理迷忍不住多看了几眼。 拿到手里掂了掂，分量感十足，就知道里面的内容必然是扎扎实实的。 翻开扉页，那清晰的字体和合理的留白，立刻给人一种专业、严谨的感觉，不像有些教材恨不得把所有信息都塞进一个版面，读起来让人头晕脑胀。 尤其欣赏的是它在引入新概念时的那种循序渐进的方式，它似乎深谙我们这些学习者，特别是初次接触复杂物理理论时的那种困惑和恐惧。 作者没有直接抛出一个复杂的公式就让读者自己去琢磨，而是先用非常生活化、甚至带点哲学意味的语言去铺垫，将抽象的概念“接地气”。 比如讲解量子纠缠时，它引用的类比是那么的巧妙，让原本觉得高深莫测的东西，一下子变得可以触摸、可以理解。 这绝对不是那种“背了就能得分”的死记硬背型教材，它更像是一位经验丰富的老教授，耐心地拉着你的手，带你一步步走进物理世界的殿堂，让你真正领悟到“为什么是这样”，而不仅仅是“它就是这样”。 读完前几章，我已经感觉自己的思维模式都发生了微妙的转变，对周围世界的观察角度都变得更加锐利和深入了。

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坦白说，我购买这本书之前对它的期望值是“中等偏上”，毕竟市面上优秀的教材不少，想要脱颖而出并不容易。 但让我感到惊喜的是它在“前沿与历史”的结合上所展现出的高超平衡艺术。 它不像某些过于“复古”的教材，只关注经典理论，对近二十年的物理学突破闭口不谈，显得有些脱节；但它也避免了陷入那种只追逐“热点”而忽略了基础根基的陷阱。 在讲解相对论和量子力学的基础框架时，作者非常详尽地回顾了其历史背景和哲学思辨，让我们理解了这些理论诞生的时代局限与突破意义。 接着，在章节的尾部，它会非常自然地过渡到最新的实验进展，比如对标准模型的新修正、或者引力波探测的最新成果，并简要地分析了这些进展对现有理论体系的冲击和完善。 这种“古为今用，承前启后”的叙事方式，使得物理学习不再是一件僵硬的、封闭的知识点集合，而是一部仍在不断发展、充满活力的科学史诗。 这种广博的视野，让我觉得自己不仅仅是在学习物理公式，更是在参与一场持续了几个世纪的伟大智力探索。

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这本书在内容组织上的精妙之处，很大程度上体现在它对“跨学科联系”的重视上。 很多物理教材仿佛存在于真空之中，只谈论粒子、场和能量，却很少提及这些理论在工程、化学乃至生物学中的实际映射。 然而，这本教材在讲解完一个基础理论后，总会穿插一些引人入胜的“应用实例”小节。 比如，在讨论热力学定律时，它不仅仅停留在宏观的蒸汽机效率计算上，而是延伸到了信息论中的熵增概念，甚至提到了黑洞信息悖论的初步想法，虽然只是蜻蜓点水，却足以点燃读者的好奇心。 这种触类旁通的做法，极大地拓宽了物理学的边界感，让我意识到物理定律是宇宙中最普适的语言。 它让我们明白，那些看似遥远的理论，其实无时无刻不在我们身边发挥作用，从手机电池的工作原理到我们对宇宙起源的猜想，背后都有这套严密的物理框架支撑。 这种全局观的构建，是任何只关注解题技巧的辅导材料所无法比拟的，它真正培养了我们作为科学工作者的那种探索欲和连接能力。

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