理论力学动力学实验指导

理论力学动力学实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:西南交通大学
作者:王凤勤
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2004年08月
价格:9.8
装帧:精装
isbn号码:9787810579469
丛书系列:
图书标签:
  • 理论力学
  • 动力学
  • 实验
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  • 力学实验
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具体描述

本书是在王凤勤编写的《理论力学动力学综合实验》(讲义)基础上,并通过教学实践后修订、充实而成的。

全书包括四个方面的内容,即理论力学动力学综合实验所涉及的主要仪器设备和装置、基本实验、选做实验、实验报告。

本书可作为高等院校(包括普通高等教育、成人教育、网络教育)本科土木工程,机械工程、工程力学等类专业理论力学课的实验教材,也可供从事理论学教学实验的技术人员及相关专业师生参考。

《理论力学:动力学实验指导》 本书旨在为高等院校自然科学和工程技术类专业的学生提供一套系统、严谨且易于上手的动力学实验指导。作为理论力学课程的重要组成部分,动力学实验不仅能帮助学生深入理解和掌握理论知识,更能培养其科学探究能力、数据分析能力以及解决实际工程问题的能力。 内容梗概: 本书涵盖了动力学领域的核心概念与实验方法,主要内容包括: 匀速直线运动与匀变速直线运动: 通过搭建简易的导轨和传感器系统,学生将亲手测量小车的位移、速度和加速度,验证牛顿第一、第二定律,并学习如何处理实验数据,计算平均速度、瞬时速度和加速度。实验将引导学生理解匀变速直线运动的规律,如速度-时间关系、位移-时间关系等,并学习绘制相应的运动图像。 自由落体运动: 采用光电门或超声波传感器等现代测量手段,精确测量物体下落的位移和时间,计算重力加速度。实验将引导学生理解自由落体运动的特点,探讨空气阻力的影响,并学习如何进行多次测量以减小误差。 平抛运动: 通过发射装置将小球沿水平方向抛出,利用高速摄像机或光电门系统记录其运动轨迹。学生将学习分解平抛运动为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,验证运动的独立性原理,并计算物体的初速度和飞行时间。 圆周运动: 利用旋转平台和传感器,研究质点在圆周轨道上的运动。实验将测量角速度、线速度、角加速度,并通过实验数据验证向心力与角速度、半径的关系,理解离心力和向心力概念。学生将学习如何测量转动惯量,并研究转动惯量对物体转动状态的影响。 受力分析与运动状态: 设计一系列实验,让学生在不同受力条件下观察物体的运动状态变化。例如,研究摩擦力对物体运动的影响,分析不同斜面角度下物体沿斜面下滑的运动规律,以及理解惯性参照系和非惯性参照系下的运动现象。 动量守恒定律: 通过碰撞实验,如小球碰撞、滑块碰撞等,研究系统动量的变化。学生将学习如何测量碰撞前后各物体的速度和质量,验证动量守恒定律在弹性碰撞和非弹性碰撞中的适用性。实验还将涉及冲量的概念,以及如何通过动量变化量计算冲量。 能量守恒定律: 结合单摆、斜面运动、弹簧振子等典型系统,让学生测量系统的动能和势能变化,验证机械能守恒定律。实验将引导学生理解各种形式能量的转化与守恒,并探讨能量损失的原因,例如摩擦力和空气阻力。 振动与波动: 通过弹簧振子、单摆等系统,研究简谐振动的规律,测量周期、振幅、相位等参数,并研究阻尼振动和受迫振动的特点。学生还将学习观察和测量波的传播,如横波和纵波,理解波速、波长、频率等基本概念。 实验特色: 理论与实践紧密结合: 每个实验都以清晰的理论背景介绍为起点,随后详细阐述实验原理、实验器材、实验步骤和数据处理方法。 注重科学思维培养: 实验设计不仅关注结果的获得,更强调实验过程中的观察、分析、推理和验证,引导学生形成科学的思维方式。 现代化实验手段: 鼓励并介绍使用光电门、传感器、高速摄像机、数据采集系统等现代实验设备,提高实验的精确度和效率。 数据处理与误差分析: 详细讲解数据记录、图表绘制、数值计算以及误差来源分析(包括系统误差和随机误差)和误差传递方法,帮助学生提升数据处理能力。 案例丰富,应用广泛: 实验内容覆盖了动力学的基础模型和典型应用,为学生理解更复杂的工程力学问题打下坚实基础。 安全性与规范性: 强调实验过程中的安全注意事项和操作规范,确保实验顺利进行。 学习目标: 通过本实验指导,学生将能够: 1. 掌握动力学基本定律和定理: 深入理解牛顿运动定律、动量守恒定律、能量守恒定律等核心概念。 2. 熟练运用实验方法研究动力学问题: 能够独立设计、搭建和操作动力学实验,并准确记录和处理实验数据。 3. 培养数据分析与处理能力: 能够利用图表、计算和统计方法分析实验数据,评估实验结果的可靠性。 4. 提升解决实际工程问题的能力: 能够将理论知识与实验现象相结合,初步分析和解决简单的工程力学问题。 5. 增强科学探究精神: 激发对物理现象的好奇心,培养严谨求实的科学态度和创新精神。 本书适用于高等院校物理学、机械工程、自动化、航空航天等相关专业的学生,以及对理论力学动力学实验感兴趣的研究者和教师。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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拿到这本《理论力学动力学实验指导》之前,我其实对动力学实验的认识还停留在一些基础的演示和小型的碰撞测试上,以为也就是看看公式怎么在实际中验证一下,枯燥但必要。然而,当我翻开这本书,却被它所呈现出的丰富性和深度所震惊。它不仅仅是一本指导手册,更像是一扇通往动力学世界的大门。书中的实验设计充满了巧思,不仅仅局限于教材上那些经典的落体、单摆,而是深入到了更复杂的动力学现象,比如非保守力作用下的运动轨迹分析,甚至是某些近似刚体在复杂受力下的动态响应。让我印象深刻的是,书中对实验误差的分析部分,非常细致入微,不仅仅是罗列了可能存在的系统误差和随机误差,还给出了如何通过调整实验参数、改进测量方法来减小这些误差的实用建议。而且,每完成一个实验,书中都会引导读者去思考实验结果与理论模型的吻合程度,并探讨可能存在的偏差原因,这极大地提升了我对理论与实践相结合的理解深度。我尤其喜欢书中对于一些实验数据处理的指导,提供了多种方法,从最基础的图表法到使用一些数值分析软件的初步介绍,让我感觉即使是初学者也能逐步掌握处理复杂实验数据的能力,这比我之前自己摸索要高效得多。

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读《理论力学动力学实验指导》之前,我对动力学的理解,充其量就是一些教科书上的习题答案推导过程,感觉离实际应用很遥远。这本书的出现,完全颠覆了我的认知。它不是简单地罗列实验步骤,而是将每一个实验都置于一个更广阔的理论框架下进行讲解。我印象最深刻的是关于受迫振动和共振的章节,书中不仅介绍了如何通过调整驱动频率来观察振幅的变化,还非常细致地分析了阻尼对共振峰的影响。更重要的是,它还引入了一些可以观察到非线性振动行为的实验,这让我意识到,在现实世界中,很多动力学现象并非简单的线性叠加。书中对实验仪器的选择和使用也进行了详细的指导,包括如何校准仪器、如何读取数据以及如何处理可能出现的系统偏差。我尤其喜欢书中关于实验数据可视化和分析的建议,它鼓励我们不仅仅是得到一个数值结果,而是要去探索数据背后的物理规律。书中的一些案例分析,更是将复杂的动力学概念,比如混沌、分岔等,以一种相对易懂的方式呈现出来,这对我理解更高级的动力学理论非常有帮助。

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作为一名在理论力学领域摸爬滚打了多年的学生,我对动力学部分始终觉得有些抽象,尤其是涉及到那些高速运动、复杂受力以及非线性系统时,纯粹的数学推导有时候会让人感到脱离实际。这本书的出现,简直是及时雨。它用一种非常直观的方式,将那些枯燥的微分方程和运动定律具象化了。我特别欣赏书中对实验装置的描述,不仅有详细的图示,还对每个关键部件的功能和原理做了清晰的解释,让我能够更好地理解实验的物理基础。最让我惊喜的是,书中安排了一些需要分析能量守恒、动量守恒的实验,并且引入了一些可以定量测量动能、势能以及冲量的设备。通过实际操作,我第一次深刻体会到这些基本守恒定律在真实世界中的强大应用,以及在何种条件下它们会因为引入了外力或非保守力而发生改变。书中的某些实验设计,甚至让我联想到了工程领域的一些实际问题,比如如何优化一个机械臂的运动轨迹以节省能量,或者如何分析一个飞行器的受力情况来保证飞行稳定。这种将理论知识与实际应用紧密联系起来的方式,极大地激发了我学习动力学的热情。

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实话讲,在我拿到《理论力学动力学实验指导》之前,我对动力学实验的理解,基本上就是“做一遍,记录,写报告”的机械流程。这本书完全改变了我的看法。它不是简单地告诉你怎么操作,而是深入浅出地讲解了每一个实验背后的物理原理和理论基础。我最喜欢的是其中关于能量转化和守恒的实验设计,不仅仅是简单的动能和势能的转化,还涉及了摩擦生热等耗散过程的定量分析。书中的图示清晰明了,对实验装置的每一个细节都做了详尽的解释,让我能够深刻理解实验是如何模拟和验证理论的。更重要的是,书中对于实验误差的分析极其到位,不仅指出了可能存在的系统误差和随机误差,还提供了切实可行的减小误差的策略,让我意识到科学实验的严谨性。我尤其喜欢书中对实验数据处理和分析的指导,它鼓励我们不仅仅是获得一个结论,而是要去探究数据背后的规律,并用图表等方式进行直观呈现,这大大提升了我对动力学概念的理解。这本书让我看到了理论力学动力学实验的无限魅力。

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这本书的价值,远超我最初的预期。我原本以为这只是一本普通的实验指导书,可能就是照着做实验,记录数据,然后写报告。但《理论力学动力学实验指导》带给我的,是一次深入的、体系化的学习体验。它在实验设计上非常有深度,不仅仅是验证一些基本的力学公式,而是引导读者去探索更复杂的动力学行为。我特别喜欢书中关于惯性系和非惯性系下运动规律的实验设计,通过模拟旋转平台等装置,让我直观地感受到了科里奥利力和离心力这些“虚拟力”的存在及其对物体运动轨迹的影响。书中对实验结果的解读部分也做得相当出色,它不回避实验中可能出现的与理论模型不完全一致的情况,反而鼓励读者去分析产生偏差的原因,并提出改进实验的方法。这种批判性思维的培养,是我在其他实验书中很少见到的。此外,书中还涉及了一些基础的数值模拟方法,帮助读者理解如何利用计算机来辅助动力学问题的研究,这对于我们未来的学习和研究非常有启发性。

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