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出版者:高等教育出版社

作者:刘又文、彭献/国别：

出品人:

页数:425

译者:

出版时间:2006-11

价格:39.40元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040193299

丛书系列:

图书标签:

• 理论力学
• 经典力学
• 物理学
• 高等教育
• 教材
• 大学物理
• 力学
• 牛顿力学
• 拉格朗日力学
• 哈密顿力学

《物质世界的运行规律：一场关于运动与平衡的深刻探索》 我们生活在一个不断运动和变化的世界。从宏观宇宙星辰的浩渺轨迹，到微观粒子层面的嬉戏跳跃，再到我们日常生活中随处可见的各种运动现象，无不遵循着一套深刻而严谨的规律。理解这些规律，不仅是认识物质世界本质的关键，更是驱动人类文明进步的基石。本书，《物质世界的运行规律》，将带领您踏上一场关于运动与平衡的深刻探索之旅，揭示隐藏在万事万物背后最基本的物理原理。 本书并非旨在罗列枯燥的公式或堆砌晦涩的理论，而是希望通过清晰的讲解、生动的案例和严谨的逻辑，让您领略物质世界运行的奥秘，培养对物理现象的直觉和洞察力。我们将从最基础的概念入手，层层深入，构建一个全面而系统的理解框架，帮助您在日常生活中、在科学探索中、在工程实践中，都能更敏锐地感知和应用这些基本规律。 第一部分：运动的描述与基础——让看不见的运动显形 在深入探讨运动的成因之前，我们首先需要掌握描述运动的语言。本部分将带您领略运动学的魅力，理解如何精确地量化和描述物体的运动状态。 位置、位移与路程： 我们将从最简单的“在哪里”开始。什么是位置？它如何随着时间变化？我们区分了位移——描述物体位置变化的矢量，以及路程——物体运动轨迹的长度。理解这两者的区别，是理解更复杂运动的基础。例如，一个人沿着一个圆形跑道跑了一圈回到起点，他的位移是零，但路程却相当可观。 速度与速率： 紧接着，我们将引入速度——描述物体运动快慢和方向的矢量，以及速率——速度的大小。从匀速直线运动的简单模型，到速度随时间变化的复杂情况，我们将学习如何运用平均速度和瞬时速度来精确描述物体的运动。我们还会探讨各种运动的实例，如汽车的行驶、飞机的起降，以及它们的速度变化如何影响我们的生活。 加速度： 如果速度不是恒定的，那么是什么在改变速度？答案就是加速度。本部分将深入剖析加速度的概念，理解它既可以是速度大小的变化，也可以是速度方向的改变。我们将探讨匀加速直线运动，这是理解更复杂运动的基石，并以此为基础，分析抛体运动等更具挑战性的情况。例如，我们如何计算从高处自由落体一个物体需要多长时间？重力是如何持续改变物体的速度的？ 参考系： 运动是相对的。同一物体在不同的观察者看来，其运动状态可能完全不同。我们将探讨参考系的概念，理解惯性参考系和非惯性参考系的区别。这将帮助我们理解，为什么在匀速直线运动的火车上，你投出的球和在地面上投出的球的运动轨迹会有所不同。 第二部分：运动的动力学——探寻运动的根源与规律 仅仅描述运动是不够的，我们还需要理解为什么运动会发生，以及是什么导致了运动的变化。本部分将进入动力学的核心，揭示支配物质运动的根本原因。 牛顿运动定律： 这是本书的灵魂所在。我们将系统地阐述牛顿第一定律（惯性定律）——物体保持静止或匀速直线运动状态的倾向；牛顿第二定律（加速度定律）——力和加速度之间的定量关系，即$F=ma$，解释了力是如何产生加速度的；以及牛顿第三定律（作用力与反作用力定律）——力总是成对出现，大小相等，方向相反。我们将通过大量实例，如推拉物体、弹簧的伸缩、火箭的发射等，来深入理解这三大定律的深刻含义和广泛应用。 力的种类： 为了运用牛顿定律，我们必须了解各种常见的力。本部分将详细介绍重力——地球对物体的吸引力，以及它如何影响物体的运动；弹力——物体形变后产生的恢复力，如弹簧和绳子的张力；摩擦力——接触面之间阻碍相对运动的力，包括静摩擦和动摩擦，理解它们在日常生活和工程中的关键作用。 动量与冲量： 我们将引入动量——物体质量与速度的乘积，它是一个衡量物体运动状态的重要物理量。冲量——力的时间积累效应，与动量的变化密切相关。动量守恒定律，在没有外力作用的情况下，系统的总动量保持不变，是理解碰撞、爆炸等过程的关键。例如，台球的碰撞过程，是如何遵循动量守恒的？ 功与能： 物理学中最核心的概念之一便是能量。本部分将定义功——力在物体位移方向上的作用效应。然后，我们将引入动能——物体运动的能量，以及势能——物体因其位置或状态而具有的储存能量，如重力势能和弹性势能。功能关系揭示了功与能量变化之间的联系。机械能守恒定律——在只有保守力做功的情况下，系统的总机械能（动能与势能之和）保持不变，是解决许多力学问题的强大工具。我们将分析过山车、摆锤的运动，以及它们如何体现能量的转化与守恒。 第三部分：运动的综合应用与进阶——从简单到复杂，从理论到实践 在掌握了基本的运动学和动力学原理之后，我们将把这些知识融会贯通，应用于更复杂、更实际的物理情境。 圆周运动： 许多自然现象都涉及圆周运动，如行星绕恒星的轨道、汽车在弯道上的行驶、离心机的运转。我们将探讨向心力——维持物体做圆周运动的合力，以及线速度、角速度、周期和频率之间的关系。理解这些，能帮助我们分析各种旋转现象。 万有引力定律： 我们将从牛顿第三定律出发，引申到万有引力定律——宇宙中任何两个质点都相互吸引，引力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。这一定律解释了行星的轨道、潮汐的形成，以及我们为什么会“落地”。 振动与波： 许多物理现象都表现为振动，如弹簧振子、单摆，以及更广泛的声波、光波的传播。我们将介绍简谐运动的特征，理解振幅、频率、周期等概念，并初步探讨波的传播特性。 刚体的定性描述： 在前几部分，我们主要关注质点的运动。本部分将初步触及刚体——在外力作用下形状和大小不发生改变的物体。我们将了解转动惯量、力矩等概念，为理解更复杂的机械系统打下基础。 本书的特色与目标： 严谨与易懂并存： 我们力求在保持科学严谨性的同时，用通俗易懂的语言和生动的比喻来阐释复杂的概念，让非物理专业的读者也能轻松入门。 理论与实践结合： 每章都将穿插丰富的实际生活案例和思考题，帮助读者将所学知识与现实世界联系起来，培养解决实际问题的能力。 循序渐进的逻辑： 本书的章节安排遵循由易到难、由简到繁的逻辑顺序，确保读者能够建立起一个完整而牢固的知识体系。 激发探索精神： 我们希望本书不仅仅是知识的传授，更能点燃读者对物质世界的好奇心和探索欲，鼓励大家用科学的眼光去观察和理解周围的一切。 无论您是高中生，渴望夯实物理基础；是大学生，希望深入理解物理世界的运行规律；还是对科学充满好奇的任何一位读者，《物质世界的运行规律》都将是您开启物理学大门的理想选择。让我们一起，揭开物质世界的神秘面纱，感受运动与平衡的永恒之美！

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这本书的包装设计真是一绝，那种哑光质感的封面配上深沉的字体，拿在手里就有种沉甸甸的学究气。我本来对这类比较硬核的教材抱有保留态度，毕竟很多经典著作的排版和插图设计都停留在上个世纪，读起来非常吃力。但翻开这本《理论力学》后，我的顾虑基本消散了。首先，它的逻辑梳理做得极其清晰，从基础的质点运动学开始，作者并没有急于抛出复杂的数学模型，而是花了大量的篇幅来构建物理直觉，这一点对于初学者来说简直是福音。比如在介绍动量守恒定律时，它不仅给出了严谨的推导，还穿插了几个非常贴近实际的宏观例子，比如行星的轨道修正或者高速碰撞的缓冲设计，让那些抽象的符号活了起来。我特别欣赏它在章节末尾设置的“概念辨析”小节，里面常常会提出一些学生容易混淆的误区，并用对比的方式进行剖析，这种对教学难点的精准把握，显然是作者多年教学经验的结晶。至于那些复杂的变分原理和拉格朗日方程，作者的引入也循序渐进，先用直观的“作用量最小”原则进行铺垫，再逐步过渡到具体的数学表达，使得整个学习路径非常顺畅，完全不会让人感到不知所措，这对于一本要求精确度的教材来说，平衡得非常到位。

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说实话，我拿到这本书的时候，是抱着“挑战自我”的心态准备啃下来的，毕竟“理论力学”这个名字本身就自带一种威慑力。然而，这本书的叙事风格出乎意料地具有一种令人安心的娓娓道来感。它不是那种冷冰冰的公式堆砌，更像是一位经验丰富的老教授在你身边，用非常耐心且富有激情的语调为你讲解宇宙运行的基本法则。特别是在处理刚体转动这个经典难点时，作者没有直接祭出复杂的欧拉角或者惯量张量，而是花费了整整两章的篇幅，通过精妙的几何图像和动画演示般的文字描述，将三维空间的旋转分解到了最基本的平面运动中去理解，这种“化繁为简”的功力令人叹服。我甚至发现，作者在很多关键定义旁都标注了其历史背景，比如牛顿力学与分析力学思想的演变过程，这使得阅读过程不仅仅是知识的获取，更像是一场思想的溯源之旅，让人对这门学科的深刻性有了更深层次的敬畏。我个人最喜欢的是它对“虚功原理”的阐释，完全避开了那些晦涩的变分符号，而是从能量平衡的宏观角度切入，读完后豁然开朗，感觉自己真的抓住了物理学的核心脉络，而不是仅仅记住了公式的应用。

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我这次购买《理论力学》主要是为了复习和准备后续的专业课程，所以对知识的全面性和先进性有着较高的要求。这本教材的覆盖面确实令人满意，它不仅扎实地涵盖了牛顿力学和经典分析力学（拉格朗日和哈密顿体系）的全部核心内容，更令人惊喜的是，它在最后几章大胆地引入了对经典理论的现代诠释。比如，它用相对论力学的基础概念对动量和能量的概念进行了初步的修正和衔接，虽然篇幅不长，但为读者打开了一扇通往现代物理的窗户。更重要的是，它对哈密顿-雅可比方程的讨论，不再仅仅停留在求解工具层面，而是将其与量子力学的波函数演化联系起来，这种跨学科的视野，让理论力学这门看似古老的学科焕发出了新的生命力。对我而言，这种能够连接经典与前沿的设计，是评价一本高级教材价值的关键所在。它不只是在教授“已经知道”的知识，更在引导读者思考“未来可以探索”的方向，这使得这次阅读体验收获颇丰，完全值得珍藏。

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这本书的排版和装帧细节处理得非常用心，能看出出版方对学术书籍的尊重。我发现它在处理那些复杂的张量和矩阵运算时，采用了独特的间距和字体加粗策略，使得原本容易混淆的指标上标和下标在视觉上得到了极大的区分度。很多经典教材在处理二阶微分方程的解法时，总是将通解和特解写在一行，看着非常头疼，但这里作者特地将推导过程拆分为多个步骤的小段落，并且用非常清晰的逻辑连接词（如“因此”、“反之”、“鉴于此”）来引导读者，仿佛在进行一场线性的、不可中断的对话。此外，书中对各种参考系转换（惯性系、旋转系、非惯性系）的讨论，简直是教科书级别的典范。它没有把科里奥利力和离心力当作必须死记硬背的“修正项”，而是从动量变化率的微小变化角度，通过严谨的坐标系微分运算推导出来，清晰地展示了它们产生的物理根源，这种对“为什么”的深度挖掘，远超一般教材的教学深度，使得我对那些在地球上进行高速运动的物体的受力分析有了全新的、更直观的认知。

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我是一名自学者，手里也有好几本不同版本、不同流派的力学教材，但这一本《理论力学》在习题设计上的独到之处，绝对让我愿意把它放在最容易拿到的地方。很多教材的习题要么过于简单，要么直接就是照搬书本例题的数值变种，缺乏对学生独立思考能力的真正锻炼。然而，这里的习题体系构建得非常具有层次感和递进性。每一章的习题都被分成了基础巩固、深入应用和思想拓展三个梯队。基础巩固部分，主要是检验对核心概念的掌握，速度快，能迅速建立信心；深入应用则开始引入工程或物理中的真实模型，要求学生自己构建坐标系、选择恰当的拉格朗日量，考察的是综合运用能力；而最让我眼前一亮的“思想拓展”部分，居然开始涉及一些拓扑学在力学中的初步应用，或者要求证明一些高级结论的反向推导，这无疑是为那些想更进一步探究理论深度的读者提供了绝佳的跳板。我花了三天时间去攻克其中一个关于“中心力场下的有效势”的拓展题，虽然过程曲折，但最终解答出来的那一刻，成就感是无可替代的，这套习题集简直就是为那些不满足于“会做题”而渴望“理解原理”的读者量身定做的。

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