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出版者:多媒体光碟

作者:刘彪

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2007-7

价格:33.80元

装帧:

isbn号码:9787811131895

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精通经典力学：深入理解运动的本质与规律 书籍名称： 经典力学导论：从牛顿定律到拉格朗日体系 目标读者： 物理专业本科生、对宏观世界运动规律有深刻探究兴趣的自学者、需要扎实理论基础的工程师。 内容概述： 本书旨在为读者构建一个全面、深入且严谨的经典力学知识体系。我们不满足于对现象的简单描述，而是致力于揭示支配宏观世界运动的深层数学结构和物理原理。全书内容从牛顿力学的基本公设出发，逐步过渡到更为普适和强大的分析力学框架，最终触及哈密顿力学的核心思想。 第一部分：牛顿力学基础与参考系 本部分是理解后续所有高级理论的基石。我们首先详细阐述了牛顿三定律的物理意义、适用范围及其局限性。重点讨论了惯性参考系与非惯性参考系（如旋转参考系）的选择及其对运动描述的影响。在非惯性系中，惯性力的引入被视为对牛顿定律的推广和修正，我们详细推导了科里奥利力与离心力的性质及其在地球运动分析中的应用，例如对流体运动和弹道轨迹的修正。 运动的描述与守恒定律： 运动学部分超越了简单的直线或圆周运动，引入了矢量分析在三维空间中描述任意曲线运动的方法，包括角动量和转动惯量的精确定义。守恒定律——能量守恒、动量守恒和角动量守恒——被提升到理论高度，它们不仅是实验结果的总结，更是系统对称性（通过诺特定理预示）的体现。对中心力问题（如行星运动）的深入分析，通过开普勒定律的精确推导，展示了这些守恒定律的强大威力。 第二部分：狭义相对论的基础 虽然经典力学在低速范围内表现完美，但我们必须认识到其在高速运动下的失效。本部分引入了狭义相对论的基本原理：光速不变原理和相对性原理。我们详细推导了洛伦兹变换，并展示了它如何自然地修正了伽利略变换。 时空的新概念： 读者将深入理解时间膨胀、长度收缩等效应的物理图像和数学表达。四维时空的建立是本部分的亮点，动量和能量被统一为四维动量矢量，导出了著名的质能关系 $E=mc^2$。这一部分的构建，为理解粒子物理和高速现象提供了必要的理论工具。 第三部分：分析力学——拉格朗日体系的构建 这是本书的核心突破点，标志着从“力”的观点到“能量”与“路径”的观点转变。我们首先探讨了变分原理和虚功原理，并严格推导了达朗贝尔原理。 拉格朗日方程的推导与应用： 拉格朗日量 $L = T - V$ 的定义被精确阐述，其中 $T$ 是动能， $V$ 是势能。通过欧拉-拉格朗日方程，我们获得了描述系统运动的微分方程组。该方法的优越性在于其与坐标系的独立性——无论选择笛卡尔坐标、极坐标还是更复杂的约束坐标，拉格朗日方程的形式保持不变。我们通过具体的例子，如耦合振子、约束下的质点运动（如单摆和双摆的特殊情况），展示了如何利用广义坐标简化复杂问题。 约束理论与守恒量： 本书对约束的分类（完整的、非完整的、滑动的）进行了详细讨论，并解释了如何处理约束力在拉格朗日方程中的体现（拉格朗日乘子法）。同时，我们深入挖掘了诺特定理的物理含义，展示了每一种时间、空间平移或转动对称性如何严格对应于能量、动量或角动量的守恒。 第四部分：哈密顿力学——通往量子力学的桥梁 哈密顿力学是经典力学的最高形式，它不仅是拉格朗日力学的数学对偶，更是连接经典与量子世界的关键。 相空间与哈密顿量： 我们从拉格朗日量出发，通过勒让德变换定义了正则坐标（位置 $q_i$）和正则动量（$p_i$）。哈密顿量 $H$ 的定义及其物理意义（在保守系统中等于总能量）被详述。 正则方程与泊松括号： 系统的演化由一组一阶的正则方程描述。我们引入了泊松括号的概念，它不仅是描述系统可观测量之间时间演化的代数结构，更是后来量子力学中对易关系的基础。泊松括号的性质（反对称性、雅可比恒等式）被严格证明。 正则变换与守恒定律的重新审视： 我们探讨了正则变换的原理，即如何通过一个生成函数将一组正则坐标和动量映射到另一组仍满足正则关系的新坐标系。通过哈密顿-雅可比理论的初步介绍，展示了如何利用这种变换来“求解”力学问题，即寻找一个可积的哈密顿系统，并最终引出守恒量与生成函数之间的深刻联系。 结论： 本书结构严谨，逻辑清晰，旨在培养读者从直观的“力”的概念深入到抽象的“作用量”和“相空间”的分析能力。通过对运动学、动力学、相对论和分析力学的系统学习，读者将掌握描述宏观世界运动的全部经典工具，并为进一步探索更深层次的物理学（如场论和量子场论）打下无可动摇的数学和物理基础。书中的每一个推导都力求详尽，每一个概念都力求精确。

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我拿到这本教材的时候，说实话，并没有抱太大期望，市面上的教辅书太多了，很多都是换汤不换药的“炒冷饭”。但是，这本书的细节处理让我刮目相看。它最让我惊喜的是对实验探究部分的详尽阐述。不仅仅是告诉你实验的步骤，更深入地解析了实验设计的原理、误差分析的常见误区，甚至连器材选择的细微差别都有提及。我记得有一段时间，我在“测定重力加速度”的实验上屡屡受挫，不是系统误差太大就是随机误差难以控制。翻阅这本书后，我找到了关于“数据处理”的独特方法，书中介绍了一种基于最小二乘法的图像拟合思路，虽然在高中阶段可能要求不深，但它极大地拓宽了我的视野，让我明白了实验数据背后的严谨性。再者，书中对于那些经典物理学家的思想方法的介绍也十分到位，比如伽利略如何通过理想实验来挑战亚里士多德的权威，这种历史背景的融入，让冰冷的物理定律变得有温度、有故事性，学习起来不再是机械地记忆，而是在进行一场与前人的思想对话。这本书的价值，远超出了单纯的应试工具，它更像是一本物理思维的启蒙读物。

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这本书的装帧和印刷质量也值得称赞。作为一本高频使用的学习资料，耐用性是非常重要的考量因素。它的纸张厚度适中，不是那种一翻就起皱的劣质纸，即使用铅笔涂写或橡皮擦擦拭多次，纸面也不会出现明显的磨损或晕墨现象。尤其是在处理涉及大量公式推导和电路图绘制的部分，清晰度至关重要。这本书的油墨印刷非常均匀，线条纤细但绝不模糊，即便是最微小的角标和希腊字母都能一眼辨认。我个人对教材的“手感”有种近乎偏执的要求，这本书的封面材质略带磨砂质感，拿在手里既有分量感，又不会因为光滑而容易脱手。而且，书本的装订处理得很好，即使是像我这样习惯于将书本完全摊平在桌面上进行笔记记录的人，也不会担心书脊开裂的问题。这种对硬件细节的关注，体现了出版方对教育产品质量的认真态度，让我感觉这是一本可以伴随我整个备考阶段的可靠伙伴，而不是那种用一两个月就束之高阁的快消品。

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这本书最让我感到贴心的地方，在于它对“知识点联系”和“易错点辨析”的精妙处理。很多教辅书仅仅是孤立地讲解每个章节的知识，但物理学科的特点就在于它的融会贯通。这本书的“跨章节整合”部分做得极好，比如在学完动量和能量后，它会专门设置一个模块，集中讲解如何区分使用动量守恒定律和能量守恒定律的适用条件，并用一系列对比鲜明的题目来加深理解。这种横向的串联，有效地避免了我知识点混淆的毛病。此外，书中的“警示性标注”非常具有实战价值。它会用醒目的边栏标记出那些在历年考卷中出现频率极高、但同时也是学生最容易犯迷糊的地方。例如，在处理斜面上的摩擦力问题时，它特别强调了“先分析静摩擦力与最大静摩擦力的关系，再考虑是否发生滑动”的逻辑顺序，并附带了详细的错误案例分析。这种“预警机制”，极大地帮助我规避了不必要的失分，让我对那些看似细微的知识点也能保持警惕。这本书真正做到了从学生的实际学习痛点出发，提供有针对性的解决方案。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，简洁又不失专业感，那种深邃的蓝色调一下子就抓住了我的注意力，感觉就像是通往知识海洋的入口。我本来对物理学习一直抱着一种敬而远之的态度，总觉得那些公式和定律太抽象了，但翻开这本书，我才发现我的顾虑完全是多余的。首先，它的排版布局非常人性化，大量的图表和插图清晰明了地展示了复杂的物理过程，不再是枯燥的文字堆砌。比如，在讲解牛顿运动定律那一章，作者巧妙地用生活中的事例，比如推箱子、坐过山车等场景来剖析力与运动的关系，让我一下子就抓住了核心。而且，书中的例题选择非常具有代表性，不仅涵盖了基础概念的巩固，更有不少能激发思考的拓展题。我特别喜欢它在每节课后设置的“思维导图”小结，能够迅速梳理本节知识脉络，对期末复习简直是神器。这本书的语言风格平实又不失深度，既能让初学者轻松入门，也能让已经有一定基础的同学找到新的理解角度，感觉像是身边有一位非常耐心的名师在亲自指导。我用了几天时间，感觉对高中物理的整体框架清晰了不少，那种学习的自信心也随之提升了。

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坦白讲，我是一个对解题技巧特别敏感的学生，做题速度和准确率是我最看重的。这本书在“专题突破”这块做得相当扎实，可以说是教科书级别的解题宝典。它没有那种华而不实的“速成秘籍”，而是非常系统地将知识点拆分成不同的题型模块进行攻克。比如，在处理圆周运动和万有引力综合应用题时，它会先提炼出几个核心模型——“临界问题”、“卫星变轨问题”等，然后针对每种模型，提供至少三种不同复杂程度的变式训练。最让我感到佩服的是，它对每道“压轴题”的解析，不是简单地给出答案，而是提供了“多角度解题思路”，有时候甚至会展示出一种看似复杂但逻辑极其严密的“几何法”解题路径，这对于我这种习惯于代数运算的同学来说，简直是一次思维的洗礼。通过这本书的训练，我发现自己在面对那些看似无从下手、需要多种物理知识交叉应用的复杂大题时，心里有底了，知道该如何拆解问题，如何构建解题框架。这种由内而外的能力提升，远比死记硬背公式来得更可靠、更持久。

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