具体描述
《全国高等农林院校十一五规划教材•普通物理学(上)(理工类)》是为高等农林院校理工类非物理专业开设的“大学物理学”公共基础课所编写的教材，是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，编写计划学时为90-120学时。包括力学、热学、电磁学、波动与波动光学和近代物理基础五篇共十五章内容，这些内容涵盖了高等院校理工类非物理专业所要求的基本教学内容。《全国高等农林院校十一五规划教材•普通物理学(上)(理工类)》既注重系统阐述物理学的基础理论，又注意到物理学新思想、新方法和新技术的介绍，同时突出物理学的人文特征，强化物理学在培养学生正确的世界观、自然观和科学发展观中的作用。
宇宙的交响：经典力学导论 作者： [此处留空，或可替换为作者的笔名] 出版社： [此处留空，或可替换为出版机构] 页数： 约 680 页 开本： 大 16 开 --- 内容提要： 本书是一部面向高等教育阶段理工科学生及对理论物理有浓厚兴趣的读者的经典力学教材。它不仅仅是牛顿定律的简单罗列，而是一场深入探寻物质世界最基本运动规律的思维之旅。我们旨在构建一个严谨而直观的理论框架，引导读者从宏观的、可感知的运动现象出发，逐步迈入抽象的、优雅的数学描述领域。 全书结构清晰，逻辑递进自然，从最基础的运动学和动力学概念入手，随后引入分析力学的核心工具——拉格朗日力学和哈密顿力学，最终触及这些经典理论在现代物理学中的深远影响和应用边界。我们强调物理思想的形成过程与数学工具的有机结合，力求让读者在掌握计算技巧的同时，真正理解支配宇宙万物运动的深层原理。 --- 章节结构与核心内容详解： 第一部分：运动的几何与动力学基础 (Kinematics and Foundations of Dynamics) 第 1 章：质点运动学的回顾与深化 本章首先巩固了读者对位移、速度和加速度的矢量概念，并引入了自然坐标系（弧线坐标）的概念，以便更贴合实际运动轨迹的描述。我们详细探讨了圆周运动中的向心加速度和切向加速度的物理意义，并为后续处理复杂系统中的约束和能量守恒奠定基础。重点在于培养读者从不同的参考系中描述运动的能力，特别是非惯性系下的表观力现象的初步介绍。 第 2 章：牛顿定律的严谨表述与应用 牛顿定律是经典力学的基石。本章着重于对三大定律的物理内涵进行深入剖析，特别是第二定律中动量变化率的定义，而非仅仅停留在 $F=ma$ 的简化形式。我们详细讨论了变质量系统（如火箭推进）中的动量定理应用，以及冲量和碰撞理论。此外，对惯性参考系和非惯性参考系（如地球上的运动）中的惯性力（如科里奥利力和离心力）进行了细致的推导和物理图像的建立。 第 3 章：功、能与保守力场 本章引入了物理学中最强大的两个工具之一：能量守恒定律。我们严格定义了功的概念，导出了动能定理，并详细区分了保守力和非保守力。势能函数的引入使得复杂的动力学问题得以转化为几何上的极值问题。本章的难点和重点在于“势能面”和“平衡点”的分析，以及机械能守恒在实际系统（如弹簧振子、引力场中的运动）中的应用。 第 4 章：守恒定律的推广：动量与角动量 在讨论了能量守恒之后，本章将焦点转向动量和角动量的守恒。我们从系统的外力合成为零的角度，推导了系统总动量守恒的条件，并将其应用于质心运动的分析。对于角动量，我们引入了力矩的概念，并严格证明了在无外力矩作用下角动量守恒的普适性。行星运动的开普勒定律将作为角动量守恒的经典范例被详细分析。 --- 第二部分：系统的复杂性与分析力学的构建 (Complexity and Analytical Mechanics) 第 5 章：约束与广义坐标 当系统包含复杂的几何或运动限制（约束）时，直接使用笛卡尔坐标系将变得异常繁琐。本章的战略性目标是摆脱约束力的显式计算。我们引入了约束的分类（完整约束与非完整约束，一级约束与更高阶约束），并着重讲解了广义坐标的选取方法，这是通往拉格朗日力学的关键桥梁。 第 6 章：达朗贝尔原理与虚功原理 本章是分析力学体系的真正起点。我们首先从牛顿定律出发，通过达朗贝尔原理（或称 D'Alembert's Principle），将动力学问题转化为一个等效的静力学平衡问题。随后，我们详细阐述了虚功原理，这是建立变分原理的基础。通过对这些基本原理的理解，读者将体会到从“力”到“作用量”的思维转变。 第 7 章：拉格朗日力学 (Lagrangian Mechanics) 拉格朗日力学是经典力学的核心。本章将基于虚功原理，推导出欧拉-拉格朗日方程。我们首先构建了系统的拉格朗日量 $L = T - V$，并演示了如何利用拉格朗日方程直接求解包含各种复杂约束的系统（如双摆、耦合振子）。本章的精髓在于理解拉格朗日量本身作为描述系统状态的函数所蕴含的物理信息，以及它对坐标系选择的无关性。 第 8 章：守恒量与诺特定理 (Noether's Theorem) 本章将拉格朗日力学提升到一个更高的抽象层次。我们探讨了拉格朗日量在特定坐标变换下保持不变（即对称性）的物理意义。核心内容是诺特定理的严谨阐述和应用：每一种连续的、可微的对称性都对应一个守恒量。通过此定理，读者将看到能量守恒对应于时间平移不变性，动量守恒对应于空间平移不变性，角动量守恒对应于空间转动不变性，从而建立了经典力学中守恒定律的统一几何根源。 --- 第三部分：更深层次的结构与过渡 (Deeper Structure and Transition) 第 9 章：哈密顿力学 (Hamiltonian Mechanics) 哈密顿力学是连接经典力学与量子力学的关键。本章引入了正则坐标（广义坐标 $q$ 和广义动量 $p$）的概念，并定义了哈密顿量 $H$。我们推导了正则方程，并探讨了相空间的几何结构。哈密顿量在保守系统中通常等同于总能量，这使得相空间分析变得尤为重要。 第 10 章：泊松括号与正则变换 本章深入探讨了哈密顿系统的时间演化和守恒量的代数结构。泊松括号作为描述物理量之间相互作用的核心代数工具被详细介绍。我们展示了泊松括号与量子力学中对易关系的高度相似性。随后，本章引入了正则变换——那些能够保持哈密顿方程形式不变的坐标变换，为理解相空间的结构提供了强大的数学工具。 第 11 章：微扰理论与近似解法 在现实世界中，许多系统并非“可积”的完美系统。本章关注如何处理那些略微偏离理想模型的情况。我们将介绍含时微扰理论的基本框架，并应用于处理弱外力作用下的系统，例如受阻尼或弱驱动的振动系统，为后续研究更复杂的非线性动力学提供了入门方法。 --- 本书的特点： 1. 强调物理直觉与数学严谨性的平衡： 我们力求在推导繁复的数学公式时，始终辅以清晰的物理图像和直观的解释，避免将数学工具异化为脱离实际的符号操作。 2. 问题的深度与广度并重： 每章后附有大量精选的习题，从基础概念的检验到复杂系统的建模，难度和类型覆盖面广，有助于读者检验和固化知识点。 3. 面向现代物理学的铺垫： 本书的结构，尤其是对拉格朗日量、哈密顿量以及诺特定理的深入讲解，旨在为读者未来学习狭义相对论、量子力学及经典场论打下坚实的理论基础。 本书是物理学专业学生理解经典世界规律的必备读物，它将引导读者领略物理学之美——那种源于自然规律的、深刻而持久的美感。
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