力学/普通高等教育“十三五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈华英，姜卫群 编

图书标签:

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• 基础课程
• 十三五规划
• 经典教材

出版社： 西安交通大学出版社

ISBN：9787560591735

版次：1

商品编码：12113314

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：220

字数：345000

正文语种：中文

内容简介

　　《力学/普通高等教育“十三五”规划教材》根据所适用的研究观点不同，将内容分为质点运动学、质点动力学、刚体力学、振动、波动以及狭义相对论，涵盖经典力学的主要原理（牛顿三大定律、动量定理、角动量定理、动能定理、功能原理）和应用，主要介绍了刚体力学的基本原理和应用，在此基础上介绍了振动和波动的描述，以及简单介绍了狭义相对论的时空观。书中每章均配有适当的例题、思考题与习题。

目录

第1章 质点运动学
1．1 机械运动的描述
1．1．1 机械运动的基本特征
1．1．2 机械运动的描述方法
1．2 质点运动的位置矢量和运动学方程
1．2．1 位置矢量
1．2．2 质点的运动学方程
1．3 质点运动的位移、速度和加速度
1．3．1 位移
1．3．2 速度
1．3．3 加速度
1．4 自然坐标系中的速度和加速度表示
1．4．1 自然坐标系
1．4．2 速度的自然坐标表示
1．4．3 加速度的自然坐标表示
1．5 质点运动学的两类典型问题
1．5．1 从运动学方程求速度和加速度
1．5．2 从加速度求运动学方程
1．6 圆周运动
1．6．1 平面极坐标系
1．6．2 圆周运动的角量描述
1．6．3 线量与角量的关系
1．7 相对运动
复习思考题
习题

第2章 牛顿运动定律
2．1 牛顿第一定律
2．1．1 惯性定律
2．1．2 惯性系
2．2 动量牛顿运动定律
2．2．1 惯性质量动量
2．2．2 牛顿第二定律
2．2．3 牛顿第三定律
2．3 常见的力
2．3．1 万有引力和重力
2．3．2 洛伦兹力
2．3．3 接触力
2．4 牛顿运动定律的应用
2．4．1 牛顿运动三定律
2．4．2 牛顿运动定律的适用范围
2．4．3 牛顿运动定律的应用
2．5 非惯性系中的动力学
2．5．1 非惯性系中的惯性力
2．5．2 平动加速参考系中的惯性力
2．5．3 匀角速转动参考系中的惯性力
复习思考题
习题

第3章 冲量和动量定理
3．1 冲量与质点的动量定理
3．1．1 力的冲量
3．1．2 质点的动量定理
3．2 质点系动量定理
3．2．1 质点系
3．2．2 质点系动量定理
3．3 质点系动量守恒定律
3．4 质心质心运动定理
3．4．1 质心质心运动定理
3．4．2 质心参考系
复习思考题
习题

第4章 动能和势能
4．1 功和功率
4．1．1 功
4．1．2 功率
4．2 质点动能定理和质点系动能定理
4．2．1 动能质点的动能定理
4．2．2 质点系内力的功
4．2．3 质点系的动能定理
4．3 质点系的势能
4．3．1 力场
4．3．2 保守力的功
4．3．3 势能
4．4 质点系功能原理和机械能守恒定律
4．4．1 功能原理
4．4．2 机械能守恒定律
4．4．3 能量守恒定律
4．5 碰撞
4．5．1 完全弹性碰撞
4．5．2 完全非弹性碰撞
4．5．3 非完全弹性碰撞
复习思考题
习题

第5章 角动量
5．1 力矩和质点的角动量
5．1．1 质点对参考点的角动量
5．1．2 力对参考点的力矩
5．2 质点角动量定理
5．2．1 质点对参考点的角动量定理和守恒定律
5．2．2 质点对轴的角动量定理和守恒定律
5．3 质点系角动量定理和角动量守恒定律
5．3．1 质点系对参考点的角动量定理和守恒定律
5．3．2 质点系对轴的角动量定理和守恒定律
5．4 对称性与守恒定律
5．4．1 对称性
5．4．2 守恒量与守恒定律
复习思考题
习题

第6章 刚体的定轴转动
6．1 刚体的基本运动
6．1．1 刚体的平动
6．1．2 刚体定轴转动的描述
6．1．3 角速度矢量
6．2 刚体的转动惯量
6．2．1 定轴转动刚体的角动量
6．2．2 转动惯量的计算
6．3 定轴转动刚体的角动量守恒定律
6．3．1 力对转轴的力矩
6．3．2 刚体定轴转动的角动量定理
6．3．3 力矩的冲量矩
6．3．4 刚体定轴转动的转动定理
6．3．5 刚体定轴转动的角动量守恒定律
6．4 力矩的功定轴转动刚体的动能定理
6．4．1 力矩的功和功率
6．4．2 转动动能
6．4．3 转动动能定理
6．4．4 刚体的重力势能
6．5 旋进回转效应
复习思考题
习题

第7章 机械振动
7．1 简谐振动
7．1．1 简谐振动的动力学特征
7．1．2 简谐振动的运动学方程
7．1．3 简谐振动的能量
7．1．4 简谐振动的几何表达
7．2 简谐振动的合成
7．2．1 同方向同频率简谐振动的合成
7．2．2 同方向不同频率简谐振动的合成——拍
7．2．3 相互垂直同频率简谐振动的合成
7．2．4 相互垂直不同频率简谐振动的合成——李萨如图
7．3 阻尼振动
7．4 受迫振动
7．4．1 受迫振动
7．4．2 共振
复习思考题
习题

第8章 机械波
8．1 机械波概述
8．1．1 机械波的产生和传播
8．1．2 波的描述
8．1．3 波的分类
8．2 平面简谐波的运动学方程
8．2．1 平面简谐波的运动学方程
8．2．2 平面简谐波运动学方程的物理意义
8．3 平面波的波动方程波速
8．3．1 波动方程
8．3．2 波速
8．4 波的能量和能流
8．4．1 波的能量和能量密度
8．4．2 波的能流密度
8．4．3 声波、声压和声强
8．5 波的衍射惠更斯原理
8．6 波的叠加原理波的干涉
8．6．1 波的叠加
8．6．2 波的干涉
8．7 驻波
8．7．1 驻波的表达式
8．7．2 驻波的特点
8．7．3 弦的固有振动
8．7．4 半波损失
8．8 多普勒效应
复习思考题
习题

第9章 狭义相对论基础
9．1 经典力学的相对性原理伽利略变换
9．1．1 力学相对性原理
9．1．2 伽利略坐标变换
9．1．3 伽利略速度、加速度变换
9．1．4 经典力学的时空观
9．2 狭义相对论基本原理和洛伦兹变换
9．2．1 狭义相对论实验基础
9．2．2 狭义相对论基本原理
9．2．3 洛伦兹坐标变换
9．2．4 洛伦兹速度变换
9．3 狭义相对论的时空观
9．3．1 时间的相对性
9．3．2 同时的相对性
9．3．3 时间间隔的相对性
9．3．4 空间间隔的相对性
9．3．5 相对论时空观满足因果律
9．3．6 狭义相对论的时空观
9．4 狭义相对论质点动力学
9．4．1 相对论性质量
9．4．2 动量、质量与速度的关系
9．4．3 质量和能量的关系
9．4．4 动量和能量的关系
9．5 广义相对论简介
9．5．1 广义相对论的基本原理
9．5．2 广义相对论的检验
复习思考题
习题

附录Ⅰ 数学知识简介
附录Ⅱ 国际单位制（SI）
附录Ⅲ 基本物理常量

现代材料科学基础：结构、性能与应用 本书简介 本书旨在系统、深入地阐述现代材料科学领域的核心概念、基本原理及其在工程技术中的广泛应用。内容涵盖了材料的微观结构、宏观性能、材料制备与加工，以及先进功能材料的设计与开发等多个关键方面，力求为读者构建一个全面、扎实的材料科学知识体系。 第一部分：材料科学基础与微观结构 本部分聚焦于理解材料的“骨架”——其微观结构如何决定宏观性能。 第一章：材料科学导论与分类 本章首先界定了材料科学与工程的范畴，探讨了材料在现代社会中的战略地位。随后，对主要材料大类进行划分：金属材料、陶瓷材料、聚合物材料以及复合材料。详细分析了每类材料的基本组成、典型应用场景及其优缺点。本章特别强调了材料性能与应用需求之间的相互制约与优化关系。 第二章：晶体结构与缺陷 深入探讨了固体材料的晶体结构。从理想晶体模型出发，讲解了晶格、晶面、晶向的概念，并详细分析了常见金属的晶体结构（如面心立方、体心立方、密排六方结构）。着重阐述了材料中的晶体缺陷对材料性能的决定性影响。缺陷类型包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆垛层错）。对位错的类型（刃型、螺型、混合型）及其在塑性变形中的运动机制进行了详尽的数学和物理描述。 第三章：化学键与能带理论 解析了材料内部原子间相互作用力的本质，包括离子键、共价键、金属键和范德华力。阐述了这些化学键如何影响材料的熔点、硬度和导电性。随后引入量子力学基础，解释了能带理论在半导体、导体和绝缘体分类中的核心作用。详细分析了费米能级、导带和价带的结构，为后续理解电子和光子材料特性奠定理论基础。 第二部分：材料的性能与本构关系 本部分侧重于材料在不同载荷和环境下的响应，即材料的宏观力学、热学、电学和化学性能。 第四章：机械性能基础 这是材料工程的核心内容之一。详细阐述了材料的弹性变形和塑性变形机制。引入了应力-应变关系，讲解了杨氏模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度和韧性等关键力学参数。着重讨论了加工硬化、固溶强化、晶界强化（Hall-Petch关系）和沉淀强化的原理与应用。 第五章：断裂力学与疲劳 探讨了材料失效的两个主要模式：断裂与疲劳。基于Griffith裂纹理论，引入应力强度因子（K）和断裂韧度（$K_{IC}$）的概念，解释了脆性断裂的判据。在疲劳方面，分析了低周疲劳和高周疲劳的S-N曲线，并讨论了疲劳裂纹的萌生、扩展和最终断裂过程，特别是对多因素（如腐蚀、温度）耦合下的疲劳行为进行了深入分析。 第六章：相变与动力学 相变是材料科学中实现性能调控的关键手段。本章首先介绍了相图的绘制与解读，特别是二元合金相图（如Fe-C系）。随后，详细阐述了扩散理论，包括Fick定律及其在热处理过程中的应用。重点讨论了固态相变（如析出、析晶、马氏体转变）的动力学过程，以及时间-温度-转变（TTT）图和冷却转变（CCT）图的实际指导意义。 第七章：电学、热学与磁学性能 系统介绍功能材料的物理基础。在电学方面，深入分析了导体中的电子输运、半导体的掺杂与载流子迁移率。在热学方面，讨论了热传导、热膨胀的微观机理。在磁学方面，区分了顺磁性、抗磁性和铁磁性，并详细解释了磁畴结构、磁滞回线及其在软磁和硬磁材料中的应用。 第三部分：材料制备、加工与先进材料 本部分关注如何将理论知识转化为可用的工程材料，并展望了前沿材料领域。 第八章：金属材料的制备与热处理 涵盖了金属的熔炼、铸造技术（如砂型铸造、压力铸造）以及塑性加工方法（轧制、锻造、挤压）。详述了关键的热处理工艺，如退火、正火、淬火和回火，解释了这些工艺如何通过控制微观结构来优化机械性能（如提高硬度、韧性或消除内应力）。 第九章：陶瓷与聚合物的合成 介绍了先进陶瓷（如氧化铝、碳化硅）的粉体制备（如溶胶-凝胶法、共沉淀法）和烧结过程。探讨了陶瓷的固结机制、晶界对其性能的影响。对于聚合物材料，详细阐述了聚合反应的类型、分子量控制、结晶度与玻璃化转变温度（$T_g$）对材料力学性能的影响。 第十-十二章：复合材料、功能材料与纳米材料 复合材料： 重点分析了纤维增强复合材料和粒子增强复合材料的增强机制，包括界面对载荷传递的关键作用，以及层压复合材料的各向异性力学行为。 功能材料： 聚焦于特定功能的材料，如压电材料、热电材料和形状记忆合金，阐述了其反常物理效应的机理及其在传感器和执行器中的应用。 纳米材料： 介绍了纳米尺度的尺寸效应（如量子尺寸效应、高比表面积效应），讨论了碳纳米管、石墨烯及金属纳米粒子的合成技术和在电子器件、生物医学领域的潜力。 结语 本书的编写遵循了从微观到宏观，从基础理论到工程实践的逻辑递进，旨在培养读者运用材料科学思维解决实际工程问题的能力，并为进一步深入研究或应用于新材料开发提供坚实的理论和技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书脊和封面设计着实透露出一种沉稳的理工科气息，那种熟悉的、略带泛黄的纸张质感，一下就把我拉回了大学时代那些堆满了公式和习题的夜晚。我首先注意到的是它排版的严谨性，每一个定理的推导都像是经过了无数次的打磨，逻辑链条清晰到几乎不需要读者费太大力气去梳理。对于我这种非科班出身，后来因为工作需要重新捡起基础知识的人来说，这种“手把手”的引导至关重要。它没有上来就抛出那些晦涩难懂的抽象概念，而是从最基础的质点运动、约束条件讲起，用非常直观的几何图像辅助理解。特别是关于刚体运动的部分，作者似乎非常体谅初学者的难处，花了大量的篇幅来解释欧拉角、四元数这些抽象工具的物理意义，而不是仅仅停留在数学运算层面。光是看目录，就能感受到编者对于知识体系构建的匠心，它不是零散知识点的堆砌，而是一个完整、自洽的力学世界观的构建过程，每一个章节都是向上一个台阶的必经之路，让人读起来心里踏实，知道自己正在稳步前进。

评分☆☆☆☆☆

从装帧和纸张的使用来看，这本书显然是为了长期使用而设计的。我习惯在书页空白处做大量的批注和公式推导草稿，很多教材用过一学期就会因为纸张太薄而“惨不忍睹”，但这本教材的纸张厚实而富有韧性，即使反复翻折和涂写，也显得非常耐用。更让我感到贴心的是，它在关键结论和易错点上，使用了不同于正文的字体或加粗处理，这使得在快速复习或查找特定知识点时，视觉焦点能迅速定位。虽然内容本身是严肃的学术性讲解，但在细节处理上，却流露出一种对使用者体验的关怀。这种“耐用性”和“易用性”的结合，让它不仅仅是一本应付考试的工具书，更像是一个可以陪伴你多年、不断查阅和印证的专业参考资料库。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在我看来，已经超越了单纯的“教材”范畴，更像是一部系统性的“力学思想导论”。它成功地在严谨的数学框架和生动的物理直觉之间找到了一个绝佳的平衡点。很多时候，我们学习理论物理，容易陷入符号的迷宫，忘记了我们研究的本质是物质的相互作用和运动规律。这本书的叙事风格中，始终贯穿着对“为什么是这样”的追问，而不是满足于“结果是什么”。例如，它对能量守恒和动量守恒的阐述，并非仅仅作为定理列出，而是深入探讨了这些守恒律在不同参考系下的普适性和内在联系。这种对底层原理的深刻挖掘，使得读者在面对那些全新的、超出现有知识体系的力学问题时，能够迅速提取出核心的物理概念进行分析，而不是被固有的解题套路所限制。这才是真正的高等教育教材应有的深度与格局。

评分☆☆☆☆☆

这本书的难度梯度设置得非常考究，真正体现了“循序渐进”的教育理念。初期的内容，即便是高中物理基础较好的读者也能轻松跟上，让人产生一种“原来力学也没那么难”的错觉。然而，当进入到系统的拉格朗日方程和哈密顿力学部分时，难度陡然提升，开始考验读者的数学功底和抽象思维能力。但令人欣慰的是，每一次难度的跃升，都伴随着详尽的背景铺垫和必要的数学工具的补充说明。我注意到，作者在处理复杂约束体系的求解时，提供了一种非常清晰的、分类讨论的解题思路框架。这对我个人的帮助极大，因为它教会的不仅仅是“如何得到答案”，更是“面对一个未知问题时，应该从哪个角度切入，如何构建问题的数学模型”。这种方法论层面的指导，比单纯的知识灌输要宝贵得多。

评分☆☆☆☆☆

翻开内文，那种扑面而来的，仿佛能触摸到真实世界中物体受力的感觉，是其他一些偏理论化的教材所不具备的。我特别欣赏它在引入实际工程案例时的巧妙。比如在讲到振动理论时，它没有仅仅停留在简谐振动的标准形式上，而是紧接着给出了一个桥梁结构在风荷载下的简化模型分析。这种“理论支撑实际”的编排方式，极大地激发了我继续深入阅读的兴趣。很多时候，我们学习物理概念，往往是记住了公式，却忘了公式背后的物理情境。但这本教材似乎时刻提醒着读者：“看，你现在学到的工具，在现实世界中是如何发挥作用的。”这种强烈的代入感，让原本枯燥的理论推导变得生动起来，仿佛我不是在解题，而是在解决一个真实的、需要精确计算的工程难题。而且，它对公式的推导过程保留得非常完整，没有那种“大家都懂，所以省略”的傲慢，这一点对于自学者来说，简直是福音。