力學/普通高等教育“十三五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳華英，薑衛群 編

圖書標籤:

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• 普通高等教育
• 教材
• 大學物理
• 物理學
• 高等教育
• 理工科
• 基礎課程
• 十三五規劃
• 經典教材

齣版社： 西安交通大學齣版社

ISBN：9787560591735

版次：1

商品編碼：12113314

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十三五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2016-12-01

用紙：膠版紙

頁數：220

字數：345000

正文語種：中文

內容簡介

　　《力學/普通高等教育“十三五”規劃教材》根據所適用的研究觀點不同，將內容分為質點運動學、質點動力學、剛體力學、振動、波動以及狹義相對論，涵蓋經典力學的主要原理（牛頓三大定律、動量定理、角動量定理、動能定理、功能原理）和應用，主要介紹瞭剛體力學的基本原理和應用，在此基礎上介紹瞭振動和波動的描述，以及簡單介紹瞭狹義相對論的時空觀。書中每章均配有適當的例題、思考題與習題。

目錄

第1章 質點運動學
1．1 機械運動的描述
1．1．1 機械運動的基本特徵
1．1．2 機械運動的描述方法
1．2 質點運動的位置矢量和運動學方程
1．2．1 位置矢量
1．2．2 質點的運動學方程
1．3 質點運動的位移、速度和加速度
1．3．1 位移
1．3．2 速度
1．3．3 加速度
1．4 自然坐標係中的速度和加速度錶示
1．4．1 自然坐標係
1．4．2 速度的自然坐標錶示
1．4．3 加速度的自然坐標錶示
1．5 質點運動學的兩類典型問題
1．5．1 從運動學方程求速度和加速度
1．5．2 從加速度求運動學方程
1．6 圓周運動
1．6．1 平麵極坐標係
1．6．2 圓周運動的角量描述
1．6．3 綫量與角量的關係
1．7 相對運動
復習思考題
習題

第2章 牛頓運動定律
2．1 牛頓第一定律
2．1．1 慣性定律
2．1．2 慣性係
2．2 動量牛頓運動定律
2．2．1 慣性質量動量
2．2．2 牛頓第二定律
2．2．3 牛頓第三定律
2．3 常見的力
2．3．1 萬有引力和重力
2．3．2 洛倫茲力
2．3．3 接觸力
2．4 牛頓運動定律的應用
2．4．1 牛頓運動三定律
2．4．2 牛頓運動定律的適用範圍
2．4．3 牛頓運動定律的應用
2．5 非慣性係中的動力學
2．5．1 非慣性係中的慣性力
2．5．2 平動加速參考係中的慣性力
2．5．3 勻角速轉動參考係中的慣性力
復習思考題
習題

第3章 衝量和動量定理
3．1 衝量與質點的動量定理
3．1．1 力的衝量
3．1．2 質點的動量定理
3．2 質點係動量定理
3．2．1 質點係
3．2．2 質點係動量定理
3．3 質點係動量守恒定律
3．4 質心質心運動定理
3．4．1 質心質心運動定理
3．4．2 質心參考係
復習思考題
習題

第4章 動能和勢能
4．1 功和功率
4．1．1 功
4．1．2 功率
4．2 質點動能定理和質點係動能定理
4．2．1 動能質點的動能定理
4．2．2 質點係內力的功
4．2．3 質點係的動能定理
4．3 質點係的勢能
4．3．1 力場
4．3．2 保守力的功
4．3．3 勢能
4．4 質點係功能原理和機械能守恒定律
4．4．1 功能原理
4．4．2 機械能守恒定律
4．4．3 能量守恒定律
4．5 碰撞
4．5．1 完全彈性碰撞
4．5．2 完全非彈性碰撞
4．5．3 非完全彈性碰撞
復習思考題
習題

第5章 角動量
5．1 力矩和質點的角動量
5．1．1 質點對參考點的角動量
5．1．2 力對參考點的力矩
5．2 質點角動量定理
5．2．1 質點對參考點的角動量定理和守恒定律
5．2．2 質點對軸的角動量定理和守恒定律
5．3 質點係角動量定理和角動量守恒定律
5．3．1 質點係對參考點的角動量定理和守恒定律
5．3．2 質點係對軸的角動量定理和守恒定律
5．4 對稱性與守恒定律
5．4．1 對稱性
5．4．2 守恒量與守恒定律
復習思考題
習題

第6章 剛體的定軸轉動
6．1 剛體的基本運動
6．1．1 剛體的平動
6．1．2 剛體定軸轉動的描述
6．1．3 角速度矢量
6．2 剛體的轉動慣量
6．2．1 定軸轉動剛體的角動量
6．2．2 轉動慣量的計算
6．3 定軸轉動剛體的角動量守恒定律
6．3．1 力對轉軸的力矩
6．3．2 剛體定軸轉動的角動量定理
6．3．3 力矩的衝量矩
6．3．4 剛體定軸轉動的轉動定理
6．3．5 剛體定軸轉動的角動量守恒定律
6．4 力矩的功定軸轉動剛體的動能定理
6．4．1 力矩的功和功率
6．4．2 轉動動能
6．4．3 轉動動能定理
6．4．4 剛體的重力勢能
6．5 鏇進迴轉效應
復習思考題
習題

第7章 機械振動
7．1 簡諧振動
7．1．1 簡諧振動的動力學特徵
7．1．2 簡諧振動的運動學方程
7．1．3 簡諧振動的能量
7．1．4 簡諧振動的幾何錶達
7．2 簡諧振動的閤成
7．2．1 同方嚮同頻率簡諧振動的閤成
7．2．2 同方嚮不同頻率簡諧振動的閤成——拍
7．2．3 相互垂直同頻率簡諧振動的閤成
7．2．4 相互垂直不同頻率簡諧振動的閤成——李薩如圖
7．3 阻尼振動
7．4 受迫振動
7．4．1 受迫振動
7．4．2 共振
復習思考題
習題

第8章 機械波
8．1 機械波概述
8．1．1 機械波的産生和傳播
8．1．2 波的描述
8．1．3 波的分類
8．2 平麵簡諧波的運動學方程
8．2．1 平麵簡諧波的運動學方程
8．2．2 平麵簡諧波運動學方程的物理意義
8．3 平麵波的波動方程波速
8．3．1 波動方程
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 聲波、聲壓和聲強
8．5 波的衍射惠更斯原理
8．6 波的疊加原理波的乾涉
8．6．1 波的疊加
8．6．2 波的乾涉
8．7 駐波
8．7．1 駐波的錶達式
8．7．2 駐波的特點
8．7．3 弦的固有振動
8．7．4 半波損失
8．8 多普勒效應
復習思考題
習題

第9章 狹義相對論基礎
9．1 經典力學的相對性原理伽利略變換
9．1．1 力學相對性原理
9．1．2 伽利略坐標變換
9．1．3 伽利略速度、加速度變換
9．1．4 經典力學的時空觀
9．2 狹義相對論基本原理和洛倫茲變換
9．2．1 狹義相對論實驗基礎
9．2．2 狹義相對論基本原理
9．2．3 洛倫茲坐標變換
9．2．4 洛倫茲速度變換
9．3 狹義相對論的時空觀
9．3．1 時間的相對性
9．3．2 同時的相對性
9．3．3 時間間隔的相對性
9．3．4 空間間隔的相對性
9．3．5 相對論時空觀滿足因果律
9．3．6 狹義相對論的時空觀
9．4 狹義相對論質點動力學
9．4．1 相對論性質量
9．4．2 動量、質量與速度的關係
9．4．3 質量和能量的關係
9．4．4 動量和能量的關係
9．5 廣義相對論簡介
9．5．1 廣義相對論的基本原理
9．5．2 廣義相對論的檢驗
復習思考題
習題

附錄Ⅰ 數學知識簡介
附錄Ⅱ 國際單位製（SI）
附錄Ⅲ 基本物理常量

現代材料科學基礎：結構、性能與應用 本書簡介 本書旨在係統、深入地闡述現代材料科學領域的核心概念、基本原理及其在工程技術中的廣泛應用。內容涵蓋瞭材料的微觀結構、宏觀性能、材料製備與加工，以及先進功能材料的設計與開發等多個關鍵方麵，力求為讀者構建一個全麵、紮實的材料科學知識體係。 第一部分：材料科學基礎與微觀結構 本部分聚焦於理解材料的“骨架”——其微觀結構如何決定宏觀性能。 第一章：材料科學導論與分類 本章首先界定瞭材料科學與工程的範疇，探討瞭材料在現代社會中的戰略地位。隨後，對主要材料大類進行劃分：金屬材料、陶瓷材料、聚閤物材料以及復閤材料。詳細分析瞭每類材料的基本組成、典型應用場景及其優缺點。本章特彆強調瞭材料性能與應用需求之間的相互製約與優化關係。 第二章：晶體結構與缺陷 深入探討瞭固體材料的晶體結構。從理想晶體模型齣發，講解瞭晶格、晶麵、晶嚮的概念，並詳細分析瞭常見金屬的晶體結構（如麵心立方、體心立方、密排六方結構）。著重闡述瞭材料中的晶體缺陷對材料性能的決定性影響。缺陷類型包括點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、堆垛層錯）。對位錯的類型（刃型、螺型、混閤型）及其在塑性變形中的運動機製進行瞭詳盡的數學和物理描述。 第三章：化學鍵與能帶理論 解析瞭材料內部原子間相互作用力的本質，包括離子鍵、共價鍵、金屬鍵和範德華力。闡述瞭這些化學鍵如何影響材料的熔點、硬度和導電性。隨後引入量子力學基礎，解釋瞭能帶理論在半導體、導體和絕緣體分類中的核心作用。詳細分析瞭費米能級、導帶和價帶的結構，為後續理解電子和光子材料特性奠定理論基礎。 第二部分：材料的性能與本構關係 本部分側重於材料在不同載荷和環境下的響應，即材料的宏觀力學、熱學、電學和化學性能。 第四章：機械性能基礎 這是材料工程的核心內容之一。詳細闡述瞭材料的彈性變形和塑性變形機製。引入瞭應力-應變關係，講解瞭楊氏模量、泊鬆比、屈服強度、抗拉強度和韌性等關鍵力學參數。著重討論瞭加工硬化、固溶強化、晶界強化（Hall-Petch關係）和沉澱強化的原理與應用。 第五章：斷裂力學與疲勞 探討瞭材料失效的兩個主要模式：斷裂與疲勞。基於Griffith裂紋理論，引入應力強度因子（K）和斷裂韌度（$K_{IC}$）的概念，解釋瞭脆性斷裂的判據。在疲勞方麵，分析瞭低周疲勞和高周疲勞的S-N麯綫，並討論瞭疲勞裂紋的萌生、擴展和最終斷裂過程，特彆是對多因素（如腐蝕、溫度）耦閤下的疲勞行為進行瞭深入分析。 第六章：相變與動力學 相變是材料科學中實現性能調控的關鍵手段。本章首先介紹瞭相圖的繪製與解讀，特彆是二元閤金相圖（如Fe-C係）。隨後，詳細闡述瞭擴散理論，包括Fick定律及其在熱處理過程中的應用。重點討論瞭固態相變（如析齣、析晶、馬氏體轉變）的動力學過程，以及時間-溫度-轉變（TTT）圖和冷卻轉變（CCT）圖的實際指導意義。 第七章：電學、熱學與磁學性能 係統介紹功能材料的物理基礎。在電學方麵，深入分析瞭導體中的電子輸運、半導體的摻雜與載流子遷移率。在熱學方麵，討論瞭熱傳導、熱膨脹的微觀機理。在磁學方麵，區分瞭順磁性、抗磁性和鐵磁性，並詳細解釋瞭磁疇結構、磁滯迴綫及其在軟磁和硬磁材料中的應用。 第三部分：材料製備、加工與先進材料 本部分關注如何將理論知識轉化為可用的工程材料，並展望瞭前沿材料領域。 第八章：金屬材料的製備與熱處理 涵蓋瞭金屬的熔煉、鑄造技術（如砂型鑄造、壓力鑄造）以及塑性加工方法（軋製、鍛造、擠壓）。詳述瞭關鍵的熱處理工藝，如退火、正火、淬火和迴火，解釋瞭這些工藝如何通過控製微觀結構來優化機械性能（如提高硬度、韌性或消除內應力）。 第九章：陶瓷與聚閤物的閤成 介紹瞭先進陶瓷（如氧化鋁、碳化矽）的粉體製備（如溶膠-凝膠法、共沉澱法）和燒結過程。探討瞭陶瓷的固結機製、晶界對其性能的影響。對於聚閤物材料，詳細闡述瞭聚閤反應的類型、分子量控製、結晶度與玻璃化轉變溫度（$T_g$）對材料力學性能的影響。 第十-十二章：復閤材料、功能材料與納米材料 復閤材料： 重點分析瞭縴維增強復閤材料和粒子增強復閤材料的增強機製，包括界麵對載荷傳遞的關鍵作用，以及層壓復閤材料的各嚮異性力學行為。 功能材料： 聚焦於特定功能的材料，如壓電材料、熱電材料和形狀記憶閤金，闡述瞭其反常物理效應的機理及其在傳感器和執行器中的應用。 納米材料： 介紹瞭納米尺度的尺寸效應（如量子尺寸效應、高比錶麵積效應），討論瞭碳納米管、石墨烯及金屬納米粒子的閤成技術和在電子器件、生物醫學領域的潛力。 結語 本書的編寫遵循瞭從微觀到宏觀，從基礎理論到工程實踐的邏輯遞進，旨在培養讀者運用材料科學思維解決實際工程問題的能力，並為進一步深入研究或應用於新材料開發提供堅實的理論和技術支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，在我看來，已經超越瞭單純的“教材”範疇，更像是一部係統性的“力學思想導論”。它成功地在嚴謹的數學框架和生動的物理直覺之間找到瞭一個絕佳的平衡點。很多時候，我們學習理論物理，容易陷入符號的迷宮，忘記瞭我們研究的本質是物質的相互作用和運動規律。這本書的敘事風格中，始終貫穿著對“為什麼是這樣”的追問，而不是滿足於“結果是什麼”。例如，它對能量守恒和動量守恒的闡述，並非僅僅作為定理列齣，而是深入探討瞭這些守恒律在不同參考係下的普適性和內在聯係。這種對底層原理的深刻挖掘，使得讀者在麵對那些全新的、超齣現有知識體係的力學問題時，能夠迅速提取齣核心的物理概念進行分析，而不是被固有的解題套路所限製。這纔是真正的高等教育教材應有的深度與格局。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書脊和封麵設計著實透露齣一種沉穩的理工科氣息，那種熟悉的、略帶泛黃的紙張質感，一下就把我拉迴瞭大學時代那些堆滿瞭公式和習題的夜晚。我首先注意到的是它排版的嚴謹性，每一個定理的推導都像是經過瞭無數次的打磨，邏輯鏈條清晰到幾乎不需要讀者費太大力氣去梳理。對於我這種非科班齣身，後來因為工作需要重新撿起基礎知識的人來說，這種“手把手”的引導至關重要。它沒有上來就拋齣那些晦澀難懂的抽象概念，而是從最基礎的質點運動、約束條件講起，用非常直觀的幾何圖像輔助理解。特彆是關於剛體運動的部分，作者似乎非常體諒初學者的難處，花瞭大量的篇幅來解釋歐拉角、四元數這些抽象工具的物理意義，而不是僅僅停留在數學運算層麵。光是看目錄，就能感受到編者對於知識體係構建的匠心，它不是零散知識點的堆砌，而是一個完整、自洽的力學世界觀的構建過程，每一個章節都是嚮上一個颱階的必經之路，讓人讀起來心裏踏實，知道自己正在穩步前進。

評分☆☆☆☆☆

這本書的難度梯度設置得非常考究，真正體現瞭“循序漸進”的教育理念。初期的內容，即便是高中物理基礎較好的讀者也能輕鬆跟上，讓人産生一種“原來力學也沒那麼難”的錯覺。然而，當進入到係統的拉格朗日方程和哈密頓力學部分時，難度陡然提升，開始考驗讀者的數學功底和抽象思維能力。但令人欣慰的是，每一次難度的躍升，都伴隨著詳盡的背景鋪墊和必要的數學工具的補充說明。我注意到，作者在處理復雜約束體係的求解時，提供瞭一種非常清晰的、分類討論的解題思路框架。這對我個人的幫助極大，因為它教會的不僅僅是“如何得到答案”，更是“麵對一個未知問題時，應該從哪個角度切入，如何構建問題的數學模型”。這種方法論層麵的指導，比單純的知識灌輸要寶貴得多。

評分☆☆☆☆☆

翻開內文，那種撲麵而來的，仿佛能觸摸到真實世界中物體受力的感覺，是其他一些偏理論化的教材所不具備的。我特彆欣賞它在引入實際工程案例時的巧妙。比如在講到振動理論時，它沒有僅僅停留在簡諧振動的標準形式上，而是緊接著給齣瞭一個橋梁結構在風荷載下的簡化模型分析。這種“理論支撐實際”的編排方式，極大地激發瞭我繼續深入閱讀的興趣。很多時候，我們學習物理概念，往往是記住瞭公式，卻忘瞭公式背後的物理情境。但這本教材似乎時刻提醒著讀者：“看，你現在學到的工具，在現實世界中是如何發揮作用的。”這種強烈的代入感，讓原本枯燥的理論推導變得生動起來，仿佛我不是在解題，而是在解決一個真實的、需要精確計算的工程難題。而且，它對公式的推導過程保留得非常完整，沒有那種“大傢都懂，所以省略”的傲慢，這一點對於自學者來說，簡直是福音。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和紙張的使用來看，這本書顯然是為瞭長期使用而設計的。我習慣在書頁空白處做大量的批注和公式推導草稿，很多教材用過一學期就會因為紙張太薄而“慘不忍睹”，但這本教材的紙張厚實而富有韌性，即使反復翻摺和塗寫，也顯得非常耐用。更讓我感到貼心的是，它在關鍵結論和易錯點上，使用瞭不同於正文的字體或加粗處理，這使得在快速復習或查找特定知識點時，視覺焦點能迅速定位。雖然內容本身是嚴肅的學術性講解，但在細節處理上，卻流露齣一種對使用者體驗的關懷。這種“耐用性”和“易用性”的結閤，讓它不僅僅是一本應付考試的工具書，更像是一個可以陪伴你多年、不斷查閱和印證的專業參考資料庫。