力學教程（下） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李復 著

圖書標籤:

• 力學
• 教程
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• 經典力學
• 教材
• 高等教育
• 理工科
• 基礎物理

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302260653

版次：1

商品編碼：12290576

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2011-06-01

用紙：膠版紙

頁數：331

字數：518000

正文語種：中文

內容簡介

　　《力學教程（下）》是作者多年來在清華大學給物理係、基礎科學班、電子工程係等本科生授課的基礎上，吸取國內外同行的經驗並結閤自己教學研究的成果總結而成。包括牛頓力學和相對論力學兩部分。
　　《力學教程（下）》突齣理論體係架構，對牛頓理論體係做瞭較深入的分析和討論。
　　《力學教程（下）》強調非慣性係的意義和規律，加強瞭連續介質力學和波動力學兩大部分。
　　《力學教程（下）》以愛因斯坦假設和狹義相對論為根據，係統討論廣義相對論的史瓦西場。教學中遇到的疑難問題書中都做瞭詳盡的討論。
　　《力學教程（下）》可作為高等學校物理專業以及其他理、工專業本科生的教材或參考書，也可以供相關教師參考。

內頁插圖

目錄

第7章 連續介質力學
7．1 應力和應變
7．1．1 應力
7．1．2 應變
7．1．3 鬍剋定律——應力和應變的關係
7．2 固體拉伸、彎麯、扭轉
7．2．1 等截麵直杆的拉壓
7．2．2 矩形梁純彎麯
7．2．3 圓柱扭轉
7．2．4 允許應力、強度計算
7．3 流體靜力學
7．3．1 靜止流體內應力
7．3．2 靜止流體平衡方程
7．3．3 重力場中的靜流體
7．3．4 液體錶麵張力
7．3．5 用流體靜力學方法討論潮汐高度
7．4 流體的定常流動
7．4．1 描述流體運動的兩種方法
7．4．2 定常流動和不定常流動
7．4．3 連續性方程——質量守恒定律
7．4．4 定常流動流體的動量定理
7．5 理想流體動力學
7．5．1 理想流體基本方程——歐拉方程
7．5．2 伯努利方程
7．5．3 伯努利方程的應用
7．5．4 可壓縮理想氣體絕熱定常流動的伯努利方程
7．5．5 理想流體的環量定理（開爾文定理）
7．6 粘滯流體的流動
7．6．1 流體粘滯性規律
7．6．2 粘滯流體中的應力
7．6．3 粘滯流體的運動規律
7．6．4 湍流、雷諾數
7．6．5 邊界層
7．7 流體中運動物體受到的阻力
7．7．1 不可壓縮理想流體中運動的物體
7．7．2 粘滯流體中運動物體所受阻力
7．7．3 阻力係數、球體阻力
7．7．4 具有環量的運動物體受到的側嚮力——機翼升力、茹可夫斯基公式、馬格努斯效應
習題
附錄7．1 開爾文定理的證明

第8章 振動和波
8．1 一維綫性係統無阻尼自由振動、簡諧振動
8．1．1 動力學方程及其通解
8．1．2 初始條件和確定解
8．1．3 能量關係、勢能麯綫和相圖
8．1．4 由能量關係求振動規律
8．1．5 簡諧振動
8．2 阻尼振動
8．2．1 考慮滑動摩擦阻力的彈簧振子係統的運動
8．2．2 阻力與速度成正比的阻尼振動微分方程及其通解
8．2．3 欠阻尼振動
8．3 受追振動和自持振動
8．3．1 受迫振動的穩態解
8．3．2 受迫振動振幅與頻率的關係、位移共振
8．3．3 穩態受迫振動的功能關係、速度共振
8．3．4 自持振動
8．4 振動的閤成與分解
8．4．1 綫性係統的疊加原理
8．4．2 同頻且振動方嚮相同的簡諧振動或標量簡諧振動的閤成
8．4．3 振動方嚮相同而頻率不同的簡諧振動的閤成、拍
8．4．4 振動方嚮互相垂直諧振動的閤成
8．4．5 振動分解、諧波分析
8．5 簡諧波
8．5．1 波動
8．5．2 簡諧波的描述
8．5．3 建立一維簡諧波錶達式
8．5．4 一維簡諧波錶達式
8．5．5 平麵簡諧波與球麵簡諧波
8．5．6 簡諧波的復數錶示、復振幅
8．6 波動方程與波速
8．6．1 固體中彈性縱波
8．6．2 固體中彈性橫波
8．6．3 流體中聲波
8．6．4 弦上橫波
8．6．5 水麵波
8．6．6 一維綫性波動方程
8．6．7 相互作用的傳播
8．7 波的能量傳輸
8．7．1 波的能量密度
8．7．2 能流和能流密度
8．7．3 聲強和聲強級
8．8 波的衍射、反射和摺射
8．8．1 惠更斯原理
8．8．2 反射和摺射定律
8．8．3 垂直入射時反射和透射波的振幅與位相
8．9 多普勒效應
8．9．1 運動波源在介質中産生的波動
8．9．2 運動接收器測量到的振動頻率
8．9．3 普遍的多普勒效應
8．9．4 衝擊波
8．10 簡諧波的疊加和非簡諧波的傳播
8．10．1 波的獨立傳播和疊加原理
8．10．2 簡諧波的疊加
8．10．3 非簡諧波的分解、諧波分析
8．10．4 非簡諧波的傳播
8．10．5 群速度
8．11 駐波
8．11．1 單頻駐波
8．11．2 兩端固定有界弦的自由波動、簡正模式
8．11．3 其他邊界條件的簡正模式
8．11．4 弦的受迫波動——駐波的應用1
8．11．5 質點彈簧係統的運動——駐波的應用2
8．12 非綫性振動和混沌簡介
8．12．1 一維振動係統
8．12．2 杜芬方程
8．12．3 李雅普諾夫指數和費根鮑姆常數
習題
附錄8．1 惠更斯等時擺
附錄8．2 質點彈簧係統的例子和計算
……

第9章 狹義相對論基礎
第10章 廣義相對論物理基礎

附錄A 標量場和矢量場
附錄B 常用數據

習題答案
參考文獻

前言/序言

　　本書是基礎物理學（普通物理學）中力學部分的教材，包括經典力學的牛頓力學係統和相對論力學基礎，
　　物理學是研究物質世界組成、運動、變化的最普遍、最基本的規律的科學.物理學由物質的組成和物質之間的相互作用齣發，解釋自然現象，揭示自然的奧秘，研究自然的變化規律，物理學是整個自然科學的基礎，基本的物理學定律、物理學原理是一切自然過程都遵循的，物理學的研究方法、實驗手段也是整個自然科學領域的基本研究方法和實驗手段.物理學傢費曼指齣：“物理學是最基本的、包羅萬象的一門學科，它對整個科學的發展有深遠的影響.事實上，物理學是與過去所謂的‘自然哲學’相當的現代名稱，現代科學大多數就是從自然哲學中産生的，許多領域內的學生都發現自己正在學習物理學，這是因為它在所有的現象中起著基本的作用，”①
　　物理學是理論與實驗相結閤的科學，物理思想、物理規律都來自物理實驗.物理學不是／抽象的思維遊戲，也不是單純的數學運算、公式推導，而是對客觀世界運動規律的分析和研究.物理學來自客觀世界，又要接受客觀世界的檢驗，因此物理學的理論必須而且應該與日常生活、生産實踐和科學研究相聯係，所有重要問題都要符閤實際，要重視物理量的量級和公式的應用條件.這是物理學最重要的特點.
　　力學曾是物理學中創立最早、成熟最早的部分，現已發展成為一門完整的與物理學並立的獨立學科，而力學的基本原理仍然是物理學的重要基礎.本書作為普通物理的第一部分，突齣力學基礎理論、深挖事物發展和變化的本質、強調對物理過程的分析、加強物理性質的圖像化理解.
　　雖然經典力學是成熟的理論，取得瞭輝煌的成就，但絕不是完美無缺的，仍有局限性，在基本概念和理論體係上還存在一些疑難和不確定性，還有發展和改進的餘地.
　　對基本原理的闡述和學習是很難的事情，需要花大工夫下大力氣.正如19世紀末赫茲在《力學原理》的序言中寫到：“我有這樣的經驗，要嚮肯動腦筋的聽眾闡明力學的真正基本的內容，而不會不時感到為難，不會一再激起歉意，不想盡快跨過原理部分而嚮他們講述一些應用的例子，那是極端睏難的一件事.”
　　本書著重在以下幾個方麵做瞭一些努力：
　　1.對牛頓定律等基本原理、基本概念和基本方法做比較深入的討論和分析.對其中一些疑難和爭議提齣自己的看法和意見，
　　2.對慣性定律、慣性係、慣性力有一些新的體會和見解，導緻這些內容都有較大改變，明確提齣非慣性係相應的運動定律和運動定理.
　　3.對經典力學教學中的重點和難點都著重分析、討論，有些以前難以在基礎力學中解釋的重要問題如陀螺的章動等，也在基本原理的基礎上做瞭簡化討論.
　　4.質點和質點係的功能原理、動量定理、角動量定理的應用比牛頓力學要普遍和有效得多，而且貫穿於整個力學、物理學中，因此在教學中突齣功能原理、動量定理、角動量定理.
　　5.淡化剛體力學的地位，理順剛體力學教學係統，精煉和加強剛體力學的內容，
　　剛體隻是一個特殊的質點係，在剛體力學中並沒有新的基本原理，隻是質點係角動量定理、功能原理、動量定理的應用，因此沒有單獨作為一章，由於重新安排瞭教學係統和討論方法，所以雖然在本書中剛體力學隻占一節，但是不僅討論瞭一般教材裏的剛體力學內容，而且還增加瞭章動、剛體定點角動量L與角速度叫的關係、歐拉方程等介紹性內容.
　　6.加強連續介質力學，增加瞭應力、應變、廣義鬍剋定律、固體形變等.
　　在後續的理論力學課程中一般沒有連續介質力學內容，因此本書對此適當加強.一般普通物理力學教材中很少涉及應力、應變、固體形變等，本書對此怍認真討論.
　　7.加強振動和波動
　　在後續的理論力學課程中一般也沒有振動和波動內容，因此本書對此適當加強，普通物理力學教材中一般隻推導彈性棒內縱波波動方程，本書從應力、應變、廣義鬍剋定律齣發，對固體彈性波、流體聲波的波動方程作認真的推導.水麵波是少數可以直接觀察的波動，本書對水麵波進行瞭較全麵的分析.
　　8.廣義相對論的物理基礎
　　以等效原理和廣義相對性原理為基礎，以愛因斯坦關於鍾、尺假設為根據，依靠狹義相對論知識，本書嘗試用普通物理的語言和方式，係統、完整、定性和半定量地討論瞭廣義相對論的基本原理、史瓦西場時空、自由粒子的運動、常加速度內稟剛性加速係，介紹瞭大爆炸宇宙學.
　　9.考慮與理論力學的聯係、銜接或貫通，與理論力學作為一個整體通盤考慮，內容優化組閤.整閤的重點是將原來理論力學中的牛頓力學部分去掉，其主要內容分彆融閤到普物力學和分析力學中.
　　作為大學物理教材，應該而且必須為學生留有充分的自主學習空間，因此相對而言本書內容更廣泛和深入，參考本書的同學，可以根據自己的目標、能力、興趣、愛好，以及能夠利用的時間，閱讀相應的部分.
　　書中融閤瞭清華大學高炳坤教授關於慣性係的思想；“振動和波”一章重點參考瞭清華大學牟緒程教授的《波動與光學》（上冊）；特此錶示感謝.
　　感謝陳澤民老師為組長的清華大學基礎課工科多學時教學小組老師們的支持和幫助.
　　本書是我在清華大學多年教學的總結.教學相長是亙古不變的道理，書中也包含瞭學習我的課程的幾韆清華學子的聰明纔智，

熱力學與統計物理學導論 作者： 李明，張華 齣版社： 科學技術齣版社 齣版日期： 2023年10月 --- 內容簡介 本書旨在為物理學、化學、材料科學以及相關工程領域的本科高年級學生和研究生提供一套全麵、深入且富有洞察力的熱力學與統計物理學基礎知識體係。我們力求在嚴謹的數學推導和清晰的物理圖像之間找到完美的平衡，確保讀者不僅掌握核心公式和計算方法，更能理解其背後的深刻物理意義。 本書內容覆蓋瞭經典熱力學、分子（微觀）統計物理學的核心概念，並適度引入瞭前沿的研究方嚮，以期激發讀者對該領域更深層次的探索欲。全書結構清晰，邏輯遞進自然，從宏觀現象齣發，逐步深入到微觀粒子的統計行為。 第一部分：經典熱力學——宏觀世界的規律 本部分聚焦於熱力學三大定律及其在工程和化學係統中的應用。我們避免瞭過多地重復初級物理教材中已有的內容，而是著重於概念的精確定義、狀態函數的深入剖析及其在復雜過程中的應用。 第一章：熱力學基礎與基本概念 詳細闡述瞭係統的定義、平衡態、熱力學量的區彆（廣延量與集度量）。特彆強調瞭“熱”與“功”的本質區彆，引入瞭功的微積分錶達形式，為後續的能量分析打下基礎。我們采用瞭更現代的視角來定義溫度，將其置於統計漲落的背景下進行初步探討。 第二章：熱力學第一定律與能量守恒 深入探討內能的概念及其路徑依賴性（此處重點區分於勢能）。通過大量的實例，如絕熱過程、等溫過程、等壓過程，展示瞭第一定律在封閉係統和開放係統（控製體理論）中的應用。卡諾循環的分析被提升到理論極限效率討論的層麵，為第二定律的引入做好鋪墊。 第三章：熱力學第二定律與熵的概念 熵是熱力學中最核心也最常被誤解的概念之一。本章力求用最直觀的方式定義熵：從剋勞修斯不等式到宏觀熱力學熵的定義，再到玻爾茲曼的統計解釋的初步聯係。我們詳細討論瞭不可逆過程的本質，並引入瞭熱力學勢（亥姆霍茲自由能、吉布斯自由能、焓、以及勒讓德變換）的應用，展示瞭如何利用這些勢來判斷化學反應或相變的自發性。 第四章：熱力學第三定律與絕對零度 本章探討瞭絕對零度附近物質的行為，特彆是能斯特熱定則。我們分析瞭在極低溫下，量子效應開始顯現的現象，例如玻色-愛因斯坦凝聚的初步跡象（雖更詳細的量子統計留待後半部分），重點在於理解為什麼絕對零度不可達到。 第五章：化學熱力學與相平衡 將熱力學原理應用於多組分係統。詳細討論瞭化學勢的概念，這是理解擴散、溶解和化學反應平衡的關鍵。利用吉布斯相律，係統分析瞭單組分和多組分係統的相圖，包括範特霍夫方程、剋勞修斯-剋拉佩龍方程的嚴格推導與現代應用（如高壓物理中的應用）。 第二部分：統計物理學——微觀世界的概率描述 本部分從微觀粒子的運動和量子統計的角度，重新審視和解釋瞭第一部分中宏觀現象的根源。本書在這一部分強調瞭量子力學基礎知識（如能級、簡並度）的預備性。 第六章：統計力學的基本原理與係綜理論 這是連接宏觀與微觀的橋梁。我們首先明確瞭統計力學的基本假設——等概率假設。隨後，係統地介紹瞭三大基本係綜： 1. 微正則係綜 (Microcanonical Ensemble)： 適用於能量嚴格確定的孤立係統。重點講解瞭密度矩陣（或相空間概率密度）的構建。 2. 正則係綜 (Canonical Ensemble)： 適用於與恒溫熱庫接觸的係統。核心在於配分函數 ($Z$) 的構建及其與熱力學量的關係（如 $F = -k_B T ln Z$）。詳細分析瞭配分函數的乘積性質在獨立粒子模型中的簡化。 3. 大正則係綜 (Grand Canonical Ensemble)： 適用於與恒溫恒化學勢熱庫接觸的係統。重點介紹粒子數漲落及其在化學過程中的意義。 第七章：理想氣體與經典統計 利用配分函數推導瞭理想氣體的基本性質。經典統計力學在處理大量獨立粒子時錶現優異。我們深入探討瞭麥剋斯韋-玻爾茲曼速度分布的推導及其在擴散和真空技術中的應用。重點討論瞭不可分辨性原理引入的“失序問題”以及通過玻爾茲曼的“恒等粒子假設”如何修正配分函數，從而導齣正確的熵公式（避免瞭吉布斯佯謬）。 第八章：量子統計I：費米-狄拉剋與玻色-愛因斯坦統計 進入量子領域，我們將粒子的可占據性納入考慮。 1. 費米子（遵循費米-狄拉剋分布）： 詳細推導瞭費米能級、費米麵、零溫下的電子氣模型。應用於金屬導電性、白矮星的簡並壓力等前沿物理問題。 2. 玻色子（遵循玻色-愛因斯坦分布）： 討論瞭玻色子在低溫下的集體行為。重點分析瞭黑體輻射（光子氣體）的普朗剋分布推導，以及液氦的超流性與玻色-愛因斯坦凝聚現象（定性介紹）。 第九章：晶格振動與固體熱學 將統計物理應用於晶體結構。首先迴顧瞭牛頓的經典晶格模型，然後引入德拜模型 (Debye Model)，成功解釋瞭低溫下固體比熱與 $T^3$ 成正比的實驗事實，這是經典物理無法解釋的成就。討論瞭聲子（晶格振動的量子化）的概念。 第十章：漲落與關聯 本章探討瞭統計係統中的非平衡現象。通過正則係綜，我們計算瞭係統能量和粒子數的均方漲落。分析瞭漲落-耗散定理的基本思想，說明瞭宏觀熱力學量的穩定性和微觀隨機運動之間的辯證關係。 --- 本書特色： 深度與廣度兼顧： 覆蓋瞭從基礎熱力學到現代量子統計的全部核心內容，同時兼顧瞭理論的嚴謹性與實際應用的指導性。 強調概念辨析： 對熵、自由能、配分函數等關鍵概念，提供瞭多角度的闡釋，特彆是對量子統計中“粒子不可分辨性”的處理詳盡而清晰。 豐富的例題與習題： 每章末尾附有大量的計算題和概念辨析題，難度梯度閤理，旨在鞏固讀者對公式的掌握和物理圖像的建立。部分章節附帶瞭基於Python/MATLAB的模擬項目指導，鼓勵讀者進行數值模擬。 本書是物理、化學及相關專業學生進行深入研究和未來科研工作的堅實基石。

評分☆☆☆☆☆

對於《力學教程（下）》這本書，我的整體感受是“厚積薄發”。剛開始翻閱的時候，覺得內容有點龐雜，涉及的知識點非常多，從流體力學到熱力學，再到一些統計力學的基礎概念，好像什麼都有。但隨著閱讀的深入，我逐漸體會到作者的良苦用心。他並沒有把這些內容割裂開來，而是巧妙地將它們串聯起來，展現瞭力學知識體係的統一性。比如，在講解熱力學第二定律的時候，他會結閤流體力學的概念來闡述能量耗散的過程，這種跨學科的講解方式讓我耳目一新。而且，書中對一些前沿的力學應用也做瞭簡要的介紹，比如一些關於材料力學的最新進展，以及在航天、生物力學等領域的應用。這讓我看到瞭力學這門古老學科的生命力，也激發瞭我對未來學習方嚮的思考。這本書的深度和廣度都非常令人滿意，適閤作為一名物理係高年級本科生或者研究生的進階讀物。

評分☆☆☆☆☆

《力學教程（下）》這本書給我的感覺就像一位經驗豐富的導師，它不會直接告訴你答案，而是引導你去思考，去發現。它在講解一些經典力學難題時，會從不同的角度去剖析，給齣多種解決方案，並分析它們的優缺點。例如，在處理多體問題時，書中不僅介紹瞭傳統的牛頓力學方法，還引入瞭微分方程和數值計算的思路，讓問題分析更加全麵。我特彆喜歡書中那些“思想實驗”的部分，它們能夠幫助我們擺脫日常經驗的束縛，從更純粹的物理角度去審視問題。這本書的語言風格非常務實，沒有太多花哨的修飾，但邏輯嚴謹，條理清晰。它更像是一部力學的“工具箱”，提供瞭各種解決問題的思路和方法。我經常會在遇到實際問題時翻閱這本書，總能從中找到啓發。這本書的價值在於它能夠培養讀者獨立思考和解決問題的能力，這對於任何一個從事科學研究的人來說都是至關重要的。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，《力學教程（下）》這本書的閱讀體驗是充滿挑戰但又極具迴報的。它不是一本輕鬆讀物，需要讀者具備一定的基礎知識和較強的邏輯思維能力。書中大量的公式推導和概念闡述，需要反復琢磨，纔能真正理解其中的精髓。我尤其欣賞作者在講解復雜概念時所展現齣的嚴謹性。比如，在講解分析力學的部分，他從拉格朗日方程和哈密頓方程齣發，一步步推導齣動力學方程，整個過程邏輯清晰，無懈可擊。這讓我對牛頓力學之外的另一種描述方式有瞭更深刻的認識。雖然過程中確實會遇到一些“卡殼”的地方，但每當我剋服一個難點，那種豁然開朗的感覺是無比美妙的。這本書讓我體會到瞭科學研究的艱辛，也讓我更加敬佩那些在力學領域做齣卓越貢獻的科學傢們。對於想要深入理解力學理論精髓的讀者，我強烈推薦這本書，它絕對會是一段難忘的學習旅程。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，《力學教程（下）》這本書在內容編排上做得相當齣色。我之所以會買這本書，很大一部分原因是被它的目錄吸引瞭。它涵蓋瞭從宏觀到微觀，從靜態到動態，從經典到近代的廣泛力學領域，而且層次分明，邏輯性極強。我最喜歡的部分是關於振動和波的部分，作者並沒有僅僅停留在簡單的簡諧振動，而是深入到瞭耦閤振動、阻尼振動以及各種波的傳播特性，比如聲波、光波的力學解釋。這些內容對我理解一些物理現象，比如樂器的發聲原理，甚至是一些工程設計中的振動分析，都提供瞭極大的幫助。書中穿插的例題也非常有代錶性，能夠幫助讀者鞏固所學知識，並且很多例題都具有一定的挑戰性，能夠激發思考。我個人覺得，這本書的語言風格也很平實，沒有華麗的辭藻，但字字珠璣，非常適閤作為一本深入學習的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這套《力學教程（下）》真是讓我大開眼界！作為一名物理愛好者，我一直對經典力學有著濃厚的興趣，但總覺得市麵上的一些教材要麼過於理論化，要麼缺乏深度。偶然的機會接觸到這套書，尤其是下冊，簡直是為我量身定做的！它深入淺齣地講解瞭許多我一直睏擾的難題，比如連續介質力學、彈性理論等等，這些在其他地方很少能找到如此詳盡的闡述。書中大量的圖示和清晰的推導過程，讓原本抽象的概念變得生動形象，我不再是死記硬背公式，而是真正理解瞭它們背後的物理意義。尤其是關於應力、應變張量的講解，真是讓我茅塞頓開，以前總覺得這些東西很晦澀，現在看來，隻要方法得當，它們也可以變得如此直觀。這本書不僅僅是知識的堆砌，更是一種思維方式的引導，它教會我如何用嚴謹的數學工具去分析和解決復雜的力學問題。我強烈推薦給所有對力學有深入探究願望的讀者，絕對物超所值！