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赵亚溥 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030571809

版次：01

商品编码：12355627

包装：平装

开本：大16开

出版时间：2018-05-01

页数：396

正文语种：中文

内容简介

本书是著者为中国科学院大学(国科大)一年级本科生讲授《普通物理·力学》A班课程三年后，进一步沉淀和凝练而成的教材。针对国科大特别是A班的教学特点，著者在借鉴和吸收朗道、栗弗席兹理论物理教程第一卷《力学》突出优点的基础上，结合近年来相关的重大科学进展，适当地增加了一些新的内容，并给出了丰富的例题和思考题。《BR》　　本书的主体内容包括：牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学、连续介质和非线性力学初步、生命力学初步、相对论和量子力学初步等内容。著者将启人心智的“思想实验”和“类比”、发人深省的科学典故以及鲜活生动的学科前沿巧妙、生动地结合在一起，在教学改革方面做了深入探索。

宏观世界中的运动与平衡：经典物理学的基石 本书聚焦于经典力学的核心概念、基本原理及其在宏观物理现象中的广泛应用，深入剖析了物质的运动规律、受力分析以及系统所处的平衡状态。全书以严谨的数学推导和丰富的实例解析为支撑，旨在为读者构建一个清晰、系统的经典力学知识体系。 第一部分：运动学的几何描述与基础概念 本部分是理解后续力学分析的基石，着重于如何精确、无歧义地描述物体的位置、位移、速度和加速度，而不涉及引起这些运动的力。 第一章：空间与时间的参考系 我们将从最基础的定义出发，探讨绝对空间与绝对时间的经典概念。重点介绍惯性参考系和非惯性参考系（如匀速转动的参考系）的区分及其对运动描述的影响。通过对笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系的选择，展示不同坐标系在描述特定几何路径时的便利性与局限性。相对运动的概念是本章的难点，详细阐述了伽利略变换如何保持物理定律的形式不变性。 第二章：一维与二维运动分析 本章从最简单的直线运动开始，通过对瞬时速度和加速度的微积分定义，确立了运动学分析的基本数学工具。对于匀加速直线运动，我们将推导出运动学基本方程组。随后，扩展到平面内的二维运动，引入了位移矢量、速度矢量和加速度矢量的概念。重点讨论了圆周运动，特别是角速度、角加速度与线速度、线加速度之间的关系，以及向心加速度的物理意义。 第三章：三维空间中的运动轨迹 将运动学的描述推广到三维空间，引入了粒子的位置矢量 $mathbf{r}(t)$。使用参数方程来描述空间曲线运动，并深入探讨了运动的切向加速度和法向加速度（包括曲率半径的概念），这对于理解曲线运动的内在变化至关重要。通过投影分析，我们将三维运动分解为相互垂直的独立分量，展示了如何简化复杂的空间问题。 第二部分：动力学的核心：力与牛顿定律 动力学是力学的灵魂，研究力如何导致物体的运动状态发生改变。本部分将紧密围绕艾萨克·牛顿提出的三大运动定律展开。 第四章：牛顿第一定律与惯性 深入探讨惯性参考系的物理特性，并将第一定律（惯性定律）视为定义惯性系和惯性质量的公理。通过对不同物体惯性大小的比较，引入了惯性质量的概念，并将其与引力质量初步联系起来。 第五章：力、质量与牛顿第二定律 本章是全书的中心之一。精确定义“力”是矢量，并阐述了牛顿第二定律 $mathbf{F} = mmathbf{a}$ 的矢量形式。我们详细分析了力的分解与合成，展示了如何利用正交分解法解决复杂的受力问题。本章会花费大量篇幅讲解如何建立物理模型，识别系统所受的所有外力（如重力、弹力、摩擦力、张力等），并列出正确的受力图。 第六章：牛顿第三定律与相互作用 阐述第三定律（作用力与反作用力定律），强调作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，且作用在两个不同的物体上。通过大量实例（如地面支撑、绳索拉动、相互碰撞）来辨析容易混淆的力对，区分平衡力与作用力/反作用力对。 第七章：经典力中的重要特例：重力、弹力和摩擦力 重力： 分析引力场中的运动，区分重力与重力场强度。讨论自由落体运动和抛体运动（斜抛、平抛），并计算其运动轨迹和射程。 弹力： 详细介绍胡克定律，探讨理想弹性体的弹性形变与恢复力，并将其应用于弹簧振子问题的前奏。 摩擦力： 区分静摩擦力与动摩擦力，建立摩擦力的数学模型，并分析在静止、滑动和滚动情况下的受力平衡问题。 第三部分：功、能与守恒定律 本部分引入了能量的概念，将力学从瞬时状态的描述提升到对系统过程和变化的宏观描述，是解决复杂动力学问题的强大工具。 第八章：功与动能 精确定义“功”的概念，特别是变力做功的计算，引入了功的积分表达 $ ext{W} = int mathbf{F} cdot dmathbf{r}$。随后，推导并阐述动能定理（功-动能定理），说明合外力对物体做的功等于物体动能的增量。 第九章：势能与保守力 引入保守力的概念，并定义势能。重点分析重力势能和弹性势能的表达式。通过保守力做功与势能变化之间的负相关关系，建立起保守系统内的机械能守恒定律，并展示其在求解无摩擦或只有保守力做功的系统中的高效性。 第十章：机械能守恒定律的应用 结合动能和势能，系统讲解如何运用机械能守恒定律来分析斜面、摆锤、碰撞前后的能量转化问题。本章会涉及能量的耗散问题，引入非保守力做功与机械能变化的关系，作为向更广阔的能量概念过渡。 第十一章：冲量与动量 定义动量，并推导出牛顿第二定律的冲量形式：$mathbf{I} = Delta mathbf{p}$。动量定理的意义在于处理大作用力在短时间内的作用问题。 第十二章：动量守恒定律与碰撞分析 阐述动量守恒定律的适用条件（系统所受合外力为零或远小于内力）。详细分类和分析一维、二维的弹性碰撞和非弹性碰撞，计算碰撞后的速度，并探讨完全非弹性碰撞中损失的机械能。 第四部分：刚体的平衡与转动 经典力学不仅描述质点的运动，更要描述宏观物体（刚体）的整体运动与内部的稳定状态。 第十三章：刚体运动的描述 将刚体视为无数质点系，引入刚体的平动和转动。定义角位移、角速度和角加速度。讨论刚体绕固定轴转动的运动学公式，并建立线运动量与角运动量之间的联系。 第十四章：转动动力学：力矩与转动惯量 精确定义力矩（转矩）的矢量形式 $oldsymbol{ au} = mathbf{r} imes mathbf{F}$。引入转动惯量 $I$ 作为刚体抵抗转动的量度，并给出常见几何形状（如细杆、圆盘、圆环）的转动惯量计算方法，包括平行轴定理和转动惯量的积分定义。 第十五章：转动定律与角动量守恒 推导刚体的转动定律 $oldsymbol{ au}_{ ext{net}} = Ioldsymbol{alpha}$。这是牛顿第二定律在转动领域中的对应。随后，定义角动量 $mathbf{L} = Ioldsymbol{omega}$，并阐述角动量守恒定律，这是分析旋转系统（如花样滑冰、陀螺）稳定性的关键。 第十六章：刚体的平衡条件 综合前述知识，系统讲解刚体处于平衡状态所需的两个充要条件：合外力为零和合力矩为零。通过悬挂、支撑、支撑点选择等策略，解决复杂的静力学问题，包括桁架结构、重心的确定和多支撑下的受力分配。 第五部分：振动与波动基础 本部分将已建立的动力学和能量概念应用于特定类型的运动——周期性运动，为更高级的物理学打下基础。 第十七章：简谐振动（SHM） 深入分析简谐振动的特征：恢复力与位移成正比。导出简谐振动的微分方程，并给出其通解（正弦和余弦函数形式）。详细分析位移、速度和加速度随时间的变化关系，以及简谐振动的能量转换特性。 第十八章：简谐振动的应用与阻尼 讨论理想化的振动系统，如弹簧振子（质量-弹簧系统）和单摆（小角度近似）。引入阻尼振动的概念，定性描述振幅随时间衰减的特性，并简要介绍受迫振动和共振现象的物理本质。 本书的结构设计力求逻辑连贯、层层递进，从最基本的运动描述过渡到力的分析，再到能量守恒，最后处理宏观物体的复杂运动，为读者提供了一个坚实、全面的经典力学框架。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《高级材料科学基础》时，我原本以为会是一本枯燥的材料结构介绍，没想到却给了我一个巨大的惊喜。这本书的叙述风格非常活泼且富有启发性，它不仅仅关注于晶体结构和相图这些基础知识，更深入探讨了功能材料的设计原理和制备工艺中的挑战。作者善于用类比的方式解释复杂的微观机制，比如用“乐高积木”来比喻晶格缺陷对材料性能的影响，这极大地降低了理解门槛。我特别喜欢它对不同尺度效应的讨论，从原子尺度的电子结构到宏观尺度的力学性能，层层递进，逻辑清晰。书中的案例研究非常贴近工业前沿，让我看到了材料科学在新能源、生物医学等领域的巨大潜力。这本书让我对“材料决定性能”这句话有了全新的、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

我最近读完的这本《量子场论导论》简直是物理学领域的“硬菜”。这本书的难度系数绝对不低，它并没有回避量子场论固有的数学复杂性，而是以一种非常严谨的态度，从量子力学和狭义相对论的基础出发，逐步构建起量子场论的框架。拉格朗日量密度、规范场理论、以及各种重整化技术的讲解，都体现了作者深厚的学术功底。坦白说，阅读过程非常“烧脑”，需要时不时停下来仔细推导每一个步骤，但正是这种坚持，带来了巨大的成就感。它不是那种让你读完就能马上应用到实验中的手册，而是更侧重于理论的构建和理解，对于有志于从事粒子物理或凝聚态理论研究的人来说，这无疑是一扇通往更深层物理世界的大门。这本书的价值在于它提供了一个理解现代物理前沿的坚实理论基石。

评分☆☆☆☆☆

这本《流体力学原理》绝对是教科书级别的杰作。作者对流体运动的描述深入浅出，即便是初次接触这个领域的读者也能很快把握住核心概念。特别是在处理边界层理论和湍流模型时，作者展示了惊人的洞察力，将复杂的数学推导与实际工程应用完美结合。我尤其欣赏书中对无粘流和粘性流的清晰划分，这使得理解流动的复杂性有了一个循序渐进的过程。书中大量的图表和算例，几乎涵盖了从基础概念到前沿研究的方方面面，很多习题设计得非常巧妙，能够真正锻炼读者的分析和解决问题的能力。读完后，感觉自己对气动、水力等工程领域的理解提升了一个档次，不仅仅是记住公式，更是理解了公式背后的物理意义。对于任何希望在流体力学领域打下坚实基础的学生或工程师来说，这都是一本不可或缺的宝典。

评分☆☆☆☆☆

我最近涉猎的这本《计算方法与算法设计》简直是为计算机科学和工程专业的学生量身定做的。这本书的重点明显在于“实用性”，它没有冗长地讨论太多纯数学理论，而是直奔主题——如何高效地将数学模型转化为计算机可执行的代码。从数值积分到线性方程组的求解，再到偏微分方程的有限元方法，每一种算法的介绍都伴随着详细的伪代码和对时间复杂度的严谨分析。最让我称道的是，作者在讲解每种方法时，都会分析其局限性、误差来源以及如何优化，这才是真正区分“会用”和“会写”的关键。它不仅仅是一本算法书，更像是一本高质量的工程实践指南，帮助读者避免掉入常见的数值计算陷阱中。

评分☆☆☆☆☆

不得不提我近期读完的这本《近代哲学思潮批判》。这本书的视角非常独特，它没有采取传统的历史编年体叙述，而是选择了一种“问题导向”的批判性分析方法。作者将十八世纪末到二十世纪初的几大哲学流派——如现象学、存在主义、分析哲学——置于一个相互对话和冲突的框架下进行审视。它的语言极具穿透力，对康德、尼采、维特根斯坦等人的核心观点进行了毫不留情的解构与重构。阅读过程中，我感觉自己仿佛参与了一场跨越世纪的思想辩论，它强迫我不断反思自己的预设认知。这本书的价值不在于提供标准答案，而在于教会读者如何带着批判的眼光去审视那些看似不证自明的基本命题。对于想深入理解现代社会思想根源的人来说，这本书是极好的“思维体操”。