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趙亞溥 著

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030571809

版次：01

商品編碼：12355627

包裝：平裝

開本：大16開

齣版時間：2018-05-01

頁數：396

正文語種：中文

內容簡介

本書是著者為中國科學院大學(國科大)一年級本科生講授《普通物理·力學》A班課程三年後，進一步沉澱和凝練而成的教材。針對國科大特彆是A班的教學特點，著者在藉鑒和吸收朗道、栗弗席茲理論物理教程第一捲《力學》突齣優點的基礎上，結閤近年來相關的重大科學進展，適當地增加瞭一些新的內容，並給齣瞭豐富的例題和思考題。《BR》　　本書的主體內容包括：牛頓力學、拉格朗日力學、哈密頓力學、連續介質和非綫性力學初步、生命力學初步、相對論和量子力學初步等內容。著者將啓人心智的“思想實驗”和“類比”、發人深省的科學典故以及鮮活生動的學科前沿巧妙、生動地結閤在一起，在教學改革方麵做瞭深入探索。

宏觀世界中的運動與平衡：經典物理學的基石 本書聚焦於經典力學的核心概念、基本原理及其在宏觀物理現象中的廣泛應用，深入剖析瞭物質的運動規律、受力分析以及係統所處的平衡狀態。全書以嚴謹的數學推導和豐富的實例解析為支撐，旨在為讀者構建一個清晰、係統的經典力學知識體係。 第一部分：運動學的幾何描述與基礎概念 本部分是理解後續力學分析的基石，著重於如何精確、無歧義地描述物體的位置、位移、速度和加速度，而不涉及引起這些運動的力。 第一章：空間與時間的參考係 我們將從最基礎的定義齣發，探討絕對空間與絕對時間的經典概念。重點介紹慣性參考係和非慣性參考係（如勻速轉動的參考係）的區分及其對運動描述的影響。通過對笛卡爾坐標係、柱坐標係和球坐標係的選擇，展示不同坐標係在描述特定幾何路徑時的便利性與局限性。相對運動的概念是本章的難點，詳細闡述瞭伽利略變換如何保持物理定律的形式不變性。 第二章：一維與二維運動分析 本章從最簡單的直綫運動開始，通過對瞬時速度和加速度的微積分定義，確立瞭運動學分析的基本數學工具。對於勻加速直綫運動，我們將推導齣運動學基本方程組。隨後，擴展到平麵內的二維運動，引入瞭位移矢量、速度矢量和加速度矢量的概念。重點討論瞭圓周運動，特彆是角速度、角加速度與綫速度、綫加速度之間的關係，以及嚮心加速度的物理意義。 第三章：三維空間中的運動軌跡 將運動學的描述推廣到三維空間，引入瞭粒子的位置矢量 $mathbf{r}(t)$。使用參數方程來描述空間麯綫運動，並深入探討瞭運動的切嚮加速度和法嚮加速度（包括麯率半徑的概念），這對於理解麯綫運動的內在變化至關重要。通過投影分析，我們將三維運動分解為相互垂直的獨立分量，展示瞭如何簡化復雜的空間問題。 第二部分：動力學的核心：力與牛頓定律 動力學是力學的靈魂，研究力如何導緻物體的運動狀態發生改變。本部分將緊密圍繞艾薩剋·牛頓提齣的三大運動定律展開。 第四章：牛頓第一定律與慣性 深入探討慣性參考係的物理特性，並將第一定律（慣性定律）視為定義慣性係和慣性質量的公理。通過對不同物體慣性大小的比較，引入瞭慣性質量的概念，並將其與引力質量初步聯係起來。 第五章：力、質量與牛頓第二定律 本章是全書的中心之一。精確定義“力”是矢量，並闡述瞭牛頓第二定律 $mathbf{F} = mmathbf{a}$ 的矢量形式。我們詳細分析瞭力的分解與閤成，展示瞭如何利用正交分解法解決復雜的受力問題。本章會花費大量篇幅講解如何建立物理模型，識彆係統所受的所有外力（如重力、彈力、摩擦力、張力等），並列齣正確的受力圖。 第六章：牛頓第三定律與相互作用 闡述第三定律（作用力與反作用力定律），強調作用力和反作用力總是大小相等、方嚮相反，且作用在兩個不同的物體上。通過大量實例（如地麵支撐、繩索拉動、相互碰撞）來辨析容易混淆的力對，區分平衡力與作用力/反作用力對。 第七章：經典力中的重要特例：重力、彈力和摩擦力 重力： 分析引力場中的運動，區分重力與重力場強度。討論自由落體運動和拋體運動（斜拋、平拋），並計算其運動軌跡和射程。 彈力： 詳細介紹鬍剋定律，探討理想彈性體的彈性形變與恢復力，並將其應用於彈簧振子問題的前奏。 摩擦力： 區分靜摩擦力與動摩擦力，建立摩擦力的數學模型，並分析在靜止、滑動和滾動情況下的受力平衡問題。 第三部分：功、能與守恒定律 本部分引入瞭能量的概念，將力學從瞬時狀態的描述提升到對係統過程和變化的宏觀描述，是解決復雜動力學問題的強大工具。 第八章：功與動能 精確定義“功”的概念，特彆是變力做功的計算，引入瞭功的積分錶達 $ ext{W} = int mathbf{F} cdot dmathbf{r}$。隨後，推導並闡述動能定理（功-動能定理），說明閤外力對物體做的功等於物體動能的增量。 第九章：勢能與保守力 引入保守力的概念，並定義勢能。重點分析重力勢能和彈性勢能的錶達式。通過保守力做功與勢能變化之間的負相關關係，建立起保守係統內的機械能守恒定律，並展示其在求解無摩擦或隻有保守力做功的係統中的高效性。 第十章：機械能守恒定律的應用 結閤動能和勢能，係統講解如何運用機械能守恒定律來分析斜麵、擺錘、碰撞前後的能量轉化問題。本章會涉及能量的耗散問題，引入非保守力做功與機械能變化的關係，作為嚮更廣闊的能量概念過渡。 第十一章：衝量與動量 定義動量，並推導齣牛頓第二定律的衝量形式：$mathbf{I} = Delta mathbf{p}$。動量定理的意義在於處理大作用力在短時間內的作用問題。 第十二章：動量守恒定律與碰撞分析 闡述動量守恒定律的適用條件（係統所受閤外力為零或遠小於內力）。詳細分類和分析一維、二維的彈性碰撞和非彈性碰撞，計算碰撞後的速度，並探討完全非彈性碰撞中損失的機械能。 第四部分：剛體的平衡與轉動 經典力學不僅描述質點的運動，更要描述宏觀物體（剛體）的整體運動與內部的穩定狀態。 第十三章：剛體運動的描述 將剛體視為無數質點係，引入剛體的平動和轉動。定義角位移、角速度和角加速度。討論剛體繞固定軸轉動的運動學公式，並建立綫運動量與角運動量之間的聯係。 第十四章：轉動動力學：力矩與轉動慣量 精確定義力矩（轉矩）的矢量形式 $oldsymbol{ au} = mathbf{r} imes mathbf{F}$。引入轉動慣量 $I$ 作為剛體抵抗轉動的量度，並給齣常見幾何形狀（如細杆、圓盤、圓環）的轉動慣量計算方法，包括平行軸定理和轉動慣量的積分定義。 第十五章：轉動定律與角動量守恒 推導剛體的轉動定律 $oldsymbol{ au}_{ ext{net}} = Ioldsymbol{alpha}$。這是牛頓第二定律在轉動領域中的對應。隨後，定義角動量 $mathbf{L} = Ioldsymbol{omega}$，並闡述角動量守恒定律，這是分析鏇轉係統（如花樣滑冰、陀螺）穩定性的關鍵。 第十六章：剛體的平衡條件 綜閤前述知識，係統講解剛體處於平衡狀態所需的兩個充要條件：閤外力為零和閤力矩為零。通過懸掛、支撐、支撐點選擇等策略，解決復雜的靜力學問題，包括桁架結構、重心的確定和多支撐下的受力分配。 第五部分：振動與波動基礎 本部分將已建立的動力學和能量概念應用於特定類型的運動——周期性運動，為更高級的物理學打下基礎。 第十七章：簡諧振動（SHM） 深入分析簡諧振動的特徵：恢復力與位移成正比。導齣簡諧振動的微分方程，並給齣其通解（正弦和餘弦函數形式）。詳細分析位移、速度和加速度隨時間的變化關係，以及簡諧振動的能量轉換特性。 第十八章：簡諧振動的應用與阻尼 討論理想化的振動係統，如彈簧振子（質量-彈簧係統）和單擺（小角度近似）。引入阻尼振動的概念，定性描述振幅隨時間衰減的特性，並簡要介紹受迫振動和共振現象的物理本質。 本書的結構設計力求邏輯連貫、層層遞進，從最基本的運動描述過渡到力的分析，再到能量守恒，最後處理宏觀物體的復雜運動，為讀者提供瞭一個堅實、全麵的經典力學框架。

評分☆☆☆☆☆

我最近涉獵的這本《計算方法與算法設計》簡直是為計算機科學和工程專業的學生量身定做的。這本書的重點明顯在於“實用性”，它沒有冗長地討論太多純數學理論，而是直奔主題——如何高效地將數學模型轉化為計算機可執行的代碼。從數值積分到綫性方程組的求解，再到偏微分方程的有限元方法，每一種算法的介紹都伴隨著詳細的僞代碼和對時間復雜度的嚴謹分析。最讓我稱道的是，作者在講解每種方法時，都會分析其局限性、誤差來源以及如何優化，這纔是真正區分“會用”和“會寫”的關鍵。它不僅僅是一本算法書，更像是一本高質量的工程實踐指南，幫助讀者避免掉入常見的數值計算陷阱中。

評分☆☆☆☆☆

不得不提我近期讀完的這本《近代哲學思潮批判》。這本書的視角非常獨特，它沒有采取傳統的曆史編年體敘述，而是選擇瞭一種“問題導嚮”的批判性分析方法。作者將十八世紀末到二十世紀初的幾大哲學流派——如現象學、存在主義、分析哲學——置於一個相互對話和衝突的框架下進行審視。它的語言極具穿透力，對康德、尼采、維特根斯坦等人的核心觀點進行瞭毫不留情的解構與重構。閱讀過程中，我感覺自己仿佛參與瞭一場跨越世紀的思想辯論，它強迫我不斷反思自己的預設認知。這本書的價值不在於提供標準答案，而在於教會讀者如何帶著批判的眼光去審視那些看似不證自明的基本命題。對於想深入理解現代社會思想根源的人來說，這本書是極好的“思維體操”。

評分☆☆☆☆☆

這本《流體力學原理》絕對是教科書級彆的傑作。作者對流體運動的描述深入淺齣，即便是初次接觸這個領域的讀者也能很快把握住核心概念。特彆是在處理邊界層理論和湍流模型時，作者展示瞭驚人的洞察力，將復雜的數學推導與實際工程應用完美結閤。我尤其欣賞書中對無粘流和粘性流的清晰劃分，這使得理解流動的復雜性有瞭一個循序漸進的過程。書中大量的圖錶和算例，幾乎涵蓋瞭從基礎概念到前沿研究的方方麵麵，很多習題設計得非常巧妙，能夠真正鍛煉讀者的分析和解決問題的能力。讀完後，感覺自己對氣動、水力等工程領域的理解提升瞭一個檔次，不僅僅是記住公式，更是理解瞭公式背後的物理意義。對於任何希望在流體力學領域打下堅實基礎的學生或工程師來說，這都是一本不可或缺的寶典。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本《高級材料科學基礎》時，我原本以為會是一本枯燥的材料結構介紹，沒想到卻給瞭我一個巨大的驚喜。這本書的敘述風格非常活潑且富有啓發性，它不僅僅關注於晶體結構和相圖這些基礎知識，更深入探討瞭功能材料的設計原理和製備工藝中的挑戰。作者善於用類比的方式解釋復雜的微觀機製，比如用“樂高積木”來比喻晶格缺陷對材料性能的影響，這極大地降低瞭理解門檻。我特彆喜歡它對不同尺度效應的討論，從原子尺度的電子結構到宏觀尺度的力學性能，層層遞進，邏輯清晰。書中的案例研究非常貼近工業前沿，讓我看到瞭材料科學在新能源、生物醫學等領域的巨大潛力。這本書讓我對“材料決定性能”這句話有瞭全新的、更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

我最近讀完的這本《量子場論導論》簡直是物理學領域的“硬菜”。這本書的難度係數絕對不低，它並沒有迴避量子場論固有的數學復雜性，而是以一種非常嚴謹的態度，從量子力學和狹義相對論的基礎齣發，逐步構建起量子場論的框架。拉格朗日量密度、規範場理論、以及各種重整化技術的講解，都體現瞭作者深厚的學術功底。坦白說，閱讀過程非常“燒腦”，需要時不時停下來仔細推導每一個步驟，但正是這種堅持，帶來瞭巨大的成就感。它不是那種讓你讀完就能馬上應用到實驗中的手冊，而是更側重於理論的構建和理解，對於有誌於從事粒子物理或凝聚態理論研究的人來說，這無疑是一扇通往更深層物理世界的大門。這本書的價值在於它提供瞭一個理解現代物理前沿的堅實理論基石。