理論力學 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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武青 著

圖書標籤:

• 理論力學
• 經典力學
• 物理學
• 高等教育
• 教材
• 大學物理
• 力學
• 牛頓力學
• 拉格朗日力學
• 哈密頓力學

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302353461

版次：1

商品編碼：11440076

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 物理類專業係列教材

開本：16開

齣版時間：2014-03-01

頁數：233

內容簡介

《理論力學》，本教材共分9章，包括牛頓力學的方程列解、有心力場、剛體、多自由度係統的微振動、分析力學的靜力學、拉格朗日力學、哈密頓正則方程、哈密頓變分原理和狹義相對論。

目錄

引言10．1 理論力學研究的對象和內容10．2 為什麼要學習理論力學10．3 如何學好理論力學課程2第1章 牛頓力學的方程列解31．1 矢量力學的理論基礎31．2 運動微分方程的建立41．2．1 直角坐標係51．2．2 平麵極坐標係61．2．3 柱坐標係71．2．4 球坐標係81．2．5 自然坐標係91．3 運動微分方程較易求解的幾種類型101．3．1 形如F＝F(t)的情形101．3．2 形如F＝F(x)的情形111．3．3 形如F＝F(v)的情形121．3．4 形如F＝F(r)er的情形131．3．5 一維運動的常係數綫性齊次方程141．4 其他數學方法介紹161．5 有約束存在時的運動161．5．1 約束及其分類161．5．2 約束力181．5．3 滑動摩擦力是否為約束力？181．5．4 係統的自由度181．5．5 有約束存在時運動方程的建立19思考題21習題22部分習題答案23第2章 有心運動252．1 有心運動的共同特點252．2 運動微分方程的解272．3 軌道272．3．1 有心運動軌道方程——比耐(Bient)公式272．3．2 軌道形狀312．4 平方反比率下的有心運動312．4．1 軌道方程的推導322．4．2 三個宇宙速度342．5 有心力場中的散射362．5．1 散射截麵和微分散射截麵372．5．2 軌道形狀382．5．3 軌道方程392．5．4 散射角與瞄準距離間的關係402．5．5 盧瑟福散射公式40思考題42習題42部分習題答案44第3章 剛體463．1 剛體運動的分類463．1．1 剛體的平動463．1．2 剛體的定軸轉動463．1．3 剛體的平麵平行運動473．1．4 剛體的定點轉動473．1．5 剛體的自由運動483．2 角速度矢量483．2．1 歐拉角的定義483．2．2 角速度493．2．3 剛體定點轉動的速度和加速度503．2．4 角速度與基點的選擇無關523．3 剛體定點轉動的基本方程——歐拉運動學方程533．4 剛體動力學方程553．5 轉動慣量與慣量張量563．5．1 轉動慣量563．5．2 慣量橢球583．5．3 慣量主軸的選法593．6 歐拉動力學方程613．7 剛體繞定點的自由運動633．8 對稱重剛體的定點的運動653．8．1 重力陀螺儀653．8．2 高速陀螺66思考題66習題67部分習題答案69第4章 多自由度係統的微振動704．1 振動704．1．1 振動的分類704．1．2 簡諧振動714．1．3 錶徵簡諧振動的物理量714．1．4 簡諧振動的錶示方法724．1．5 簡諧振動的能量734．2 簡諧振動的閤成與分解754．2．1 簡諧振動的閤成754．2．2 復雜振動的分解784．3 單自由度非自由的微振動804．3．1 阻尼振動804．3．2 受迫振動814．3．3 共振81*4．4 非綫性振動824．5 多自由度微振動簡介83思考題86習題87部分習題答案88第5章 分析力學的靜力學895．1 從牛頓力學到拉格朗日力學895．1．1 牛頓力學迴顧895．1．2 分析力學的優勢905．2 約束力與廣義坐標905．2．1 約束的概念和分類905．2．2 自由度和廣義坐標915．2．3 約束方程和坐標變換方程925．3 虛功原理(虛位移原理)935．3．1 實位移和虛位移945．3．2 虛功955．3．3 理想約束955．3．4 平衡判據——虛功原理955．3．5 廣義坐標的選擇975．4 主動力與廣義力985．4．1 廣義力985．4．2 廣義力的求法995．5 虛功原理的應用舉例1005．6 約束力的求法104*5．7 平衡構架靜定問題的支撐力108思考題109習題110部分思考題答案112部分習題答案112第6章 拉格朗日力學1136．1 從靜力學到動力學1136．2 達朗貝爾原理與動力學普遍方程1136．2．1 達朗貝爾原理 1136．2．2 動力學普遍方程1156．3 一般形式的拉格朗日方程1186．4 保守係的動力學方程和平衡方程1226．4．1 保守係的拉格朗日方程1226．4．2 保守係在廣義坐標中的平衡方程1266．5 拉格朗日方程的初積分1266．5．1 係統動能的廣義速度錶示1266．5．2 循環積分(廣義動量積分)1276．5．3 能量積分和廣義能量積分1286．6 小振動的拉格朗日方程1316．6．1 一個自由度係統的自由振動1316．6．2 兩個自由度係統的自由振動1326．6．3 小振動的普遍原理139*6．6．4 非綫性振動1416．7 衝擊運動的拉格朗日方程1416．8 本章 補充問題1446．8．1 拉格朗日方程的應用1446．8．2 達朗貝爾方程的應用146思考題149習題149部分習題答案154第7章 哈密頓正則方程1567．1 分析力學的哈密頓正則方程1567．1．1 相空間1577．1．2 勒讓特變換的基本法則1577．1．3 正則方程的推導1587．2 哈密頓正則方程中的運動積分1627．2．1 哈密頓函數H的物理意義1627．2．2 循環積分或廣義動量積分1637．2．3 廣義能量積分1647．2．4 哈密頓函數和正則方程應用舉例1657．3 泊鬆括號和泊鬆定理1707．3．1 泊鬆括號1717．3．2 用泊鬆括號錶述的運動方程1717．3．3 判斷力學量守恒的充要條件1727．3．4 廣義動量守恒和廣義能量守恒的充分必要條件1727．3．5 泊鬆括號的性質1737．3．6 泊鬆定理1737．3．7 泊鬆括號和泊鬆定理的應用175*7．3．8 其他177思考題179習題179部分習題答案181第8章 哈密頓變分原理1838．1 泛函和變分法1848．1．1 泛函的概念1848．1．2 變分法簡介1848．1．3 變分的運算法則1858．1．4 泛函取極值的條件1858．2 相點和相軌跡1868．3 哈密頓變分原理1878．4 各原理在反映力學規律上的等價性1908．4．1 由拉格朗日方程推導齣哈密頓原理1918．4．2 由哈密頓正則方程推導齣哈密頓原理1918．4．3 由哈密頓原理導齣哈密頓正則方程1928．4．4 由動力學普遍方程推導哈密頓原理1938．4．5 由哈密頓原理推導動力學普遍方程1938．5 哈密頓變分原理的應用1948．5．1 開普勒問題1948．5．2 歐拉動力學問題1958．5．3 綫對稱三原子分子的微振動問題196思考題198習題198部分習題答案199第9章 狹義相對論2009．1 牛頓的時空觀(經典的時空觀)和伽利略變換2019．1．1 伽利略變換式2019．1．2 伽利略相對性原理(經典力學的相對性原理)2019．1．3 經典力學的絕對時空觀2029．2 相對論的時空觀和狹義相對論的兩條假說2039．2．1 邁剋爾遜�材�雷實驗2039．2．2 牛頓力學遇到的睏難2049．2．3 狹義相對論的兩條假說2059．3 洛倫茲變換及其結論2069．3．1 洛倫茲坐標變換式2069．3．2 洛倫茲速度變換式2079．3．3 洛倫茲變換的結論2099．4 狹義相對論的時空觀2099．4．1 運動長度收縮2099．4．2 運動時鍾延緩2109．4．3 同時和時序的相對性及因果關係的絕對性2119．5 狹義相對論的動力學2149．5．1 動量和質量2149．5．2 力和狹義相對論的基本方程2159．5．3 質點的動能2169．5．4 質點的能量及與動量的關係2179．5．5 質能公式在原子核變化中的應用219*9．6 慣性係中質量、動量、能量和力的變換關係2209．6．1 質量的變換公式2209．6．2 能量的變換式2219．6．3 動量的變換式2219．6．4 力的變換式222*9．7 四維矢量閔科夫斯基空間224*9．8 狹義相對論的拉格朗日方法和哈密頓方法2269．8．1 相對論性係統動能2269．8．2 相對論性的拉格朗日函數和拉格朗日方程2279．8．3 相對論性的哈密頓函數和哈密頓方程228思考題228習題229部分思考題答案231部分習題答案232參考文獻233

前言/序言

史海沉浮：一部關於古代文明興衰的宏大敘事 圖書名稱： 史海沉浮：一部關於古代文明興衰的宏大敘事 圖書簡介： 本書並非對單一曆史事件的碎片化記錄，而是一部深入剖析人類文明在遠古至古典時代演變軌跡的恢弘著作。我們不探討物質世界的精確量化，而是聚焦於驅動曆史車輪的社會結構、信仰體係、權力更迭及其對人類生存狀態的深刻影響。 《史海沉浮》以其獨特的跨文明比較視角，構建瞭一個理解古代世界復雜性的思想框架。全書分為五大部分，層層遞進，旨在揭示不同地理環境中，人類社群如何應對環境挑戰，建立社會秩序，並最終走嚮繁榮或衰亡的內在邏輯。 第一部分：文明的黎明與地理的塑造 本部分著眼於“新石器時代革命”的深遠意義，探討農業的興起如何從根本上改變瞭人類的生存模式，並催生瞭第一個定居點。我們詳細考察瞭美索不達米亞的幼發拉底河與底格裏斯河、尼羅河流域的定期泛濫、印度河流域的神秘規劃，以及黃河長江流域的獨立發展。重點分析瞭地理環境（如水源的可控性、可耕種土地的分布、自然屏障的有無）如何決定瞭早期城市國傢的規模、防禦策略以及對外擴張的潛力。 我們深入研究瞭蘇美爾城邦的起源，闡釋瞭泥闆文字的産生並非僅僅是記錄工具的進步，而是復雜行政管理和神權統治體係建構的必然結果。通過對早期法律文本的細緻解讀，我們試圖還原早期社會中，個體與集體、神祇與君主之間的權力動態平衡。 第二部分：帝國體係的建立與意識形態的構建 隨著人口的增加和資源的集中，區域性的城邦逐漸被更大規模的政治實體——早期帝國——所取代。本部分的核心在於解析“帝國”這一概念在古代的實際運作機製。我們摒棄瞭簡單的徵服敘事，轉而關注帝國如何通過意識形態和基礎設施來維係其龐大的疆域。 從古埃及法老的“馬特”（Ma'at，宇宙秩序與正義）信仰，到亞述帝國的恐怖威懾策略，再到波斯阿契美尼德王朝的“王中之王”的閤法性構建，本書細緻描繪瞭統治精英如何利用宗教、神話和公共工程（如運河、道路、紀念碑）來灌輸統一的文化認同，從而實現對多元化族群的有效統治。特彆是對波斯帝國驛站係統的分析，揭示瞭信息流通效率對於維持早期超大型政治實體的關鍵作用。 第三部分：古典時代的思想革命與公民身份的誕生 古典時代（公元前6世紀至公元後3世紀）是人類心智成熟的關鍵時期。這一階段的特徵是，對“世界是什麼”以及“人應該如何生活”的追問達到瞭前所未有的深度。本書將重點放在瞭地理上相對孤立，但在思想上卻産生巨大共振的區域：古希臘和古代印度。 在雅典，我們剖析瞭民主實踐的內在矛盾——它如何依賴於奴隸製和排斥女性的社會結構纔能運作。對蘇格拉底、柏拉圖和亞裏士多德哲學思想的考察，並非側重於其邏輯體係本身，而是探究這些思想如何與城邦的政治實踐相互作用，形成瞭對“公民”身份的獨特定義。 與此同時，在印度次大陸，我們追蹤瞭吠陀傳統的演變，以及釋迦牟尼對現有社會秩序的挑戰。佛教和耆那教的興起，標誌著一種超越種姓（Varna）束縛的精神解放運動。本書對比瞭雅典的“城邦公民”與印度的“解脫追求者”在社會責任和個人價值實現上的根本差異。 第四部分：跨大陸的連接與文化交流的浪潮 古代世界並非由孤立的島嶼組成，而是通過商路和衝突相互連接的復雜網絡。本部分專門探討瞭連接東西方的關鍵通道：絲綢之路（盡管其成熟形態在後世，但早期的物種和理念交換貫穿古典時代）。 我們詳細考察瞭羅馬帝國與漢朝之間的間接貿易關係，分析瞭香料、絲綢、玻璃器皿等商品的流動如何塑造瞭沿綫國傢的經濟結構和審美情趣。更重要的是，我們關注瞭“觀念的輸送”——例如，佛教如何從印度次大陸嚮東傳播，並在中亞和中國經曆瞭深刻的本土化改造，這種文化適應性是古代交流史上的一個重要議題。本書特彆關注瞭遊牧民族（如斯基泰人、匈奴）在連接定居文明和推動技術轉移方麵所扮演的動態角色，他們既是破壞者，也是文化和技術的信使。 第五部分：古代秩序的瓦解與中世紀的序麯 古代世界的衰落並非一蹴而就的災難，而是一個漫長、多因素交織的漸進過程。本部分聚焦於“係統性壓力”如何導緻既有的權力與社會結構崩塌。 對於西羅馬帝國的衰亡，我們著重分析瞭財政體係的不可持續性、內部精英階層的“地方化”趨勢以及軍事依賴外族援軍的惡性循環。我們探討瞭基督教的興起如何從根本上重塑瞭社會忠誠的焦點，將權力中心從世俗的皇帝轉嚮瞭教會的權威。 在東方，東漢的終結展示瞭另一種模式的瓦解：土地兼並導緻的農民貧睏化、宦官與士大夫集團的權力鬥爭，最終引爆瞭黃巾起義。本書比較瞭東西方文明在麵對內部危機時的結構性差異，以及這些差異如何決定瞭他們走嚮“中世紀”的形態——一個在廢墟上重建意義與秩序的時期。 結語：永恒的迴響 本書的最終目的，是提醒讀者，古代文明留下的並非僅是宏偉的遺跡，而是關於權力、信仰、公正與生存的永恒思考。理解他們如何構建、如何維持、又如何失去他們所珍視的秩序，是我們理解當下社會變遷的必要前提。這部作品力求以嚴謹的史料為基石，輔以深刻的社會學洞察，為讀者提供一次穿越韆年曆史煙雲的沉浸式體驗。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受就是它成功地將一些看似遙不可及的物理概念，用一種非常直觀和易於理解的方式呈現瞭齣來。我一直認為，學習理論力學最睏難的地方在於如何建立起抽象概念與實際世界之間的聯係，而這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅是列齣瞭一堆公式和推導過程，而是通過大量的圖示、生動的例子，甚至是一些曆史故事，幫助讀者去“看見”那些看不見的力，去“感受”那些抽象的能量和動量。比如，書中關於慣性參考係和非慣性參考係的那部分內容，我之前總是感到有些模糊，但通過書中對鏇轉木馬和遊樂場設備的詳細分析，我一下子就豁然開朗瞭。而且，作者在講解每一個概念時，都會追溯其曆史淵源和發展脈絡，這讓我覺得學習的過程更加有溫度，也更能體會到前人智慧的結晶。我特彆喜歡書中關於“虛功原理”的那幾章，它將復雜的力學問題化繁為簡，展現瞭數學在物理學中的強大力量。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對宇宙奧秘充滿好奇心的愛好者，我閱讀這本書的初衷，更多地是想從基礎物理學的角度去理解那些宏大的宇宙現象。理論力學，尤其是其中的經典力學部分，正是理解天體運動、引力相互作用以及宇宙演化的基石。我非常期待這本書能夠提供更豐富的應用案例，比如如何利用牛頓萬有引力定律來解釋行星軌道的形成，如何通過拉格朗日方程和哈密頓方程來描述更復雜的動力學係統，甚至是為理解廣義相對論打下堅實的基礎。我希望書中能夠提供一些關於計算天體軌道、模擬星係碰撞，或者分析黑洞附近物質運動的例子，即使這些例子隻是概念性的介紹。我理解理論力學本身是基礎，但對於非專業讀者來說，能夠將這些抽象的原理與令人驚嘆的宇宙現象聯係起來，將極大地激發學習的熱情和興趣。我渴望通過這本書，能夠更深切地感受到科學的力量，並從中汲取對未知世界的探索欲望。

評分☆☆☆☆☆

我對於這本書的評價，更多地是從一個希望提升自己工程實踐能力的角度齣發的。我目前從事的工作需要經常接觸到各種機械設備的設計和優化，而理論力學中的許多原理，比如剛體力學、材料力學以及振動力學，都是我工作中的直接工具。我希望這本書能夠提供更係統、更深入的工程應用視角，而不僅僅是停留在基礎理論的層麵。例如，在分析結構的穩定性、預測機械故障、設計減震係統時，都需要非常紮實的理論功底。我非常期待書中能夠包含一些與現代工程技術緊密結閤的案例，比如關於復閤材料力學、微機電係統（MEMS）中的力學特性，或者是在復雜環境下（如高溫、高壓）的力學行為分析。我更希望書中能夠提供一些實用的計算方法和軟件工具的介紹，或者是在數學模型構建方麵的一些指導，這樣能夠極大地幫助我將書本知識轉化為實際的工程解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書我早就聽說瞭，一直想找機會好好研讀一番。畢竟，物理學是認識世界的基礎，而理論力學更是其中最重要的基石之一。我一直對那些看似抽象的物理定律背後蘊含的嚴謹邏輯和優雅數學結構感到著迷。想象一下，牛頓力學如何能如此精準地描述行星的運行軌跡，愛因斯坦的相對論又如何顛覆瞭我們對時間和空間的認知，這些都源於理論力學深厚的根基。我期望這本書能帶領我深入探索這些奧秘，不僅僅是瞭解公式和定理，更重要的是理解它們是如何被發現、發展起來的，以及它們在現代科學技術中扮演的關鍵角色。比如，航空航天工程、精密機械設計，乃至我們日常生活中的許多便利，都離不開對力學原理的深刻理解和應用。我希望這本書能夠激發我更深層次的思考，讓我能夠將學到的知識融會貫通，並嘗試用它來分析和解決一些實際問題。我對書中的案例分析和習題練習也充滿瞭期待，相信通過這些實踐，我能夠更好地鞏固和深化對理論力學的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格和內容編排，給我留下瞭深刻的印象。我之前接觸過一些理論力學的教材，它們大多都偏嚮於枯燥的數學推導，閱讀起來常常感到晦澀難懂。然而，這本書卻成功地在嚴謹的科學性與流暢的敘事性之間找到瞭一個絕佳的平衡點。作者似乎非常瞭解讀者在學習過程中可能遇到的難點，並提前做好瞭鋪墊和引導。我尤其欣賞書中那些“思辨性”的段落，它們不僅僅是解釋“是什麼”，更深入地探討瞭“為什麼”，並鼓勵讀者進行批判性思考。例如，在討論能量守恒定律時，書中不僅僅給齣瞭數學證明，還引導讀者思考能量的各種形式轉化以及在不同係統中的應用，甚至觸及瞭熱力學等相關領域。這種“舉一反三”的教學方式，讓我覺得學習過程既充實又富有啓發性。我甚至覺得，這本書不僅僅是一本理論力學教材，更是一本關於如何進行科學思維的入門讀物。