本書是《力學與理論力學(上冊)》，即普通物理力學部分，也是“中國科學技術大學國傢基礎科學人纔培養基地物理學叢書”的一本.《力學與理論力學．上冊》是作者在給中國科學技術大學學生上課時所用講稿的基礎上，經過十幾年的教學實踐不斷修改而成的.其特點是注重歸納法教學、物理直覺能力的培養和物理方法的闡述，這對在大學中初學物理的學生是有益和重要的.《力學與理論力學．上冊》內容精練，物理概念準確清晰，著力用現代觀點審視教學內容，並為當代前沿開設瞭一些窗口和接口

內頁插圖

目錄
第二版叢書序
第一版叢書序
第二版前言
第一版前言
第
1章質點運動學1 1
.1 引言1
1
.1.1 力學的研究對象1

1
.1.2 時間、空間和牛頓力學的絕對量1

1
.1.3 宇宙的層次和數量級3
1
.2 質點和參考係5
1
.2.1 質點和參考係5

1
.2.2 軌跡和運動學方程6
1
.3 速度與加速度8
1
.3.1 位移、路程與速度8

1
.3.2 加速度9
1
.4 直角坐標係中運動的描述10
1
.4.1 直綫運動1
2
1
.4.2 麯綫運動1
3 1
.5 自然坐標係中運動的描述15
1.5.1 切嚮加速度和法嚮加速度16 　1.5.2 自然坐標係20 　1.5.3 圓周運動20 *1.6 平麵極坐標係中的運動描述21 　1.6.1 平麵極坐標係21 　1.6.2 位矢、速度和加速度的極坐標錶示23 第2章質點動力學25 2
.1 牛頓運動定律25
2
.1.1 牛頓第一定律(慣性定律)2
5
2
.1.2 牛頓第二定律2
8
2
.1.3 牛頓第三定律(作用與反作用定律)3
2 ----Page 12-----------------------

2
.2 常見的力33 2
.3 動力學問題的求解37 2
.4 力學相對性原理和伽利略變換44
2
.4.1 力學相對性原理4
4
2
.4.2 時間和空間的絕對性4
4
2
.4.3 伽利略變換4
5 第
3章非慣性參考係47 3
.1 非慣性參考係、虛擬力47
3
.1.1 相對運動4
7
3
.1.2 平動參考係4
7
3
.1.3 轉動參考係5
2 3
.2 例題60 *
3.3 牛頓絕對時空概念的局限63 第4章動量定理65 4.1 動量守恒定律與動量定理65
4
.1.1 孤立體係與動量守恒定律6
5
4
.1.2 衝量與質點的動量定理6
7
4
.1.3 質點係動量定理6
8 4
.2 質心運動定理70
4
.2.1 質心運動定理7
0
4
.2.2 質心坐標係7
2 4
.3 變質量物體的運動74
4
.3.1 變質量體係7
4
4
.3.2 運動方程7
5 第
5章動能定理78 5
.1 動能定理78
5
.1.1 質點動能定理7
8
5
.1.2 功和功率7
9
5
.1.3 質點係動能定理8
0 5
.2 勢能82
5
.2.1 有心力及其沿閉閤路徑做功8
2
5
.2.2 保守力與非保守力、勢能8
2
5
.2.3 勢能麯綫8
5 5
.3 機械能守恒定律86
5
.3.1 質點係的功能原理和機械能守恒定律8
6

5
.3.2 保守係與時間反演不變性8
7 5
.4 質心係88
5
.4.1 柯尼希定理8
8
5
.4.2 質心係中的功能原理和機械能守恒定律8
9 5
.5 兩體問題91 5
.6 碰撞96
5
.6.1 正碰9
7
5
.6.2 斜碰1
00
5
.6.3 在質心參考係討論1
01 第
6章角動量定理103 6
.1 孤立體係的角動量守恒103
6
.1.1 單質點孤立體係和掠麵速度1
03
6
.1.2 兩個質點的孤立體係和角動量1
04 6
.2 質點係角動量定理105
6
.2.1 質點角動量定理1
05
6
.2.2 質點係角動量定理1
06 6
.3 質心係的角動量定理109
6
.3.1 質心係的角動量定理1
09
6
.3.2 體係的角動量與質心的角動量1
09 *
6.4 對稱性、因果關係與守恒律110
6
.4.1 什麼是對稱性1
10
6
.4.2 物理定律的對稱性1
11
6
.4.3 因果關係和對稱性原理1
12
6
.4.4 守恒律與對稱性1
13 第
7章萬有引力116 7
.1 萬有引力定律116
7
.1.1 開普勒的行星運動三定律1
16
7
.1.2 牛頓的理論1
17
7
.1.3 引力的綫性疊加性1
21 7
.2 關於萬有引力的討論124
7
.2.1 G的測定1
24
7
.2.2 引力的幾何性1
25
7
.2.3 逃逸速度1
25 7
.3 質點在有心力場中的運動126
7
.3.1 研究有心力問題的基本方程1
27

7
.3.2 有心力問題的定性處理，有效勢能與軌道特徵1
28
7
.3.3 有心力問題的定量處理及軌道問題1
30 *
7.4 牛頓宇宙學135
7
.4.1 宇宙學原理1
35
7
.4.2 奧伯斯佯謬和宇宙的膨脹1
36
7
.4.3 哈勃定律、宇宙的年齡和大小1
37
7
.4.4 宇宙膨脹動力學1
38 第
8章剛體力學141 8
.1 剛體運動學142
8
.1.1 剛體的性質1
42
8
.1.2 剛體的幾種特殊運動1
44
8
.1.3 剛體的一般運動1
44 8
.2 施於剛體的力係的簡化147
8
.2.1 作用在剛體上的力是滑移矢量1
48
8
.2.2 幾種特殊力係1
48 8
.3 剛體的定軸轉動150
8
.3.1 角動量與角速度的關係1
50
8
.3.2 轉動定律1
50
8
.3.3 轉動慣量1
51
8
.3.4 定軸轉動剛體的角動量守恒1
54 8
.4 剛體運動的基本方程與剛體的平衡155
8
.4.1 剛體運動的基本方程1
55
8
.4.2 剛體的平衡1
55 8
.5 剛體的平麵平行運動156
8
.5.1 運動方程1
56
8
.5.2 純滾動的運動學判據1
57
8
.5.3 瞬時轉動中心1
57
8
.5.4 剛體的動能定理1
59
8
.5.5 剛體的重力勢能1
59
8
.5.6 解題注意事項1
60 8
.6 剛體的定點運動162
8
.6.1 沒有外加力矩的定點運動1
62
8
.6.2 陀螺的運動1
64 第
9章振動和波166 9
.1 簡諧振動166
9.1.1 平衡與振動166
9.1.2 恢復力與彈性力167 　9.1.3 簡諧振動的描述169
9
.1.4 諧振子的能量1
71
9
.1.5 振動的閤成與分解1
72 9
.2 阻尼振動176
9
.2.1 運動方程及其解1
76
9
.2.2 欠阻尼振動1
77
9
.2.3 臨界阻尼與過阻尼1
79 9
.3 受迫振動與共振179
9
.3.1 運動方程及其解1
79
9
.3.2 穩態解分析1
81
9
.3.3 共振1
82 9
.4 機械波185
9
.4.1 機械波的産生和傳波1
85
9
.4.2 波的分類1
86
9
.4.3 平麵簡諧波1
88
9
.4.4 波動方程和波的傳播速度1
90 9
.5 波在空間中的傳播192
9
.5.1 惠更斯原理1
92
9
.5.2 波的反射定律1
93
9
.5.3 波的摺射定律1
93
9
.5.4 波的衍射1
94 9
.6 波的疊加194
9
.6.1 波的乾涉1
94
9
.6.2 駐波1
95
9
.6.3 非相乾波的疊加、波的群速度1
97 9
.7 多普勒效應199
9
.7.1 波源靜止，觀察者運動1
99
9
.7.2 波源運動，觀察者靜止1
99
9
.7.3 波源和觀察者都運動2
00
9
.7.4 馬赫錐2
01 *
第10章流體力學202 1
0.1 流體的基本性質202
1
0.1.1 易流動性2
02
1
0.1.2 黏性2
03
1
0.1.3 壓縮性2
03 1
0.2 流體運動學204
1
0.2.1 流體運動分類2
04
1
0.2.2 描寫流體運動的兩種方法2
04
1
0.2.3 流綫與流管2
08 1
0.3 流體靜力學211
1
0.3.1 應力張量2
11
1
0.3.2 靜止流體的平衡方程2
13
1
0.3.3 重力場中靜止流體內各點的壓強2
14
1
0.3.4 浮力、浮心和定傾中心2
14 1
0.4 無黏性流體的動力學216
1
0.4.1 連續性方程2
16
1
0.4.2 運動方程2
17
1
0.4.3 伯努利方程的應用2
19 1
0.5 黏性流體的運動225
1
0.5.1 黏滯定律2
25
1
0.5.2 圓管內定常層流、泊肅葉公式2
26
1
0.5.3 層流與湍流、雷諾數2
27
1
0.5.4 黏滯流體中運動物體所受的阻力2
29 第
11章相對論234 1
1.1 牛頓時空觀的睏難234
1
1.1.1 光傳播的射擊理論的睏難2
34
1
1.1.2 “以太”理論及其睏難2
36 1
1.2 相對性原理240 1
1.3 洛倫茲變換242 1
1.4 相對論時空觀245
1
1.4.1 時間間隔的相對性2
45
1
1.4.2 同時的相對性2
47
1
1.4.3 長度的相對性2
47
1
1.4.4 時序的相對性和因果關係2
49
1
1.4.5 時空間隔的絕對性2
50
1
1.4.6 速度變換2
51
1
1.4.7 角度變換公式2
53
1
1.4.8 加速度變換公式2
54

1
1.5 狹義相對論力學257
1
1.5.1 相對論動量和質量2
57
1
1.5.2 相對論中的力2
59
1
1.5.3 質能公式2
60
1
1.5.4 靜質量為零的粒子2
61 *
11.6 狹義相對論中質量、動量和力的變換公式262
1
1.6.1 質量的變換公式2
62
1
1.6.2 動量和能量的變換公式2
63
1
1.6.3 力的變換公式2
64 *
11.7 廣義相對論簡介265
1
1.7.1 等效原理、廣義相對性原理與局部慣性係2
65
1
1.7.2 光在引力場中的彎麯2
66
1
1.7.3 引力時間延緩、引力紅移2
67
1
1.7.4 彎麯時空、水星的進動2
69 習題與答案
271 參考書目
313 中英人名對照
314 名詞索引
316 教學進度和作業布置
321

精彩書摘

第1章質點運動學

1.1 引　言 1
.1.1 力學的研究對象經典力學研究機械運動所遵循的客觀規律
.通常把力學分為運動學、動力學和靜力學
.運動學隻描述物體的運動，不涉及引起運動和改變運動的原因;動力學則研究物體的運動與物體間相互作用的內在聯係
;靜力學研究物體在相互作用下的平衡問題
.1
.1.2 時間、空間和牛頓力學的絕對量描寫物體的運動
，要用時間和空間這兩個概念.因此，我們先來對時間、空間本身作一些分析
.可以說時間和空間是最平凡的概念瞭
，因為在日常生活中也常常用到它們.不過
，若問什麼是時間，什麼是空間，卻又不容易找到恰當的答案.其實，這是兩個很難的問題
.盡管有不少關於時間和空間的定義，但大都不能令人滿意.一種或許可以接受的說法是
:時間、空間是物理事件之間的一種次序，時間用以錶述事件之間的順序
，空間用以錶述事物相互之間的位形.沒有滿意的
“嚴格”的理論定義，並不妨礙時間和空間二者在物理中的使用.因為物理學是一門基於實驗的科學
，在考察物理學的概念或物理量的時候，首先應當注意它與實驗之間是否有明確的
、不含糊的關係.對於時間和空間這兩個基本概念來說
，首要的問題似乎不是去追究它們的“純粹”定義，而是應當瞭解它們是怎樣量度的
.量度時間
，通常是用鍾和錶.然而，鍾和錶並不是測量時間的唯一工具.原則上
，任何具有重復性的過程或現象都可以作為測量時間的一種“鍾”.自然界裏有許多重復性的過程
，其中有一些我們早已把它們當作計時標準.例如，太陽的升沒錶示天
，四季的循環稱作年，月亮的盈虧是農曆的月.其他的循環過程，如雙星的鏇轉
、人體的脈搏、吊燈的擺動、分子的振動等，也都可以用作測時的工具.更一般地說
，隻要知道瞭某個物理現象隨時間的變化，盡管它不是重復性的過程
，也可以用來測定時間.譬如，我們能從一個人的容貌估計齣他的年齡，因為容貌

l2　　
這個量與時間之間有確定的關係
.這個例子雖然很普通，但與某些有用的測時方法是很相似的
.在確定星體的年齡時，常常就是根據星體的顔色判定的.鍾的種類很多
，但有好有差.比較兩個人的脈搏，就會發現它們之間經常有明顯的快慢波動
.所以，人的脈搏不是一種好鍾，它不夠穩定.如果比較一下兩個單擺的周期
，就會發現它們穩定多瞭.地球自轉則是更穩定的鍾.長期以來
，人們將太陽視麵中心連續兩次齣現在地麵某處正南方所需的時間定義為真太陽日
.隨著天文觀察精度的提高及對天體運動規律的深入研究，人們發現
，不同真太陽日的長短不同，其原因主要有兩個方麵:一是因為地球沿橢圓軌道繞太陽公轉
，公轉速度並不均勻;二是地球公轉平麵與地球赤道平麵並不重閤.為瞭剋服這一缺點
，人們取一年之內全部真太陽日的平均作為平均太陽日.這就是目前我們所說的一天
.1秒定義為一個平均太陽日的1/86400，這種以地球自轉為基礎的計時標準叫
世界時(UT).由於地球自轉的不均勻，從1956年起改用以地球公轉周期為基準的時間標準
，稱為曆書時(ET)，並規定秒為1900年迴歸年的1/3
1556925.9747.所謂迴歸年，就是太陽在黃道麵上相繼兩次通過春分點所需的時間
.為瞭進一步提高計時的精度，1967年10月在第十三屆國際度量衡會議上通過瞭新的標準鍾
，它對一秒的時間作如下的規定:位於海平麵上的銫-133原子的基態的兩個超精細能級在零磁場中躍遷輻射的周期
T與1s的關係為1
s=9192631770T這樣的時間標準稱為
原子時.用銫鍾作為計時標準，誤差若按一個周期計算，測量精度要比用秒錶計時提高
1010倍，即誤差下降到秒錶的百億分之一.自從人類發明機械計時的時鍾以來
，400年來時間計量準確度的提高是驚人的
，現代原子鍾的計時誤差已小於10-10s·d-1.目前，時間是測量得最準確的一個基本量
.長度是空間的一個基本性質
.對長度的測量，在日常的範圍中，是用各種各樣的尺
，如米尺、遊標卡尺、螺鏇測微計等.對於不能用尺直接加以測量的小尺度，可以求助於光學方法
.在精密機床上常有光學測量裝置;測定胰島素中原子力學與理論力學（上冊）（第二版）下載 mobi epub pdf txt 電子書格式