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  • 力学

    力学(mechanics)研究物质机械运动规律的科学,是一门独立的基础学科。是有关力、运动和介质(固体液体气体是撒旦和等离子体),宏、细、微观力学性质的学科,研究以机械运动为主,及其同物理化学生物运动耦合的现象。同时又是一门技术学科。它研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系。力学可粗分为静力学运动学动力学三部分,静力学研究力的平衡或物体的静止问题;运动学只考虑物体怎样运动,不讨论它与所受力的关系;动力学讨论物体运动和所受力的关系。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 力学
    学科设置: 基础学科 研究方向: 物质机械运动规律
    学科分类: 静力学、运动学和动力学 研究方法: 研究方法
    重要著作: 《自然哲学的数学原理》

    目录

    原理/力学 编辑

    力学实验力学实验

    力学是研究物质机械运动规律的科学。自然界物质有多种层次,从宇观的宇宙体系,宏观的天体和常规物体,细观的颗粒、纤维、晶体,微观的分子、原子、基本粒子。通常理解的力学以研究天然的或人工的宏观对象为主。但由于学科的互相渗透,有时也涉及宇观或细观甚至微观各层次中的对象以及有关的规律。 力学又称经典力学,是研究通常尺寸的物体在受力下的形变,以及速度远低于光速的运动过程的一门自然科学。力学运动,是物质在时间、空间中的位置变化,包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等。而平衡或静止,则是其中的特殊情况。物质运动的其他形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和化学运动等。 力是物质间的一种相互作用,机械运动状态的变化是由这种相互作用引起的。静止和运动状态不变,则意味着各作用力在某种意义上的平衡,因此,力学可以说是力和(机械)运动的科学。 力学在汉语中的意思是力的科学。汉语“力”字最初表示的是手臂使劲,后来虽又含有他义,但都同机械或运动没有直接联系。“力学”一词的英语是mechanics(源于希腊语μηχανη──机械)。在英语中,mechanics是一个多义词,既可释作“力学”,也可释作“机械学”、“结构”等。在欧洲其他语种中,此词的语源和语义都与英语相同。汉语中没有同它对等的多义词。mechanics在19世纪50年代作为研究力的作用的学科名词传入中国时,译作“重学”,后来改译作“力学”,一直使用至今。“力学的”和“机械的” 在英语中同mechanical,而现代汉语中“机械的”又可理解为“刻板的”。这种不同语种中词义包容范围的差异,有时引起国际学术交流中的周折。例如机械的(mechanical)自然观,其实指用力学解释自然的观点,而英语mechanist是指机械师,不是指力学家。

    发展简史/力学 编辑

    力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器等器具,逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。古希腊的阿基米德初步奠定了静力学即平衡理论的基础。古代人还从对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中,了解一些简单的运动规律,如匀速的移动和转动。但是对力和运动之间的关系,只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。16世纪到17世纪间,力学开始发展为一门独立的、系统的学科。伽利略通过对抛体和落体的研究,在实验研究和理论分析的基础上,最早阐明自由落体运动的规律,提出加速度的概念,提出惯性定律并用以解释地面上的物体和天体的运动。17世纪末牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动三定律),提出力学运动的三条基本定律,使经典力学形成系统的理论。根据牛顿三定律和万有引力定律成功地解释了地球上的落体运动规律和行星的运动轨道。伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。此后两个世纪中在很多科学家的研究与推广下,终于成为一门具有完善理论的经典力学。此后,力学的研究对象由单个的自由质点,转向受约束的质点和受约束的质点系。这方面的标志是达朗贝尔提出的达朗贝尔原理,和拉格朗日建立的分析力学。其后,欧拉又进一步把牛顿运动定律用于刚体和理想流体的运动方程,这被看作是连续介质力学的开端。运动定律和物性定律这两者的结合,促使弹性固体力学基本理论和粘性流体力学基本理论孪生于世,在这方面作出贡献的是纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人。弹性力学和流体力学基本方程的建立,使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科。从牛顿到汉密尔顿的理论体系组成了物理学中的经典力学。在弹性和流体基本方程建立后,所给出的方程一时难于求解,工程技术中许多应用力学问题还须依靠经验或半经验的方法解决。这使得19世纪后半叶,在材料力学、结构力学同弹性力学之间,水力学和水动力学之间一直存在着风格上的显着差别。20世纪初,随着新的数学理论

    开普勒开普勒

    和方法的出现,力学研究又蓬勃发展起来,创立了许多新的理论,同时也解决了工程技术中大量的关键性问题,如航空工程中的声障问题和航天工程中的热障问题等。这时的先导者是普朗特和卡门,他们在力学研究工作中善于从复杂的现象中洞察事物本质,又能寻找合适的解决问题的数学途径,逐渐形成一套特有的方法。从20世纪60年代起,计算机的应用日益广泛,力学无论在应用上或理论上都有了新的进展。力学在中国的发展经历了一个特殊的过程。与古希腊几乎同时,中国古代对平衡和简单的运动形式就已具备相当水平的力学知识,所不同的是未建立起像阿基米德那样的理论系统。到明末清初,中国科学技术已显着落后于欧洲。

    学科分类/力学 编辑

    力学可粗分为静力学、运动学和动力学三部分,静力学研究力的平衡或物体的静止问题;运动学只考虑物体怎样运动,不讨论它与所受力的关系;动力学讨论物体运动和所受力的关系。力学也可按所研究对象区分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支。根据研究对象具体的形态、研究方法、研究目的的不同,固体力学可以分为理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、板壳力学、塑性力学、断裂力学、机械振动、声学、计算力学、有限元分析等等,流体力学包含流体静力学、流体动力学等等。根据针对对象所建立的模型不同,力学也可以分为质点力学、刚体力学和连续介质力学。连续介质通常分为固体和流体,固体包括弹性体和塑性体。固体力学和流体力学从力学分出后,馀下的部分组成一般力学。一般力学通常是指以质点、质点系、刚体、刚体系为研究对象的力学,有时还把抽象的动力学系统也作为研究对象。一般

    固体力学表示图固体力学表示图

    力学除了研究离散系统的基本力学规律外,还研究某些与现代工程技术有关的新兴学科的理论。一般力学、固体力学和流体力学这三个主要分支在发展过程中,又因对象或模型的不同出现了一些分支学科和研究领域。属于一般力学的有理论力学(狭义的)、分析力学、外弹道学、振动理论、刚体动力学、陀螺力学、运动稳定性等;属于固体力学的有材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学等;流体力学是由早期的水力学和水动力学这两个风格迥异的分支汇合而成,到了21世纪则有空气动力学、气体动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等分支。各分支学科间的交叉结果又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等。力学也可按研究时所采用的主要手段区分为三个方面:理论分析、实验研究和数值计算。实验力学包括实验应力分析、水动力学实验和空气动力实验等。着重用数值计算手段的计算力学,是广泛使用电子计算机后才出现的,其中有计算结构力学、计算流体力学等。对一个具体的力学课题或研究项目,往往需要理论、实验和计算这三方面的相互配合。力学在工程技术方面的应用结果形成工程力学或应用力学的各种分支,诸如土力学、岩石力学、爆炸力学复合材料力学、工业空气动力学、环境空气动力学等。 力学和其他基础科学的结合也产生一些交叉性的分支,最早的是和天文学结合产生的天体力学。在20世纪特别是60年代以来,出现更多的这类交叉分支,其中有物理力学、化学流体动力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、理性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球构造动力学、地球流体力学等。20世纪以来,力学有了很大的发展,创立了一系列重要的新概念、新理论和新方法。力学与其它学科的交叉和融合日显突出,形成了许多力学交叉学科:力学与物理学的交叉形成了物理力学,与生命科学的交叉形成了生物力学,与环境科学和地学的交叉形成了环境力学,以及爆炸力学、等离子体力学等都形成了力学的新的学科生长点,不断地丰富着力学的研究内容和方法,并使力学学科始终保持着旺盛的生命力。同时,人类社会和经济发展的更高需求将不断促进力学与其他学科的交叉,促进力学交叉学科发展到一个崭新的阶段。

    研究方法/力学 编辑

    力学力学

    力学研究方法遵循认识论的基本法则:实践——理论——实践。力学家们根据对自然现象的观察,特别是定量观测的结果,根据生产过程中积累的经验和数据,或者根据为特定目的而设计的科学实验的结果,提炼出量与量之间的定性的或数量的关系。为了使这种关系反映事物的本质,力学家要善于抓住起主要作用的因素,屏弃或暂时屏弃一些次要因素。

    力学中把这种过程称为建立模型。质点、质点系、刚体、弹性固体、粘性流体、连续介质等是各种不同的模型。在模型的基础上可以运用已知的力学或物理学的规律,以及合适的数学工具,进行理论上的演绎工作,导出新的结论。

    依据所得理论建立的模型是否合理,有待于新的观测、工程实践或者科学实验等加以验证。在理论演绎中,为了使理论具有更高的概括性和更广泛的适用性,往往采用一些无量纲参数如雷诺数、马赫数、泊松比等。这些参数既反映物理本质,又是单纯的数字,不受尺寸、单位制、工程性质、实验装置类型的牵制。

    因此,从局部看来,力学研究工作方式是多样的:有些只是纯数学的推理,甚至着眼于理论体系在逻辑上的完善化;有些着重数值方法和近似计算;有些着重实验技术等等。而更大量的则是着重在运用现有力学知识,解决工程技术中或探索自然界奥秘中提出的具体问题。

    现代的力学实验设备,诸如大型的风洞、水洞,它们的建立和使用本身就是一个综合性的科学技术项目,需要多工种、多学科的协作。应用研究更需要对应用对象的工艺过程、材料性质、技术关键等有清楚的了解。在力学研究中既有细致的、独立的分工,又有综合的、全面的协作。

    应用领域/力学 编辑

    力学是物理学、天文学和许多工程学的基础,机械、建筑、航天器和船舰等的合理设计都必须以经典力学为基本据。机械运动是物质运动的最基本的形式。机械运动亦即力学运动。

    力学力学

    在力学理论的指导或支持下取得的工程技术成就不胜枚举。最突出的有:以人类登月、建立空间站、航天飞机等为代表的航天技术;以速度超过5倍声速的军用飞机、起飞重量超过300t、尺寸达大半个足球场的民航机为代表的航空技术;以单机功率达百万千瓦的汽轮机组为代表的机械工业,可以在大风浪下安全作业的单台价值超过10亿美元的海上采油平台;以排水量达5×105t的超大型运输船和航速可达30多节、深潜达几百米的潜艇为代表的船舶工业;可以安全运行的原子能反应堆;在地震多发区建造高层建筑;正在陆上运输中起着越来越重要作用的高速列车,等等,甚至如两弹引爆的核心技术,也都是典型的力学问题。

    总之还有许多的问题。

    重要着作/力学 编辑

    力学力学

    《自然哲学的数学原理》(又译《自然哲学之数学原理》,拉丁文:Philosophiae Naturalis Principia Mathematica),是英国伟大的科学家艾萨克·牛顿的代表作。成书于1687年。

    简介

    《自然哲学的数学原理》是第一次科学革命的集大成之作,被认为是古往今来最伟大的科学着作,它在物理学、数学、天文学和哲学等领域产生了巨大影响。在写作方式上,牛顿遵循古希腊的公理化模式,从定义、定律(公理)出发,导出命题;对具体的问题(如月球的运动),他把从理论导出的结果和观察结果相比较。全书共分五部分,首先“定义”,这一部分给出了物质的量、时间、空间、向心力等的定义。第二部分是“公理或运动的定律”,包括著名的运动三定律。接下来的内容分为三卷。前两卷的标题一样,都是“论物体的运动”。第一卷研究在无阻力的自由空间中物体的运动,许多命题涉及已知力解定受力物体的运动状态(轨道、速度、运动时间等),以及由物体的运动状态确定所受的力。第二卷研究在阻力给定的情况下物体的运动、流体力学以及波动理论。压卷之作的第三卷是标题是“论宇宙的系统”。由第一卷的结果及天文观测牛顿导出了万有引力定律,并由此研究地球的形状,解释海洋的潮汐,探究月球的运动,确定彗星的轨道。本卷中的“研究哲学的规则”及“总释”对哲学和神学影响很大。

    目录

    序言

    定义

    运动的公理或定律

    第一编 物体的运动

    第1章 初量与终量的比值方法,由此可以证明下述命题

    第2章 向心力的确定

    第3章 物体在偏心的圆锥曲线上的运动

    第4章 由已知焦点求椭圆,抛物线和双曲线的轨道

    第5章 焦点未知时怎样求轨道

    第6章 怎样求已知轨道上的运动

    第7章 物体的直线上升或下降

    第8章 受任意类型向心力作用的物体环绕轨道的确定

    第9章 沿运动轨道的物体运动;回归点运动

    第10章 物体在给定表面上的运动;物体的摆动运动

    第11章 受向心力作用物体的相互吸引运动

    第12章 球体的吸引力

    第13章 非球形物体的吸引force第14章 受指向极大物体各部分向心力推动的极小物体的运动

    第二编 物体(在阻滞介质中)的运动

    第1章 受与速度正比的阻力作用的物体运动

    第2章 受正比于速度平方的阻力作用的物体运动

    第3章 物体受部分正比于速度平方的阻力作用的物体运动

    第4章 物体在阻滞介质中的圆运动

    第5章 流体密度和压力;流体静力学

    第6章 摆体的运动与阻力

    第7章 流体的运动,及其对抛体的阻力

    第8章 通过流体传播的运动

    第9章 流体的圆运动

    第三编 宇宙体系

    哲学中的推理规则

    现象

    命题

    月球交会点的运动

    总释

    著名人物/力学 编辑

    阿基米德

    阿基米德阿基米德

    古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究,确定它们的基本规律,初步奠定了静力学即平衡理论的基础。

    伽利略·伽利雷

    伽利略伽利略

    伽利略在实验研究和理论分析的基础上,最早阐明自由落体运动的规律,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动,提出加速度的概念。

    艾萨克·牛顿

    牛顿牛顿

    牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒行星运动三定律),提出物体运动三定律。(牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律)

    阿尔伯特·爱因斯坦

    阿尔伯特·爱因斯坦阿尔伯特·爱因斯坦

    《相对论》的创建人,对牛顿力学的诸多问题进行整改、修复和完善,开启了物理学的新纪元。

    发展趋势/力学 编辑

    (1)固体力学

    经典的连续介质力学将可能会被突破。新的力学模型和体系,将会概括某些对宏观力学行为起敏感作用的细观和微观因素,以及这些因素的演化,从而使复合材料(包括陶瓷、聚合物和金属)的强化、韧化和功能化立足于科学的认识之上。固体力学将融汇力-热-电-磁等效应。机械力与热、电、磁等效应的相互转化和控制,到21世纪大都还限于测量和控制元件上,但这些效应的结合孕育着极有前途的新机会。21世纪初出现的数百层叠合膜“摩天大厦”式的微电子元器件,已迫切要求对这类力-热-电耦合效应做深入的研究。以“Mechronics”为代表的微机械、微工艺、微控制等方面的发展,将会极大地推动对力-热-电-磁耦合效应的研究。

    (2)流体力学

    今后,航天飞机和新一代的超声速民航机的成功研制将首先取决于流体力学的进展。在有关的高温空气动力学中必须放弃原先的热力学平衡的假定。吸气式发动机中H2,O2在超声速流动状态下的混合、点火等,都是过去的理论和实践未能解决的难题。超声速流边界层的控制、减阻以及降噪控制等也带来一系列新问题。

    (3)一般力学

    一般力学21世纪以来已开始进入生物体运动问题的研究,研究了人和动物行走、奔跑及跳跃中的力学问题。这种在宏观范围内对生物体进行的研究,已经带来了一些新的结果。亿万年生物进化的结果,的确把优化的运动机能赋与了生存下来的物种。对其进一步研究,可以提供生物进化方向的理性认识,也可为人类进一步提高某些机构或机械的性能提供方向性的指导。以下几个方面的问题应当给予充分重视:(1)固体的非平衡/不可逆热力学理论;(2)塑性与强度的统计理论;(3)原子乃至电子层次上子系统(原子键,位错,空位等缺陷)的动力学理论。为深入进行这些研究,应当充分利用与开发计算机模拟(如分子动力学)和现代宏、细、微观实验与观测技术。工科离不开力学,在工科基础课中,开设了不同的力学课程:理论力学,假设物体不发生变形,用传统数学物理方法研究一切质点,物体的运动,静力学和动力学原理,机械原理的理论基础。材料力学,传统方法研究物体在各种载荷下,包括静力,静扭矩,静弯矩,振动,碰撞等,机械零部件和装配设计,机械加工的理论基础。流体力学,研究一切流体在容器、管道中运动规律和力学特性,液压、气动、热分析的理论基础。分析力学,使用计算数学方法分析力学有限元素法,把受力对象拆解成有限个元素,对每个元素进行受力分析,通过联立偏微分方程组,用泛函求解,计算出每个元素,每个节点的应力应变。联立方程组可化为刚度矩阵和自由度组成的矩阵方程。

    (4)生物力学

    当今生物力学发展正经历着深刻的变化。生命科学与包括力学在内的基础和工程科学交叉、融合21世纪已愈来愈成为当今生命科学的研究热点,同时也是力学学科的新生长点。基础研究逐步精细化及定量化,大量数据的积累要求模型化及数学化,为生物力学研究开辟了新的用武之地。现代分子和细胞生物学既提出大量新课题,又带来了许多新工具,推动着生物力学由宏观向微(细)观深入、并强调宏-微(细)观相结合。实际应用的不断涌现,催生着以解决与应用相关的工程技术问题为目标的新的生物工程学。这一新的生物工程学远远超出了基于微生物的、以发酵工程为标志的生物技术及以医疗仪器研发为目标的生物医学仪器这两个传统的领域。不断寻求新的力学和物理原理与方法,与生命科学及其它基础和工程科学进一步融合,已成为当今生物力学发展的主要特色。当今生物力学正经历从“X × Bio = Bio-X”(交叉)到“Bio × X = X-Bio”(融合)的转变。在基础研究层面上,它将与生物物理学、生物数学、生物信息学、生物化学等紧密结合,重点研究生物学的定量化和精确化问题;在应用研究层面上,组织工程、药物设计与输运、血流动力学、骨-肌肉-关节力学等正在或已经得到临床或工业界的认同,其核心是解决关键技术问题。当前生物力学的发展特点可大致归纳为:内涵扩大(生物医学工程;生物工程),有机融合(生命科学与基础和工程科学),微观深入(细胞-亚细胞-分子层次;定量生物学),以及宏观-微观相结合(组织工程、器官力学;信息整合与系统生物学)。宏观生物力学研究仍为主流,但宏观-微观相结合、微观生物力学研究发展十分迅速。当前生物力学发展的前沿领域主要包括:1)细胞-分子力学;2)器官-组织力学;3)骨骼-肌肉-关节力学;4)生物力学新概念、新技术与新方法等。

    (5)环境力学

    环境力学是力学与环境科学相互结合而形成一门新兴交叉学科,主要研究自然环境中的变形、破坏、流动、迁移及其伴随的物理、化学、生物过程和导致的物质、动量、能量输运,定量化描述环境的演化规律和对人类生存环境的影响。环境力学的发展十分有利于深化人们对环境问题中的物理过程和基本规律的认识,促进环境问题的定量化研究。21世纪的环境力学研究,既要注重学科发展的自身规律和要求,又要紧密结合国家需求和工程实际,将机理研究、规律分析与防治措施有机地结合起来。结合中国的经济和社会发展需求,中国的环境力学研究必须抓住一个基础(复杂介质流动和多过程耦合)、两个经济发展地区(西部和沿海)、三个方面(水环境、大气环境、灾害与安全),确立重点发展领域,促进学科的发展。一方面,强调环境力学中的共性科学问题,包括:(1)环境流动与输运的基本方程和求解方法;(2)气、液、固界面的耦合;(3)多相、多组分、多过程,以及多尺度的耦合分析等;(4)“环境力学”中模型实验的尺度效应问题等。另一方面,瞄准西部开发和沿海经济开发,以及重大工程和影响的实际环境问题,包括:(1) 西部干旱、半干旱环境治理的动力学过程 —土壤侵蚀机理、沙尘暴形成和输送机理、以及荒漠化治理;(2)以水或气为载体的物质输运过程—污染物排放过程的精确预报、河口海岸泥沙、污染物输运及其对生态环境的影响规律;(3)重大环境灾害发生机理及预报— 热带气旋、风暴潮、洪水预测、滑坡、泥石流产生机理、全球变暖等

    力的合成与分解公式/力学 编辑

    1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)

    2.互成角度力的合成:

    F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(馀弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2

    3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

    4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)

    注:

    (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;

    (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;

    (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;

    (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;

    (5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。

    中国大学/力学 编辑

    本一级学科中,全国具有“博士一级”授权的高校共38所 ,本次有28所参评;还有部分具有“博士二级”授权和硕士授权的高校参加了评估; 参评高校共计39所。 注:以下得分相同的高校按学校代码顺序排列。2012年教育部学科评估结果

    排名
    学校代码及名称
    得分
    1
    10001 北京大学
    90
    10003 清华大学
    10213 哈尔滨工业大学
    4
    10006 北京航空航天大学
    85
    5
    10141 大连理工大学
    83
    6
    10287 南京航空航天大学
    81
    7
    10698 西安交通大学
    80
    10699 西北工业大学
    9
    10007 北京理工大学
    78
    10056 天津大学
    10358 中国科学技术大学
    12
    10248 上海交通大学
    76
    10335 浙江大学
    14
    10280 上海大学
    74
    10290 中国矿业大学
    10730 兰州大学
    17
    10247 同济大学
    72
    10288 南京理工大学
    10294 河海大学
    10487 华中科技大学
    21
    10004 北京交通大学
    70
    10610 四川大学
    10613 西南交通大学
    24
    10217 哈尔滨工程大学
    69
    10611 重庆大学
    26
    10147 辽宁工程技术大学
    67
    10246 复旦大学
    10299 江苏大学
    10459 郑州大学
    11414 中国石油大学
    11646 宁波大学
    32
    10142 沈阳工业大学
    64
    10143 沈阳航空航天大学
    10153 沈阳建筑大学
    10252 上海理工大学
    10618 重庆交通大学
    37
    10150 大连交通大学
    62
    10488 武汉科技大学
    10731 兰州理工大学

    同名书籍/力学 编辑

    书名:力学:21世纪高等院校教材

    ISBN:703011550

    作者:史可信编

    出版社:科学出版社

    定价:30

    页数:328

    出版日期:2003-8-1

    版次: 1

    开本:16开

    包装:精装

    简介:本书是南京大学本科教学改革计划中的立项教材,是作者在南京大学理科应用物理类专业讲授力学课程基础上写成的。

    本书讲述了经典力学的基本概念与基本定律,以牛顿运动定律适用的质点力学为基础,逐步扩大研究范围到质点组、刚体以及机械振动与机械波。还扼要介绍了流体力学和相对论的基本知识。有相当篇幅是属于应用性较强的内容,同时也有意引入了一些处于研究阶段的题材以及悬而未决的问题,作者的意图是使读者从中体验力学科学是紧密联系实际的。

    本书可作为理科应用物理类各专业的教学用书,也可作为各类高校理工科专业的教学用书或自学参考书。

    目录:

    绪论

    第一章 质点运动学

    1.直线运动

    2.曲线运动

    3.坐标系的应用

    思考题与习题

    选读材料

    第二章 质点动力学

    4.牛顿运动定律

    5.质点动力学问题的求解

    思考题与习题

    选读材料

    第三章 质点的运动定理

    6.动量定理

    7.角动量定理

    8.功

    9.势能

    10.动能定理机械能守恒 功能原理

    11.有心力问题 行星运动

    思考题与习题

    选读材料

    第四章 质点组运动定理

    12.质点组的动量定理

    13.质点组的角动量定理

    14.质点组的动能定理 机械能守恒定律

    15.两体运动问题

    16.两体碰撞问题

    17.变质量物体的运动

    思考题与习题

    选读材料

    第五章 刚体力学

    18.刚体的运动类型

    19.力系的简化

    20.刚体的平衡

    21.刚体的平动

    22.刚体的定轴转动

    23.刚体的平面平行运动

    24.高速转动物体的回转效应

    思考题与习题

    选读材料

    第六章 非惯性系

    25.平动参考系

    26.定轴转动参考系

    27.较动参考系中的动力学问题

    28.地球自转所产生的影响

    思考题与习题

    选读材料

    第七章 弹性力学简介

    29.弹性体的拉伸或压缩

    30.弹性体的剪切形变

    31.梁的弯曲

    32.圆杆的扭转

    思考题与习题

    第八章 振动与波

    33.一维振动

    34.谐振动的合成

    35.一维波的形成

    36.驻波和多普勒效应

    37.空间波

    38.波的干涉

    思考题与习题

    选读材料

    第九章 流体力学

    39.理想流体

    40.流体静力学

    41.流体的运动学

    42.理想流体稳恒流动的运动定理

    43.黏性流体

    思考题与习题

    选读材料

    第十章 相对论力学

    44.伽利略变换与经典时空观

    45.迈克耳孙-莫雷实验(1881~1887)

    46.洛伦兹变换

    47.狭义相对论的时空观

    48.狭义相对论动力学

    49.广义相对论简述

    思考题与习题

    习题参考答案

    参考文献

    附录 微积分初步

    名词汉英对照索引

    图书信息2

    书名:力学

    图书编号:1202332

    出版社:北京大学

    定价:34.0

    ISBN:730109401

    作者:舒幼生

    出版日期:2005-01-01

    版次:1

    开本:16

    简介:

    本书系为大学物理类专业学生编写的普通物理力学教材,适用于综合性理科大学和师范类大学,也可用作工科类大学的力学教学参考书。全书分为经典力学和侠义相对论两部分。前7章阐述经典力学内容,其中第1,2,3,4章讲解质点运动学、牛顿定律和动量、能量、解动量定理,第5章讨论质心和刚体,第6章介绍流体,第7章专述振动与波,第8章阐述狭义相对论中的运动学和质点动力学内容。本书的经典力学部分采用传统的方式展现主体结构中内在的系统性,在狭义相对论章节的引文中,尤其注意内容之间的逻辑关联。全书在陈述方式上,始终顾及大学一年级学生的可接受性。考虑到课后练习的重要性,本书编写过程中刻意为学生编制和选录各章习题,按易、难程度分成A和B两组,并将全部题解汇集成册,书名为《力学习题与解答》,与教材配套出版,供学生解题后参考。

    目录:

    1.质点运动学

    1.1 空间和时间

    1.2 直线运动

    1.3 平面曲线运动

    1.4 空间曲线运动

    1.5 参考系间的相对运动

    习题

    2.牛顿定律 动量定理

    2.1 牛顿定律

    2.2 相互作用力

    2.3 力学相对性原理

    2.4 惯性力

    2.5 动量定理

    习题

    3.机械能定理

    3.1 动能定理

    3.2 保守力与势能

    3.3 机械能定理

    3.4 碰撞

    习题

    4.解动量定理 天体运动

    4.1 解动量定理

    4.2 对称性与守恒律

    4.3 天体运动

    4.4 膨胀的宇宙

    习题

    5.质心 刚体

    5.1 质心

    5.2 刚体定轴转动

    5.3 刚体平面行运动

    5.4 刚体定点转动 刚体平衡

    习题

    6.流体

    6.1 流体静力学

    6.2 流体运动学和质量守恒

    6.3 理想流体的定常流动

    6.4 黏性流体的流动

    习题

    7.振动和波

    7.1 简谐振动的运动学描述

    7.2 简谐振动的动力学性质

    7.3 保守系的振动

    7.4 阻尼振动 受迫振动自激振动

    7.5 波的运动学描述

    7.6 一维线性波动方程

    7.7 波的能量

    7.8 真空中的电磁波

    习题

    8.狭义相对论

    8.1 狭义相对论基本原理

    8.2 狭义相对论时空度量相对性

    8.3 狭义相对论时空变换及其推论

    8.4 狭义相对论动力学

    习题

    附录 数学补充知识

    ……

    习题答案

    图书信息3

    书名:力学(上册)

    图书编号:1652180

    出版社:复旦大学出版社

    定价:10.0

    ISBN:730901363

    作者:郑永令

    出版日期:2003-10-04

    版次:1

    开本:32开

    简介:

    本书是《普通物理学教程丛书》中的一种,是作者在给复旦大学物理系学生上课时所用的讲义基础上,经过多年实践不断修改而成的。全书十章分为五篇,分别讲述质点力学、质点系力学与守恒定律、刚体与流体、振动和波、相对论等。全书显得内容清新、层次分明、注意了力学的历史发展及力学同其他学科的联系,使可读性和开拓性都很好. 全书分上、下两册出版,可供综合性大学或工科大学作为普通物理学的力学教科书或主要教学参考书.

    目录:

    (上册)

    前言

    作者的话

    第一篇质点力学

    第一章质点运动学

    1.1参照系

    空间时间与运动参照系和坐标系时间标准和长度标准

    1.2质点

    1.3位矢、速度和加速度

    质点的位矢和运动方程速度加速度位矢、速度、加速度

    的相互关系位矢、速度、加速度在直角坐标系中的分量形式

    位矢速度和加速度相互关系的进一步讨论例题

    1.4切向加速度和法向加速度

    1.5速度与加速度在平面极坐标中的表示

    平面极坐标极坐标中的位矢、速度和加速度例题

    1.6相对运动

    动参照系作匀速直线运动,绝对速度、相对速度和牵连速度

    动参照系作任意方式的平动,绝对加速度、相对加速度与牵连

    加速度动参照系作匀角速转动,科里奥利加速度例题

    1.7哈勃定律与宇宙膨胀

    奥伯斯佯谬与多普勒红移哈勃定律,宇宙的年龄与大小银河系

    是宇宙的中心吗?

    思考题

    附录1A伽里略对落体和抛体运动的研究

    习题

    第二章牛顿运动定律

    引言

    2.1牛顿运动定律

    第一定律与惯性参照系第二定律第三定律

    2.2单位制与量纲

    单位制基本量与导出量量纲

    2.3常见的力

    力的基本类型接触力和非接触力引力和重力弹性力摩

    擦力洛仑兹力

    2.4牛顿定律的运用

    质点动力学基本问题约束例题

    2.5力学相对性原理和伽里略坐标变换

    力学相对性原理伽里略坐标变换例题

    2.6非惯性系与惯性力:平动加速系中的平移惯性力

    平移惯性力潮汐现象的解释厄缶实验例题

    2.7非惯性系与惯性力:匀速转动参照系中的离心力和

    科里奥利力

    离心力离心机原理重量和纬度的关系银河系的自转

    科里奥利力例题惯性的本质是什么?

    思考题

    附录2A牛顿与他的《原理》

    习题

    第二篇守恒定律与质点系动力学

    第三章动量

    3.1动量与动量定理

    冲量质点动量定理质点系动量定理几点说明例题

    3.2质心与质心运动定律

    质心质心的位置体系动量定理与质心运动定律例题

    几点说明

    3.3动量守恒定律

    动量守恒定律几点说明质心坐标系例题

    3.4变质量物体的运动

    变质量体系的含义运动方程的导出讨论火箭的运动

    例题

    思考题

    习题

    第四章功与能

    4.1功与功率

    作用于单个质点的力的功作用于质点系的力的功、外力的功

    和内力的功几种力的功例题

    4.2质点动能定理

    质点动能定理由动能定理求解物体的运动质点动能定理与

    参照系的关系例题

    4.3质点系动能定理

    质点系动能定理质点系动能定理与质点系动量定理的比较

    例题

    4.4质点系的势能

    保守力与非保守力质点系的势能几种势能势能曲线例题

    4.5机械能和机械能守恒定律

    质点系的功能原理和机械能守恒定律质点在保守力场中的机

    械能和机械能守恒定律几点说明例题

    4.6宇宙膨胀动力学

    退行速度开宇宙、平宇宙与闭宇宙

    4.7质心系中的功能定理和机械能守恒定律

    质点系动能和质心动能’一般质心系中的功能定理和机械能守恒定

    律例题

    4.8碰撞

    正碰斜碰碰撞和质心坐标系例题

    思考题

    习题

    第五章角动量

    5.1力矩

    力矩的定义作用于质点的力矩和作用于质点系的力矩

    5.2质点角动量定理

    质点的角动量质点角动量定理质点角动量守恒例题

    5.3质点系角动量定理

    质点系角动量定理质点系角动量守恒银河系为什么是扁的?

    潮汐与日长的持续性增长例题

    5.4质心系中的角动量定理

    质心系中的角动量定理质心系中的角动量守桓体系角动量

    和质心角动量

    5.5质点在有心力场中的运动开普勒定律

    有心力有心力场中质点运动的一般特征有效势能与轨道特

    征向行星发射人造天体行星运动的开普勒定律两体问题

    相关文献

    扩展阅读
    1大科普网
    2力学研究
    3力的合成与分解公式

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