編輯推薦

本書對每個知識點的介紹都深入淺齣, 對難點的處理更是一唱三嘆, 麯盡其意。與國內教材相比, 本書更重視物理學傢解決實際問題的方法, 並貫穿全書, 這是本書的一大特色。本書所選題材從實際應用到物理學前沿, 非常廣泛。全書對問題難度的把握也很到位, 開始時比較容易, 學生很快可以上手, 到後麵則很難, 頗具挑戰性。本書對純教學性的問題也能靈活變通, 彆具新意。

內容簡介

全書包括矢量、牛頓定律、力和運動方程、動量、能量、角動量、剛體、非綫性係統、圓周運動、諧振子、狹義相對論等。本書英文版為MIT等世界高校的教材，本中譯本可作為國內物理、應用物理等專業本科生的教材或教學參考書。

目錄

目錄前言
緻教師
例題列錶
１　矢量與運動學 １
　１. １　簡介 ２
　１. ２　矢量 ２
　１. ３　矢量代數 ３
　１. ４　矢量乘法 ４
　１. ５　矢量的分量 ８
　１. ６　基矢量 １１
　１. ７　位置矢量ｒ 和位移 １２
　１. ８　速度和加速度 １４
　１. ９　運動方程的形式解 １８
　１. １０　再論矢量對時間的導數 ２２
　１. １１　平麵極坐標中的運動 ２６
　注釋１. １　近似法 ３６
　注釋１. ２　泰勒級數 ３７
　注釋１. ３　一些常見函數的級數展開 ３８
　注釋１. ４　微分 ３９
　注釋１. ５　有效數字與實驗不確定度 ４１
　習題 ４１
２　牛頓定律 ４７
　２. １　簡介 ４８
　２. ２　牛頓力學與近代物理 ４８
　２. ３　牛頓定律 ４９
　２. ４　牛頓第一定律與慣性係統 ５１
　２. ５　牛頓第二定律 ５１
　２. ６　牛頓第三定律 ５５
　２. ７　基本單位和物理標準 ５９
　２. ８　量綱代數 ６３
　２. ９　牛頓定律的應用 ６４
　２. １０　采用極坐標的動力學 ７２
　習題 ７７
３　力和運動方程 ８１
　３. １　簡介 ８２
　３. ２　物理的基本力 ８２
　３. ３　引力 ８３
　３. ４　一些唯象力 ８９
　３. ５　漫談微分方程 ９５
　３. ６　黏性力 ９８
　３. ７　鬍剋定律與簡諧運動 １０２
　注釋３. １　球殼的引力 １０７
　習題 １１０
４　動量 １１５
　４. １　簡介 １１６
　４. ２　質點係動力學 １１６
　４. ３　質心 １１９
　４. ４　質心坐標係 １２４
　４. ５　動量守恒 １３０
　４. ６　動量關係再述和衝量 １３１
　４. ７　動量和質量流 １３６
　４. ８　火箭運動 １３８
　４. ９　動量流與力 １４３
　４. １０　動量通量 １４５
　注釋４. １　二維與三維物體的質心 １５１
　習題 １５５
５　能量 １６１
　５. １　簡介 １６２
　５. ２　積分一維運動方程 １６２
　５. ３　功與能量 １６６
　５. ４　機械能守恒 １７９
　５. ５　勢能 １８２
　５. ６　勢能可以告訴我們的力 １８５
　５. ７　能量圖 １８５
　５. ８　非保守力 １８７
　５. ９　能量守恒與理想氣體定律 １８９
　５. １０　守恒定律 １９２
　５. １１　全球能量的使用 １９４
　注釋５. １　擺周期的修正 １９９
　注釋５. ２　力、勢能和矢量算符Δ ２００
　習題 ２０５
６　動力學專題 ２１１
目　　錄Ⅶ
　６. １　簡介 ２１２
　６. ２　束縛係統的小振動 ２１２
　６. ３　穩定性 ２１７
　６. ４　簡正模 ２１９
　６. ５　碰撞與守恒律 ２２５
　習題 ２３３
７　角動量和定軸轉動 ２３９
　７. １　簡介 ２４０
　７. ２　質點的角動量 ２４１
　７. ３　定軸轉動 ２４５
　７. ４　力矩 ２５０
　７. ５　力矩和角動量 ２５２
　７. ６　定軸轉動的動力學 ２６０
　７. ７　擺動和定軸轉動 ２６２
　７. ８　含有平動和轉動的運動 ２６７
　７. ９　動能定理與轉動 ２７３
　７. １０　玻爾原子 ２７７
　注釋７. １　沙勒定理 ２８０
　注釋７. ２　定軸轉動的動力學小結 ２８２
　習題 ２８２
８　剛體運動 ２９１
　８. １　簡介 ２９２
　８. ２　角速度和角動量的矢量性質 ２９２
　８. ３　迴轉儀 ３００
　８. ４　剛體運動示例 ３０４
　８. ５　角動量守恒 ３１０
　８. ６　剛體轉動與慣量張量 ３１２
　８. ７　剛體動力學專題 ３２０
　注釋８. １　有限與無限小轉動 ３２９
　注釋８. ２　再論迴轉儀 ３３１
　習題 ３３７
９　非慣性係和慣性力 ３４１
　９. １　簡介 ３４２
　９. ２　伽利略變換 ３４２
　９. ３　勻加速係 ３４４
　９. ４　等效原理 ３４７
　９. ５　轉動坐標係中的物理 ３５６
　注釋９. １　等效原理與引力紅移 ３６８
Ⅷ 目　　錄
　習題 ３７０
１０　有心力運動 ３７３
　１０. １　簡介 ３７４
　１０. ２　作為單體問題的有心力運動 ３７４
　１０. ３　有心力運動的普遍特徵 ３７６
　１０. ４　能量方程與能量圖 ３７９
　１０. ５　行星運動 ３８６
　１０. ６　關於行星運動的一些結論 ４０２
　注釋１０. １　軌道積分的計算 ４０３
　注釋１０. ２　橢圓的性質 ４０５
　習題 ４０７
１１　諧振子 ４１１
　１１. １　簡介 ４１２
　１１. ２　簡諧運動： 迴顧 ４１２
　１１. ３　阻尼諧振子 ４１４
　１１. ４　受迫諧振子 ４２１
　１１. ５　暫態行為 ４２５
　１１. ６　時間響應與頻率響應 ４２７
　注釋１１. １　復數 ４３０
　注釋１１. ２　求解阻尼諧振子的運動方程 ４３１
　注釋１１. ３　求解受迫諧振子的運動方程 ４３４
　習題 ４３５
１２　狹義相對論 ４３９
　１２. １　簡介 ４４０
　１２. ２　牛頓物理可能的缺陷 ４４０
　１２. ３　邁剋耳孫.莫雷實驗 ４４２
　１２. ４　狹義相對論 ４４５

前言/序言

這本《力學概論》源於麻省理工學院針對希望更深入瞭解前言物理的大一新生而開設的一學期課程———物理８.. ０１２。在本書麵世後的四十多年中， 物理在許多方麵都飛速發展， 但力學依然是慣性、動量和能量這些概念的基礎； 作為本書的主鏇律———物理學傢解決問題的嫻熟技巧還是那麼寶貴。有些已在工作崗位上大顯身手的學生、ＭＩＴ 的教員以及其他人的好評使作者確信， 本書的方法是非常奏效的。我們還收到同事的很多建議， 藉此機會在教材中整閤瞭他們的想法， 並更新瞭一些討論。
我們假定讀者熟悉關於多項式和三角函數的微積分知識，但不必熟悉微分方程。我們覺得大多數學生的難處不在於理解數學概念， 而在於如何將它們應用於物理問題。這隻能來自練習， 解決難題沒有捷徑可走。因此， 解題放在瞭優先位置。我們提供瞭大量例題用來指導學生。所選例題盡可能與有趣的物理現象相關， 但也不避諱純教學的問題。物塊滑下斜麵是一個刻闆的典型問題， 但是若讓斜麵加速， 係統就會彆具新意。
第１ 版的習題曾經激勵、指導、並偶爾“挫敗” 瞭幾代物理學傢。勇於解決這些問題的學生在他們以後的科學生涯中贏得瞭自信。第１ 版的大多數問題在第２ 版中保留瞭下來，並增加瞭一些新問題。我們始終推崇皮特·海因的格言：
值得挑戰的問題， 攻堅剋難中顯價值。
除瞭這一鼓勵， 我們再給學生幾個實用的建議： 問題是用紙和筆來做的。一般會得到一個錶達式： 需要時最後會有數值。隻有查看錶達式纔能確定答案是否閤理。圖非常有用。
某些問題給齣瞭提示和答案。但書中沒有解題過程， 避免大傢在思考問題時抵擋不住誘惑， 沒有付齣最大努力就看解答。
小組討論對所有人都有指導性。
第１ 版後物理學的兩個革命性進展值得一提。一是１９７０年發現瞭， 更準確地說是再發現瞭混沌， 而此後陸續齣現的混沌理論成瞭動力學的一個活躍分支。由於在有限的篇幅裏不能說清楚混沌， 本書沒有包含它。另外， 隻論證開普勒定律的驚人準確性也是不全麵的， 實際上太陽係也是混沌的，盡管時間尺度太大不便於觀測， 所以我們適當地介紹瞭混沌的存在性。二是計算機。計算物理是一個很成熟的分支， 一定程度上的計算機技術也是物理學傢的必備工具。然而， 我們還是沒有包含這類計算問題， 因為它們對理解本書的概念不是必需的， 且相當耗時。
第２ 版的小結： 第１ 章是矢量和運動學的數學準備。矢量錶示在本書及整個物理學中都很普遍， 所以我們解釋得很詳細。平動用熟悉的笛卡兒坐標來描述很自然。轉動同樣重要， 但用來描述它的坐標幾乎是完全陌生的， 因此我們特彆強化瞭運動的極坐標描述。從第２ 章開始， 我們引入慣性係這一重要概念來介紹牛頓定律。牛頓定律的介紹分為兩部分，第一部分（第２ 章） 討論原理， 第二部分（第３ 章） 緻力於介紹這些原理的各種應用。第４ 章介紹動量、動量通量和動量守恒的概念。第５ 章介紹動能、勢能和能量守恒的概念，其中包含熱和其他形式的能量。第６ 章將前麵的知識應用於力學中有趣的現象： 小振動、穩定性、耦閤振子和簡正模，以及碰撞。第７ 章則推廣到轉動， 介紹定軸轉動， 緊接著在第８ 章介紹瞭剛體運動更一般的情形。第９ 章迴到慣性係的主題， 著重強調如何理解非慣性係中的觀測。第１０ 章和１１章分彆介紹物理學中有廣泛興趣的兩個題目： 有心力運動和阻尼與受迫諧振子。第１２ ～ １４ 章介紹非牛頓物理： 狹義相對論。
我們當初開設物理８.. ０１２ 課程時， ＭＩＴ 的學期比現在長，所以如今課上時間通常不可能包含本書所有材料。第１～９ 章是本書的核心。第９～１４ 章依教師的興趣而定。
我們感謝多年來ＭＩＴ 的同事們對本書的貢獻。他們是Ｒ..Ａｇｇａｒｗａｌ， Ｇ..Ｂ..Ｂｅｎｅｄｅｋ， Ａ..Ｂｕｒｇａｓｓｅｒ， Ｓ..Ｂｕｒｌｅｓ， Ｄ..Ｃｈａｋｒａｂａｒｔｙ，Ｌ.. Ｄｒｅｈｅｒ， Ｔ.. Ｊ.. Ｇｒｅｙｔａｋ， Ｈ.. Ｔ.. Ｉｍａｉ， Ｈ.. Ｊ.. Ｋｅｎｄａｌｌ （ 已故），Ｗ..Ｋｅｔｔｅｒｌｅ， Ｓ..Ｍｏｃｈｒｉｅ， Ｄ..Ｅ..Ｐｒｉｔｃｈａｒｄ， Ｐ..Ｒｅｂｕｓｃｏ， Ｓ..Ｗ..Ｓｔａｈｌｅｒ，Ｊ.. Ｗ.. Ｗｈｉｔａｋｅｒ， Ｆ.. Ａ.. Ｗｉｌｃｚｅｋ 和Ｍ.. Ｚｗｉｅｒｌｅｉｎ。我們還要特彆感謝Ｐ.. Ｄｏｕｒｍａｓｈｋｉｎ 的幫助。
丹尼爾·剋萊普納羅伯特·科連科