普通物理 力学

本书以力学基本理论为主体，系统阐述基本概念、规律、典型现象和主要应用，适度介绍学科近期新研究成果和进展。作为新形态教材，本书在承袭传统纸质教材的基础上，将文字叙述、授课视频、动画、演示实验等内容有机地结合为一体。除绪论和附录之外，全书共10章，包括质点运动学、牛顿运动定律、动量与角动量、功和能、万有引力、刚体力学、连续体力学、机械振动、机械波、相对论。各章后附有提要、思考题和习题，书末附有习题参考答案。此外，与本书配套的学习指导书—— 《〈普通物理力学〉学习指导与习题解答》也已同步出版发行。本书可作为高等院校理工科专业力学课程的教材或教学参考书。

前言
绪论001
0.1物理学与力学001
0.2单位制与量纲002
0.3估算006
0.4致学习者009
第1章质点运动学011
1.1位置矢量位移011
1.1.1位置矢量质点运动方程011
1.1.2位移014
1.2速度015
1.2.1平均速度015
1.2.2瞬时速度015
1.3加速度018
1.3.1平均加速度018
1.3.2瞬时加速度018
1.4相对运动022
1.5典型运动023
1.5.1匀加速运动023
1.5.2圆周运动026
1.5.3一般平面曲线运动032
本章提要034
思考题037
习题037
第2章牛顿运动定律041
2.1牛顿运动定律概述041
2.1.1牛顿第一定律041
2.1.2牛顿第二定律042
2.1.3牛顿第三定律045
2.2自然界中的相互作用045
2.2.1自然界中的基本相互作用045
2.2.2常见力048
2.3牛顿运动定律的应用053
2.4力学相对性原理056
2.5非惯性系与惯性力058
2.5.1直线加速参考系中的惯性力058
2.5.2惯性离心力061
2.5.3科里奥利力062
本章提要067
思考题068
习题068
第3章动量与角动量073
3.1力的冲量073
3.1.1冲量073
3.1.2平均冲力074
3.2动量定理075
3.2.1质点的动量定理075
3.2.2质点系的动量定理076
3.3动量守恒定律及应用078
3.3.1动量守恒定律078
3.3.2火箭飞行原理079
3.4质心084
3.4.1质心的位置矢量084
3.4.2质心的运动086
3.4.3质心系087
3.5角动量088
3.5.1质点的角动量088
3.5.2力矩090
3.5.3角动量定理092
3.5.4角动量守恒定律095
本章提要096
思考题098
习题098
第4章功和能102
4.1功102
4.1.1恒力的功102
4.1.2变力的功102
4.1.3合力的功104
4.1.4功率104
4.2动能动能定理106
4.2.1质点的动能定理106
4.2.2质点系的动能定理107
4.2.3一对力的功108
4.2.4柯尼希定理109
4.3保守力与势能113
4.3.1保守力与非保守力113
4.3.2势能114
4.3.3由势能求保守力116
4.4功能原理机械能守恒定律118
4.4.1质点系的功能原理118
4.4.2质心系中的功能原理119
4.4.3机械能守恒定律120
4.5碰撞122
4.5.1一维碰撞122
4.5.2二维与三维碰撞127
4.5.3质心系中的两体碰撞130
本章提要135
思考题137
习题137
第5章万有引力141
5.1开普勒定律141
5.2万有引力定律142
5.2.1万有引力定律的建立142
5.2.2引力常量G145
5.2.3引力质量与惯性质量146
5.2.4地球自转对重力的影响148
5.3引力场149
5.3.1引力场的描述149
5.3.2引力场中的高斯定理及其应用151
5.4引力势能155
5.4.1引力势能的表达式155
5.4.2宇宙速度156
5.5万有引力定律对开普勒运动的解释159
5.5.1开普勒定律导出万有引力定律159
5.5.2万有引力定律对开普勒运动的解释及推广161
5.5.3有效势能的应用164
5.6潮汐力和洛希极限169
5.6.1潮汐力169
5.6.2洛希极限173
本章提要175
思考题177
习题178
第6章刚体力学181
6.1刚体的运动与描述181
6.1.1平动与转动181
6.1.2角速度与角加速度182
6.1.3刚体的转动惯量186
6.1.4刚体定轴转动的角动量190
6.2刚体定轴转动定律及其应用191
6.2.1刚体定轴转动定律191
6.2.2刚体定轴转动定律的应用194
6.3刚体定轴转动的角动量定理与角动量守恒定律196
6.3.1角动量定理196
6.3.2角动量守恒定律197
6.4刚体定轴转动的功和能199
6.4.1力矩的功200
6.4.2刚体定轴转动的机械能200
6.4.3刚体定轴转动动能定理201
6.5刚体平面运动203
6.5.1刚体平面运动的运动学描述203
6.5.2刚体平面运动动力学209
6.6进动215
6.6.1回转仪及其定轴性215
6.6.2回转仪的进动216
6.6.3地球的进动与岁差219
6.7刚体的平衡221
本章提要223
思考题227
习题228
第7章连续体力学233
7.1固体的弹性233
7.1.1应力和应变——胡克定律234
7.1.2胡克定律以外240
7.2流体静力学242
7.2.1压强——帕斯卡原理242
7.2.2浮力——阿基米德原理246
7.2.3表面张力249
7.3流体的流动253
7.3.1关于理想流体的几个基本概念254
7.3.2伯努利方程256
7.3.3流体的黏性261
*7.3.4湍流265
本章提要266
思考题268
习题269
第8章机械振动272
8.1简谐振动及其运动学特征272
8.1.1简谐振动的运动学描述273
8.1.2简谐振动的特征量274
8.1.3简谐振动的几何描述旋转矢量276
8.1.4相位差277
8.2简谐振动动力学方程与实例279
8.2.1简谐振动的受力特点279
8.2.2简谐振动实例279
8.3简谐振动的能量284
8.3.1动能与势能284
8.3.2机械能285
8.4阻尼振动287
8.4.1位移随时间变化的关系287
8.4.2品质因数290
8.5受迫振动与共振291
8.5.1受迫振动291
8.5.2共振294
8.5.3受迫振动的能量295
……