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出版者:机械工业出版社

作者:陈定明 编

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:2003-4

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787111098560

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
• 电路分析
• 实训
• 电力系统
• 电工基础
• 电子技术
• 电气设备
• 自动化
• 理论与实践
• 技能培训

经典力学导论：理论基础与前沿应用 本书旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的经典力学学习体验。我们聚焦于力学这门基础物理学科的理论核心、数学框架及其在现代科学与工程中的广泛应用，力求搭建起从牛顿定律到拉格朗日与哈密顿力学的坚实桥梁。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性与教学的启发性，适合作为大学物理系本科生、工程力学专业学生以及致力于深化理论物理基础的研究生和科研人员的教材或参考书。 第一部分：牛顿力学的基础构建与拓展（Foundation and Extension of Newtonian Mechanics） 本部分将从最基本的运动概念出发，系统地梳理和深化读者对牛顿力学的理解。 第一章：运动学的复习与深化 我们首先回顾了质点运动的描述，包括直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的位置、速度和加速度矢量。重点在于理解自然坐标系（Normal and Tangential Coordinates）的优势，特别是在分析曲线运动时，如何利用切向和法向加速度分量来揭示力的本质。随后，引入了刚体的基本运动概念，如平动、转动和绕固定轴转动的描述，为后续处理复杂系统奠定基础。 第二章：牛顿定律的严谨表述与应用 牛顿第二定律 $ mathbf{F} = mmathbf{a} $ 不仅仅是一个方程，它代表了一种对惯性参考系中物体间相互作用的深刻理解。本章详细探讨了惯性系与非惯性系的区别与联系。在非惯性系中，我们引入了惯性力（如科里奥利力和离心力）的概念，并详细分析了它们在地球参考系中对弹道、水流和陀螺运动的影响。 第三章：功、能与守恒定律 本章是连接微积分与物理学的关键环节。我们从变力做功的积分定义出发，推导出动能定理。随后，系统地阐述了保守力的性质及其与势能函数的关系。机械能守恒定律作为最基本的宏观守恒定律，将通过大量实例（如弹簧振子、行星运动的近拱点和远拱点）进行深入剖析。 第四章：动量、角动量及其守恒 动量和角动量的概念推广了能量的概念，使其适用于更广泛的相互作用。我们详细分析了碰撞问题，包括弹性碰撞与非弹性碰撞，并特别关注质心运动的独立性。角动量定理 $ mathbf{M} = frac{dmathbf{L}}{dt} $ 的推导及其在处理旋转对称系统中的威力将被充分展示。本章的亮点是深入探讨了中心力问题——开普勒定律的严格推导及其在引力理论中的地位。 第二部分：从约束到分析力学（From Constraints to Analytical Mechanics） 本部分是本书理论深度的核心，将视角从直观的矢量运算转向更抽象、更强大的分析力学工具。 第五章：约束理论与广义坐标 在处理复杂的机械系统时，直接使用笛卡尔坐标往往过于繁琐。本章引入了约束的概念，区分了完整约束和非完整约束。随后，通过拉格朗日乘子法，我们探讨了如何处理显含时间和隐式的约束力。广义坐标的引入是分析力学的基石，它允许我们用最少数量的独立坐标来描述系统的构型空间。 第六章：拉格朗日力学（Lagrangian Mechanics） 拉格朗日力学基于最小作用量原理（或称哈密顿原理）。本章的核心是推导并精讲欧拉-拉格朗日方程，展示其如何将微分方程的求解转化为对标量函数——拉格朗日量 $ L = T - V $ 的变分运算。我们将应用此方法解决一系列经典难题，如双摆、圆锥摆和带约束的曲线运动，凸显其在处理约束系统时的简洁性。 第七章：守恒量、循环坐标与诺特定理 拉格朗日力学与守恒律之间存在深刻的联系。本章专门讲解循环坐标（Cyclic Coordinates）的概念，即那些在拉格朗日量中不显含的坐标。欧拉-拉格朗日方程的简化直接导出了守恒量（或称第一积分）。随后，我们将引出物理学中最优美的定理之一——诺特定理，阐述每一种连续对称性都对应一个守恒量，例如时间平移对称性对应能量守恒。 第三部分：深入场论与高级框架（Field Theory and Advanced Formalism） 本部分将视角从离散点系统扩展到连续介质，并引入哈密顿力学的结构。 第八章：连续介质的动力学 对于由大量粒子组成的系统，如液体或固体，我们采用场论的观点。本章定义了物质点的概念，引入了密度函数、流场以及描述连续介质形变的应力张量。通过将牛顿第二定律推广到微分形式，我们推导了欧拉方程（Euler Equation）用于描述理想流体，并讨论了应力-应变关系的基本概念。 第九章：哈密顿力学（Hamiltonian Mechanics） 哈密顿力学是分析力学的高级形式，它将系统的描述转移到相空间（由坐标 $ q_i $ 和动量 $ p_i $ 构成的空间）。本章的核心是勒让德变换，用于从拉格朗日量 $ L $ 导出哈密顿量 $ H $。我们推导了正则运动方程（哈密顿方程），并分析了泊松括号的代数结构，这是通向量子力学的关键桥梁。 第十章：泊松括号与正则变换 泊松括号 $ { f, g } $ 不仅是检验守恒量的重要工具，它还揭示了经典力学转变到量子力学中的对应关系。本章将详细讨论正则变换，即保持哈密顿方程形式不变的坐标和动量变换。我们将利用正则变换来求解复杂的系统，例如解决简谐振子的哈密顿形式问题。 结论与展望 全书通过严谨的数学推导和丰富的物理实例，构建了一个从宏观到微观、从直观到抽象的经典力学体系。本书的最终目标是培养读者利用对称性、守恒定律和变分原理来解决复杂力学问题的能力，为未来深入学习场论、量子力学和广义相对论打下坚实的基础。书中包含了大量的习题，旨在帮助读者巩固理论理解并提升实际的数学建模能力。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面的色彩搭配和字体选择都透露着一种严谨又不失活力的感觉。拿到手里，首先感受到的是它扎实的用料和精良的制作工艺，厚度适中，拿在手上沉甸甸的，预示着内容的丰富和深度。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，字迹工整，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。特别是那些图文排版，逻辑性极强，关键的电路图和示意图都经过精心绘制和布局，复杂的原理通过直观的图像得到了很好的诠释。这种对细节的关注，让初学者也能很快找到阅读的节奏，不会被密密麻麻的文字信息所淹没。我特别欣赏作者在章节划分上的匠心独到，从基础概念的建立到实际操作的深入，层层递进，过渡自然，让人感觉每一步学习都是在稳固地搭建知识的阶梯。光是翻阅目录和前言，就已经能感受到编者在内容组织上的深思熟虑，这绝对是一本值得细细品味的专业书籍。

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我必须提及这本书在图示和案例分析方面的卓越表现。许多技术书籍的通病在于图示过于简化或过于复杂，难以兼顾清晰度和信息量，但这本书在这方面做到了近乎完美的平衡。那些电路图，每一个元件的符号、连接方式都标注得异常精确，没有丝毫歧义，这对于需要进行实际线路搭建和故障排查的读者来说至关重要。而案例分析部分更是精彩绝伦，选取的问题既具有代表性，又紧贴行业前沿，从最基础的电源设计到更复杂的控制系统应用，每一个案例都像一个微缩的实战演练场。作者在分析案例时，步骤清晰，逻辑严密，从输入到输出，从故障现象到根本原因，层层剥茧，展现了一种教科书式的严谨分析思路。跟随书中的步骤走一遍，即使是面对一个全新的系统，也能迅速掌握分析问题的核心方法论，这种能力培养远比死记硬背公式来得有价值。

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这本书的语言风格非常具有个人特色，不同于那种冷冰冰的、程式化的技术手册。作者似乎把自己定位成一个经验丰富的导师，在关键难点处，总能适时地插入一些过来人的“忠告”或者“小窍门”。这些看似“题外话”的文字，实则蕴含着大量的实践智慧，它们帮助读者规避了许多在实际操作中容易踩的“坑”。比如在介绍焊接技术时，书中不仅讲解了正确的温度控制范围，还特别提醒了不同焊料在冷却速度上的差异对最终焊点强度的影响，这种细节的关注度是普通教材难以企及的。这种亲切而又不失专业的语调，使得阅读过程充满了互动感和探索欲，让人感觉不是在被动接受知识灌输，而是在进行一场与高手的深入交流。对于自我学习者而言，这种鼓励探索、注重经验传递的写作手法，无疑是保持学习动力的强大助推剂。

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这本书在理论阐述上达到了一个极高的水准，它不仅仅是简单地罗列公式和定律，而是深入挖掘了现象背后的物理机制。作者的文字功底非常深厚，面对高深的电磁学理论和复杂的半导体物理，依然能用深入浅出、引人入胜的方式进行讲解。举例来说，对于交流电路中的相位差问题，书中不仅仅给出了数学推导，还辅以生动的类比，让抽象的概念变得具体可感。这种讲解方式极大地降低了学习的认知门槛，让那些原本望而生畏的知识点变得触手可及。更难能可贵的是，作者在行文中处处体现出对工程实践的深刻理解，理论指导实践的脉络清晰可见，读完一段，总能联想到现实世界中某个具体设备的工作情景。对于希望打下坚实理论基础，将来能进行创新性工作的读者来说，这本书的理论深度无疑是一笔宝贵的财富，它培养的不是简单的操作者，而是能够思考和解决问题的工程师。

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这本书的内容覆盖面和知识体系的构建展现出极强的系统性和前瞻性。它并没有仅仅停留在传统的直流/交流基础理论上，而是巧妙地融入了现代电子技术的一些核心概念，比如对新兴的数字控制接口和传感器技术也有所涉猎，这使得这本书的生命力大大延长，即便是未来几年技术有所迭代，其核心基础知识依然牢不可破。我尤其欣赏作者在整合不同技术领域知识时的宏观视野，没有割裂地看待各个模块，而是展示了它们之间如何相互依赖、协同工作，形成一个完整的电工系统。这种“大局观”的培养，对于培养具备全面系统思维的专业人才至关重要。它不仅仅是一本技能书，更像是一份构建现代电气工程知识框架的蓝图，为后续更深层次的专业学习铺设了最坚实、最宽广的道路。

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