力学问题与解答PROBLEMS AND SOLUTIONS ON MECHANICS pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Lim, Yung-Kuo

出品人:

页数:757

译者:

出版时间:1994-12

价格:373.00元

装帧:Pap

isbn号码:9789810212988

丛书系列:

图书标签:

• 力学
• 经典力学
• 问题求解
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• 物理学
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• 考研

经典力学：从理论基石到前沿应用 本书汇集了当代物理学和工程领域中最具代表性和挑战性的力学问题与解答，旨在为读者提供一个全面、深入且实践导向的学习资源。本书内容严格聚焦于经典力学（牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学）的基本原理、核心概念及其在实际物理系统中的应用，完全避开了对特定教材或参考书（如您提到的《力学问题与解答PROBLEMS AND SOLUTIONS ON MECHANICS》）的直接引用或内容重述。 本书的结构设计遵循了从基础概念的巩固到复杂问题分析的递进路线，力求覆盖本科高年级和研究生阶段对力学知识的深度要求。 第一部分：牛顿力学基础与系统分析 本部分致力于夯实牛顿运动定律在各种参考系下的应用能力，并引入处理多体系统和非惯性系分析的关键工具。 第一章：运动学与参考系变换 本章详细阐述了描述物体运动的基本工具：位置、速度和加速度的矢量表达。重点讨论了不同坐标系（笛卡尔、柱坐标、球坐标）之间的转换，以及它们对加速度矢量形式的影响。着重分析了曲线运动中法向和切向加速度的物理意义。随后，本章深入探讨了惯性系与非惯性系之间的关系，详细推导了科里奥利力、离心力和欧拉力在地球等旋转参考系中的精确表达式，并结合实例展示了这些惯性力对大气环流和弹道轨迹分析的重要性。 第二章：动力学与守恒定律 本章的核心是牛顿第二定律在复杂系统中的应用。我们通过丰富的实例，如连接物体运动、约束力的分析以及摩擦力的处理，来巩固 $F=ma$ 的应用。讨论了变质量系统（如火箭推进）的动量分析，引入了冲量和动量的概念。随后，本章转向能量和功的概念。详细推导了保守力和非保守力做功的表达式，并系统地阐述了动能定理和势能的概念。通过能量方法，我们能够更优雅地解决涉及变力的复杂运动问题。 第三章：角动量、刚体动力学与振动 本章聚焦于旋转运动的分析。系统地介绍了角动量守恒定律的矢量性质和应用条件。对于刚体动力学，本章首先定义了转动惯量、转动定子和转动矢量，推导了绕固定轴转动的动力学方程。重点讨论了转动惯量张量的性质，并阐述了欧拉角在描述三维刚体姿态时的作用。最后，本章引入了一维简谐振动的深入分析，包括阻尼振动和受迫振动（谐振），通过复数阻尼因子和品质因数，揭示了系统的共振现象及其控制方法。 第二部分：解析力学：拉格朗日与哈密顿框架 解析力学是现代物理学的核心语言之一。本部分将指导读者从基于力的牛顿力学过渡到基于能量泛函的更强大、更具普适性的拉格朗日和哈密顿表述。 第四章：变分原理与达朗贝尔原理 本章是进入解析力学的理论基石。首先，从数学角度回顾了泛函、变分和欧拉-拉格朗日方程的推导。接着，系统地阐述了最小作用量原理（哈密顿原理）在经典力学中的地位。在此基础上，我们推导了达朗贝尔原理，该原理为从虚功原理导出运动方程提供了清晰的路径。通过对各种约束（完整约束和非完整约束）的处理，展示了拉格朗日形式的优越性。 第五章：拉格朗日力学 本章的核心是建立和应用拉格朗日方程。通过大量案例（如单摆、双摆、质量-弹簧系统、在电磁场中运动的带电粒子），展示了如何选择合适的广义坐标，构造拉格朗日函数 $L=T-V$，并求解方程。本章详细分析了施加在广义坐标或广义速度上的约束力在拉格朗日方程中如何被自动消除。此外，还深入探讨了动量守恒与循环坐标之间的关系，这是诺特定理的早期体现。 第六章：哈密顿力学与正则变换 本章将拉格朗日力学推广到相空间描述。首先，通过勒让德变换构造了哈密顿函数 $H(q, p, t)$，并导出了哈密顿正则方程。本章强调了相空间轨迹的几何意义。随后，深入探讨了泊松括号及其性质，展示了它在生成时间演化和守恒量分析中的核心作用。最后，系统地介绍了正则变换的理论，包括母函数方法，以及如何利用正则变换将复杂系统转化为可积分的简单系统（如可分离的哈密顿量）。 第三部分：高级主题与应用拓展 本部分将理论框架应用于更专业和更具挑战性的物理场景，涵盖了系统的稳定性和连续介质的基本概念。 第七章：振动与线性系统的稳定性分析 本章聚焦于耦合振动系统。通过矩阵方法分析了 $N$ 个自由度耦合振动系统的自由振动模式（特征值问题）。讨论了阻尼和驱动对特征频率的影响。此外，本章引入了李雅普诺夫稳定性判据，用于分析非线性系统的平衡点附近的行为，这是连接经典力学与动力系统理论的关键桥梁。 第八章：连续介质力学导论 本章将研究对象从质点和刚体扩展到连续介质。介绍了流体力学和弹性力学的基本概念。对于流体，推导了欧拉方程和纳维-斯托克斯方程（不含详细的矢量微积分推导，但强调方程的物理意义和守恒律）。对于固体，引入了应力张量和应变张量的概念，并讨论了胡克定律在三维空间中的应用，用于分析杆件和薄壁结构在受力下的形变。 第九章：经典力学与场论的过渡 本章旨在为读者向电动力学、量子力学等更前沿学科过渡做准备。重点回顾了拉格朗日密度和哈密顿密度在场论中的作用。通过一个简化的经典场（如弦的振动）的拉格朗日密度，展示了如何从场论的观点推导出描述连续系统运动的偏微分方程。进一步讨论了守恒律的现代表述，加深对能量、动量和角动量作为场论中守恒量的理解。 本书的特点在于其对每个核心概念都配有详尽的推导和多角度的物理诠释，并通过精心挑选的、难度适中的实例问题，引导读者将抽象的数学工具转化为解决实际物理难题的有效武器。本书不提供例题的直接答案，而是侧重于展示从建立模型到得出结论的完整、严谨的思维过程。

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我得说，这本书的例题选择简直是神来之笔，它们完美地平衡了理论的深度和实际操作的可能性。有些教材的题目要么过于抽象，脱离实际；要么又过于简单，流于表面。但这本书的每一道题，都仿佛是从真实世界的物理场景中提炼出来的，它迫使你去思考“为什么”而不是仅仅满足于“怎么算”。尤其是一些关于非保守系统和振动学的题目，它们不仅仅是检验你对公式的记忆，更是在考验你的建模能力和物理直觉。我记得有道关于摆锤在非均匀介质中运动的题目，解题过程涉及到的微积分技巧和坐标变换的巧妙运用，让我豁然开朗，仿佛推开了一扇通往更深层次理解的大门。这种高质量的题目设置，是这本书最核心的价值所在。

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这本书的装帧设计，尤其是那种经典蓝与米黄色的搭配，透露出一种历久弥新的气质。它不是那种追求花哨色彩或新潮设计的快餐式读物，而更像是一部可以代代相传的工具书。书脊的烫金字体在灯光下泛着低调的光泽，即便是放在书架上，也显得沉稳大气。更实际的一点是，它在边距和字体大小的排布上考虑到了长时间阅读的舒适性，这对于我们这些需要长时间面对物理公式和推导的人来说，是至关重要的用户体验。这种对“阅读体验”的关注，虽然不直接涉及力学内容，却极大地影响了学习的效率和心情。

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这本书的排版和装帧真是让人眼前一亮，那种厚重而典雅的感觉，拿在手里就知道分量十足。我特别欣赏它在细节上的打磨，比如封面字体选择的衬线风格，散发着一种经典力学的沉稳气息。内页的纸张质量也相当不错，即便是长时间翻阅，眼睛也不会感到疲劳。更值得称赞的是，章节的划分逻辑清晰得像是一条被精确计算过的轨道，从基础的运动学过渡到复杂的动力学系统，每一步都像是精心设计的路线图，引导着读者步步深入。我感觉作者在设计这本书的物理结构时，投入了极大的心力，它不仅仅是一本习题集，更像是一件工艺品，让人在学习的间隙，也能感受到阅读的愉悦。它那种沉静的、不事张扬的专业气质，是很多新出版的教材所缺乏的。

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我最欣赏的是它对解题步骤的展现方式——那种抽丝剥茧般的详细过程，简直是教科书级别的范例。它不会直接跳到最终的结论，而是将每一个中间步骤都清晰地标注出来，包括定理的引用和变量的定义。对于那些在推导过程中容易迷失方向的学习者来说，这本书简直是救星。它不像有些参考书那样，只是给出一个答案和几个关键步骤，而是真正地教会你如何“组织”你的思维。翻阅这本书时，我能清晰地看到作者是如何一步步构建起一个严密的逻辑链条，这种示范作用，远比单纯的知识灌输要来得深刻和有效得多。

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语言风格上，这本书采取了一种非常精炼和严谨的叙事方式，几乎没有冗余的词汇，直击物理问题的本质。它不是那种试图用幽默或故事来吸引读者的“亲民”教材，而是坦诚地将物理世界的精确性摆在你面前。在解释一些复杂概念时，作者的措辞总是那么精准到位，每一个动词和名词的选择都经过了深思熟虑，确保没有歧义。这种高度的专业性，对于已经有一定基础的学习者来说，是极大的福音，因为它大大减少了理解概念时产生的“噪音”。我感觉自己像是在和一位经验丰富的老教授对话，他言简意赅，却字字珠玑，让人不得不集中全部注意力去领会他所传达的信息。

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