A Crash Course in Forces and Motion with Max Axiom, Super Scientist pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Capstone Pr Inc

作者:Sohn, Emily/ Erwin, Steve (ILT)/ Barnett, Charles, III (ILT)

出品人:

页数:32

译者:

出版时间:2007-1

价格:$ 8.98

装帧:Pap

isbn号码:9780736878906

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 科学
• 力学
• 运动
• 青少年读物
• 科普
• 实验
• Max Axiom
• 超级科学家
• 教育

引言：一场关于宇宙基本律动的探险 你是否曾仰望星空，惊叹于行星的运行轨迹？是否曾感受过微风拂过脸颊，好奇它从何而来？是否曾目睹过壮观的瀑布倾泻而下，思考是什么力量让这一切发生？物理学，这门古老而又充满活力的学科，正是探寻这些宇宙基本律动，理解我们周围世界运行法则的钥匙。它揭示了物体如何运动，为何运动，以及它们之间如何相互作用。本书将带你踏上一段激动人心的旅程，深入探索力与运动的奇妙世界。我们将一同剖析那些塑造了我们所熟悉宇宙的根本原则，从日常生活中看似微不足道的现象，到宇宙尺度上令人费解的奥秘。 第一章：运动的轨迹——理解位移、速度与加速度 在我们开始之前，首先需要理解“运动”本身意味着什么。运动并非独立存在，它是相对于某个参照物而言的。比如，我们说一辆汽车在前进，这是相对于地面而言的。本书的第一章将聚焦于描述运动的核心概念：位移、速度和加速度。 位移（Displacement）：位移是描述物体位置变化的物理量，它不仅包含物体移动的距离，还包含移动的方向。想象一下，你从家走到公园，然后又绕了一段路回家。虽然你走了不少路，但你的最终位移却是零，因为你的起点和终点是同一个地方。我们将学习如何用向量来精确地表示位移，理解它与路程的区别。 速度（Velocity）：速度则是在单位时间内物体位置变化的快慢程度，它同样是一个向量，包含大小（速率）和方向。汽车的速度表显示的是速率，但真正的速度还需要考虑车辆行驶的方向。我们将探讨平均速度和瞬时速度的概念，以及它们在不同情境下的应用。 加速度（Acceleration）：当物体的速度发生变化时，我们就说它产生了加速度。加速度可以是速度的增加（加速），也可以是速度的减小（减速），或者是速度方向的改变。比如，当你踩下油门时，汽车的速度会增加，产生正加速度；而当你踩下刹车时，汽车的速度会减小，产生负加速度（减速）。我们将深入理解加速度的含义，以及它如何影响物体的运动状态。 通过对这三个基本概念的深入理解，我们将为后续更复杂的力学分析打下坚实的基础。我们将看到，即使是最复杂的运动，都可以分解为这些基本运动状态的组合。 第二章：力的召唤——探索各种形式的力 运动并非凭空发生，背后总有“力”在驱动。力，是能够改变物体运动状态（包括速度的大小和方向）或导致物体发生形变的原因。本章将全面介绍各种常见的力和它们的作用方式。 重力（Gravity）：最普遍的存在就是重力，它是物体之间由于质量而产生的吸引力。地球的重力将我们牢牢地固定在地面上，苹果之所以会落下，也是因为受到了地球的重力。我们将探讨万有引力定律，理解引力的大小与物体质量和它们之间距离的关系，并了解引力在天体运动中的关键作用。 摩擦力（Friction）：当我们试图让物体运动时，总是会遇到一个阻碍——摩擦力。摩擦力是接触面之间相互作用产生的力，它总是与相对运动趋势或运动方向相反。例如，鞋底与地面之间的摩擦力让我们能够行走，而汽车轮胎与地面之间的摩擦力则能让车辆加速和减速。我们将区分静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力，并分析它们在不同场景下的影响。 弹力（Elastic Force）：当物体发生弹性形变时，会产生一种试图恢复原状的力，这就是弹力。橡皮筋被拉伸后会收缩，弹簧被压缩后会反弹，这些都是弹力的体现。我们将学习胡克定律，了解弹力的大小与形变程度的关系。 支持力（Normal Force）：当一个物体放在另一个物体表面上时，表面会对该物体产生一个垂直于表面的力，称为支持力。例如，你坐在椅子上，椅子就会给你一个向上的支持力，抵消重力，让你保持平衡。 推力与拉力（Push and Pull Forces）：这些是最直观的力，它们是由于直接接触而产生的。推椅子、拉绳子，这些都是推力和拉力的例子。 我们将通过丰富的例子，让读者直观地理解这些力的概念，并学习如何运用力的矢量性来分析物体的受力情况。 第三章：牛顿的法则——运动的基石 如果没有艾萨克·牛顿爵士，我们对力与运动的理解将停滞不前。他的三大运动定律是经典力学的基础，揭示了力和运动之间的精确关系。本章将深入剖析这三条颠覆性的定律。 牛顿第一定律（惯性定律）： 任何物体都要保持静止或匀速直线运动的状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这句话看似简单，却蕴含着深邃的物理智慧。它告诉我们，物体天生倾向于维持其原有的运动状态，除非受到外力的干预。我们将探讨惯性的概念，以及它在生活中的体现，例如汽车突然刹车时，人会向前倾。 牛顿第二定律（加速度定律）： 物体的加速度与作用在其上的净外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与净外力的方向相同。这个定律为我们提供了一个计算物体运动状态变化的定量工具：F = ma。我们将学习如何计算净外力，理解质量与惯性的关系，并运用此定律解决各种复杂的运动问题，从投掷一个物体到计算行星的运行。 牛顿第三定律（作用力与反作用力定律）： 每一个作用力，都存在一个大小相等、方向相反的反作用力。当你推墙时，墙也在推你；你向前划船，水也在向后推船。我们将深入理解作用力与反作用力的成对出现，以及它们如何影响物体的运动。 牛顿的三大定律是理解所有经典力学现象的关键，我们将通过大量的例题和实际应用，帮助读者掌握这些定律的精髓。 第四章：功、能与功率——能量的转换与守恒 当力作用在物体上并使其发生位移时，我们就说这个力做了功。功与能量紧密相连，能量是物体做功的能力。本章将探讨功、能及其之间的关系，并揭示能量守恒这一重要的物理原理。 功（Work）：功的定义是力与位移的乘积（在力与位移方向相同的情况下）。你搬动一个箱子，你对箱子做了功。然而，你举起箱子但箱子没有移动，那么你做的“功”在物理学上是零。我们将学习如何计算不同情况下做的功，以及功的单位。 动能（Kinetic Energy）：运动的物体具有动能，它是物体由于运动而产生的能量。运动的物体速度越大，质量越大，其动能也越大。我们将了解动能的计算公式，并探讨动能如何随着速度的变化而变化。 势能（Potential Energy）：势能是物体由于其位置或状态而储存的能量。例如，放在高处的物体具有重力势能，被压缩的弹簧具有弹性势能。我们将区分重力势能和弹性势能，并理解它们是如何被储存和释放的。 能量守恒定律（Law of Conservation of Energy）：这是一个极为重要的物理学原理，它指出，在孤立的系统中，能量的总量保持不变，只会从一种形式转化为另一种形式。例如，一个自由落体的物体，其重力势能转化为动能。我们将通过分析各种能量转化过程，深刻理解能量守恒定律的应用。 功率（Power）：功率是做功的快慢程度，即单位时间内做的功。一个人能迅速举起重物，说明他功率大。我们将学习功率的计算和单位。 理解功与能的概念，以及能量如何转换和守恒，是理解更广泛物理现象的基础。 第五章：圆周运动与振动——动态的和谐 除了直线运动，物体还会进行圆周运动和振动。这些看似复杂的运动，同样遵循着基本的物理规律。 圆周运动（Circular Motion）：当物体沿着圆周路径运动时，我们就说它在进行圆周运动。例如，行星绕恒星公转，洗衣机里的衣服旋转。圆周运动需要一个指向圆心的力，即向心力。我们将探讨向心力的大小和方向，以及它与速度和半径的关系，并分析离心力（惯性效应）的概念。 简谐振动（Simple Harmonic Motion, SHM）：简谐振动是一种特殊的周期性振动，其回复力与位移成正比且方向相反。钟摆的摆动、弹簧的振动在一定程度上都属于简谐振动。我们将了解振幅、周期和频率等描述振动的参数，并分析简谐振动的特性。 通过对圆周运动和振动的研究，我们将拓展对物体运动形式的理解，发现隐藏在各种周期性现象背后的规律。 结语：探索永无止境 力与运动的奥秘，是物理学中最基础也最迷人的部分。从微观粒子的运动到宏观天体的运行，无不遵循着这些基本法则。本书只是开启了你探索物理世界大门的钥匙，愿你怀揣着好奇心，继续在这片广阔的知识海洋中畅游。对力与运动的理解，不仅能帮助我们认识世界，更能激发我们对科学的兴趣，培养严谨的思维方式，为解决现实世界中的各种挑战提供强大的工具。每一次的仰望星空，每一次的细微观察，都可能带给你新的启示。物理学的美，就在于它能用简洁的语言，解释宇宙间最复杂、最壮观的现象。愿你的科学探索之旅，充满发现与乐趣！

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