基础力学PDF电子书下载

绪论 1

一、什么是力学 1

二、参考系与坐标系 2

三、时间、空间的计量和数量级 3

小结 4

第1章 质点运动学 6

1.1 描述质点运动的概念 6

1.2 直线运动 8

一、直线运动 8

二、直线运动学方程的求解 9

1.3 平面运动 11

一、运动的叠加原理 11

二、平面直角坐标系 11

三、平面极坐标 12

1.4 自然坐标 14

1.5 相对运动问题 16

一、相对运动关系 16

二、伽利略变换 17

小结 18

思考题 19

习题 21

第2章 牛顿运动定律 25

2.1 牛顿运动定律 25

一、牛顿第一运动定律 25

二、牛顿第二运动定律 26

三、牛顿第三运动定律 28

二、国际单位制（SI） 29

2.2 力学单位制与量纲 29

一、基本量与导出量 29

三、量纲 30

2.3 力学中常见的几种为 31

一、弹性力 31

二、摩擦力 32

三、万有引力与重力 34

2.4 牛顿定律应用举例 37

2.5 伽利略相对性原理与非惯性系 42

一、伽利略相对性原理 42

二、牛顿定律对伽利略变换的不变性 44

三、非惯性参考系 44

2.6 牛顿运动定律的适用范围 51

小结 53

思考题 54

习题 56

阅读材料 牛顿和万有引力定律的发展 59

第3章 动量定理和动量守恒定律 62

3.1 质点和质点组动量定理 62

一、质点的动量定理 62

二、质点组的动量定理和质心运动定理 63

三、动量守恒和动量守恒定律 67

3.2 变质量问题 69

小结 71

思考题 72

习题 73

阅读材料 潮汐 76

4.1 功的概念 80

第4章 动能定理和机构能守恒定律 80

4.2 保守力与势能 84

一、保守力作功与路径无关，还等于势能的减少 84

二、保守力沿闭合路径一周作功为零 86

三、势能曲线 87

四、保守系具有时间反演不变性 89

4.3 动能定理 90

一、质点的动能定理 90

二、质点组的动能公式——柯尼希定理 91

三、质点组的功能定理和机械能定理 92

4.4 机构能守恒及能量守恒定律 95

一、球的对心碰撞 97

4.5 两体碰撞 97

二、碰撞的作用 100

小结 104

思考题 105

习题 106

第5章 解动量定理和角动量守恒定律 113

5.1 矢量的矩 113

一、矢量对点的矩 113

二、矢量对轴的矩 114

5.2 角动量定理和角动量守恒定律 115

一、质点的争动量定理 115

二、质点组的角动量定理 117

三、角动量公式和质心系角动量定理 119

四、角动量守恒定律 120

5.3 对称性与守恒定律 121

一、势能对时间平移变换的不变性导致机械能量守恒定律 122

二、势能对空间平移变换的不变性导致动量守恒定律 122

三、势能对空间旋转变换的不变性导致角动量守恒定律 123

小结 123

思考题 124

习题 126

第6章 刚体力学 128

6.1 刚体运动学 128

一、刚体的平动 129

二、刚体的转动和定轴转动 129

三、刚体的平面运动 132

6.2 刚体上力系的化简 134

二、力的等效平移 135

一、作用于刚体上的力是可滑移矢量 135

三、力系的化简 136

6.3 刚体定轴转动的动力学方程 139

一、定轴转动中刚体的角动量 139

二、刚体定轴转动的角动量定理 139

三、刚体对轴的转动惯量的性质和求法 140

四、刚体定轴转动中的动量定理 143

五、定轴转动中的动能定理 145

6.4 刚体平面运动的动力学方程 148

一、刚体平面运动的基本动力学方程 148

二、刚体平面运动中的角动量和动能 150

三、对瞬时转动轴的转动定理 153

6.5 刚体平衡方程 156

6.6 滚动磨擦 159

6.7 回转仪 160

小结 162

思考题 164

习题 167

第7章 固体的弹性 173

7.1 弹性体的应力和应变 174

一、应力和应变的分类 174

二、胡克定律和弹性势能密度 176

7.2 梁的弯曲和柱的扭转 179

一、直梁的承重弯曲 179

二、圆柱体的扭转 180

小结 182

习题 183

思考题 183

第8章 流体力学 185

8.1 流体静力学 185

一、静流体中的压强 185

二、重力场中静流体内的压强分布 186

8.2 流体的流动 190

一、迹线、流线、流管和定常流动 190

二、流量和不可压缩流体的连续性原理 191

8.3 理想流体的伯努利方程 192

8.4 流体定常流动的反作用力 196

8.5 粘滞流体的流动 198

一、粘滞定律 198

二、泊肃叶公式 199

三、不可压缩流体定常流动的功能关系 201

四、层流、湍流和雷诺数 202

8.6 物体在粘滞流体中运动时所受的力 204

一、曳引力 204

二、流体的升力 206

小结 208

思考题 209

习题 213

第9章 机械振 215

9.1 简谐振动 215

一、简谐振动的运动学特征 216

二、简谐振动的动力学判据（定义） 217

三、简谐振动的能量特征 221

一、同频率简谐振动的合成 223

9.2 振动的合成与分解 223

二、不同频率简谐振动的合成 224

三、振动的分解 227

9.3 阻尼振动和受迫振动 228

一、阻尼振动 228

二、受迫振动 230

9.4 自激振动和参数振动 234

一、自激振动 234

二、参数振动 238

小结 239

思考题 241

习题 242

阅读材料机械振动与混沌 245

一、弹性和非弹性波 255

10.1 波的一般概念 255

第10章 机械波 255

二、行波的描述 257

三、惠更斯定理 259

10.2 平面简谐波 260

一、平面简谐波的波函数 260

二、波的能量 262

三、平面行波的分解 265

10.3 波动方程和波速 265

一、波动方程 265

二、色散与群速 269

10.4 波的叠加原理 干涉 272

一、波的叠加原理 272

二、波的干涉 273

10.5 驻波 274

一、驻波的特征 274

二、驻波的实现 276

10.6 声波 279

一、声源与驻波 280

二、描述声波的有关物理量 281

三、与听觉有关的量 284

10.7 多普勒效应 287

一、静止波源 288

二、运动波源 288

三、马赫锥和击波 289

小结 291

思考题 294

习题 296

第11章 相对论初步 299

11.1 空间和时间的相对性 299

一、电磁规律与绝对时空观的冲突 299

二、爱因斯坦的假设 301

三、“同时”概念的定义 301

四、长度的相对性：洛伦兹收缩——静长最长 302

五、时间间隔的相对性：时间膨胀——原时间隔最短 303

六、光的多普勒效应 306

11.2 洛伦兹变换 309

一、洛伦兹变换 309

二、间隔的相对性与绝对性 311

三、速度变换 312

11.3 狭义相对论的动力学 313

一、质量与速度的关系 314

二、质量与能量的关系 316

三、动量和能量的变换 319

四、力和功率的变换 320

11.4 广义相对论介绍 322

一、狭义相对性原理尚未完全满足 322

二、广义相对论的基本原理 323

三、弯曲的时空 327

四、实验验证与预言 328

小结 329

思考题 331

习题 333

附录 矢量运算 336

习题答案 341