力学 第2版PDF电子书下载

第1章 质点运动学 8

1.1引言 8

1.1.1力学的研究对象 8

1.1.2时间、空间和牛顿力学的绝对量 8

1.1.3宇宙的层次和数量级 11

1.2质点和参考系 15

1.2.1质点和参考系 15

1.2.2轨迹和运动方程 17

1.3速度与加速度的瞬时性 19

1.3.1位移、路程与速度 19

1.3.2加速度 24

1.4直角坐标系中运动的描述 26

1.4.1直线运动 28

1.4.2曲线运动 32

1.5自然坐标系中运动的描述 36

1.5.1切向加速度和法向加速度 37

1.5.2自然坐标系 43

1.5.3圆周运动 43

1.6平面极坐标系中运动的描述 46

1.6.1平面极坐标系 46

1.6.2位矢、速度和加速度的极坐标表示 48

1.7相对运动 51

1.7.1动参考系作任意方式的平动 51

1.7.2动参考系作任意方式的运动 53

思考题 64

习题 66

第2章 质点动力学 72

2.1牛顿运动定律 74

2.1.1牛顿第一定律（惯性定律） 74

2.1.2牛顿第二定律 78

2.1.3牛顿第三定律（作用与反作用定律） 86

2.2.2摩擦力 88

2.2常见的力 88

2.2.1弹性力 88

2.2.3重力 90

2.2.4万有引力 90

2.2.5库仑力 90

2.2.6分子力 91

2.2.7核力 91

2.2.8洛仑兹力 92

2.3动力学问题的求解 93

2.4力学相对性原理和伽利略变换 104

2.4.1力学相对性原理 104

2.4.2时间和空间的绝对性 105

2.4.3伽利略变换 106

2.5非惯性参考系和虚拟力 107

2.5.1平动参考系 108

2.5.2转动参考系 113

2.5.3例题 120

2.5.4牛顿绝对时空概念的困难和惯性的起源 124

思考题 128

习题 130

第3章 动量 140

3.1动量守恒定律与动量定理 141

3.1.1孤立体系与动量守恒定律 141

3.1.2冲量与质点的动量定理 144

3.1.3质点系动量定理 144

3.2质心运动定理 148

3.2.1质心运动定理 148

3.2.2质心坐标系 151

3.3变质量物体的运动 155

3.3.1变质量体系 155

3.3.2运动方程 156

思考题 160

习题 161

第4章 机械能守恒 167

4.1能量守恒 168

4.1.1永动机不可能 168

4.1.2重力势能 169

4.1.3动能 172

4.1.4弹性势能和其他能量形式 173

4.2动能定理 175

4.2.1质点动能定理 175

4.2.2功和功率 177

4.2.3质点系动能定理 179

4.3势能 181

4.3.1有心力及其沿闭合路径做功 181

4.3.2保守力与非保守力，势能 182

4.3.3势能曲线 185

4.4.1质点系的功能原理和机械能守恒定律 188

4.4机械能守恒定律 188

4.4.2保守系与时间反演不变性 191

4.4.3两体问题 192

4.5质心系 197

4.5.1柯尼希定理 197

4.5.2一般质心系中的功能原理和机械能守恒定律 199

4.6碰撞 203

4.6.1正碰 205

4.6.2斜碰 209

4.6.3质心坐标系 210

4.7对称性、因果关系与守恒律 217

4.7.1什么是对称性 217

4.7.2因果关系和对称性原理 219

4.7.3守恒律与对称性 220

思考题 222

习题 223

5.1孤立体系的角动量守恒 229

5.1.1单质点孤立体系和掠面速度 229

第5章 角动量定理 229

5.1.2两个质点的孤立体系和角动量 230

5.2质点系角动量定理 233

5.2.1质点角动量定理 233

5.2.2质点系角动量定理 234

5.2.3角动量守恒定律与空间各向同性 238

5.3质心系的角动量定理 238

5.3.1质心系的角动量定理 238

5.3.2体系的角动量与质心的角动量 239

5.4万有引力 240

5.4.1开普勒的行星运动三定律 241

5.4.2牛顿的理论 243

5.4.3引力的线性叠加性 247

5.5.1G的测定 252

5.5关于万有引力的讨论 252

5.5.2引力的几何性 254

5.5.3逃逸速度 255

5.5.4引力是什么 256

5.6质点在有心力场中的运动 262

5.6.1研究有心力问题的基本方程 263

5.6.2有心力问题的定性处理，有效势能与轨道特征 265

5.6.3有心力问题的定量处理和轨道问题 268

思考题 274

习题 276

第6章 刚体力学 282

6.1刚体运动学 284

6.1.1刚体的性质 284

6.1.2刚体的几种特殊运动 287

6.1.3刚体的一般运动 288

6.2施于刚体的力系的简化 292

6.2.1作用在刚体上的力是滑移矢量 293

6.2.2几种特殊力系 293

6.3刚体的定轴转动 296

6.3.1角动量与角速度的关系 296

6.3.2定轴转动刚体的动量矩定理 297

6.3.3转动定律 298

6.3.4转动惯量 299

6.3.5惯量张量和惯量主轴 302

6.3.6定轴转动刚体的角动量守恒 308

6.3.7约束反力与静、动平衡问题 308

6.4刚体运动的基本方程与刚体的平衡 311

6.4.1刚体运动的基本方程 311

6.4.2刚体的平衡 312

6.5刚体的平面平行运动 314

6.5.1运动方程 314

6.5.2纯滚动的运动学判据 315

6.5.3瞬时转动中心 316

6.5.4功能原理 318

6.5.5解题注意事项 319

6.6刚体的定点运动 323

6.6.1没有外加力矩的定点运动 323

6.6.2陀螺的运动 326

思考题 330

习题 331

第7章 振动和波 341

7.1简谐振动 341

7.1.1平衡与振动 341

7.1.2恢复力与弹性力 342

7.1.3简谐振动的描述 346

7.1.4谐振子的能量 349

7.1.5振动的合成与分解 350

7.2阻尼振动 356

7.2.1运动方程及其解 357

7.2.2欠阻尼振动 358

7.2.3临界阻尼与过阻尼 360

7.3受迫振动与共振 361

7.3.1运动方程及其解 362

7.3.2稳态解分析 364

7.3.3共振（ω＝ω0） 366

7.4二自由度振动 371

7.5机械波 373

7.5.1机械波的产生和传播 374

7.5.2波的分类 374

7.5.3平面简谐波 377

7.5.4波动方程和波的传播速度 380

7.5.5波的能量密度 383

7.6.1惠更斯原理 387

7.6波在空间中的传播 387

7.6.2波的反射定律 388

7.6.3波的折射定律 389

7.6.4波的衍射 390

7.7波的叠加 391

7.7.1波的干涉 391

7.7.2驻波 393

7.7.3非相干波的叠加，波的群速度 396

7.8多普勒效应 399

7.8.1波源静止，观察者运动 399

7.8.2波源运动，观察者静止 400

7.8.3波源和观察者都运动 401

7.8.4一般情况 401

7.8.5马赫锥 404

7.9非线性波简介 405

思考题 408

习题 410

第8章 相对论 420

8.1牛顿时空观的困难 421

8.1.1光传播的射击理论的困难 421

8.1.2“以太”理论及其困难 424

8.2相对性原理 430

8.3洛仑兹变换 434

8.4相对论时空观 437

8.4.1时间间隔的相对性 438

8.4.2同时的相对性 441

8.4.3长度的相对性 441

8.4.4时序的相对性和因果关系 444

8.4.5时空间隔的绝对性 446

8.4.6速度合成律 447

8.4.7角度变换公式 451

8.4.8加速度变换公式 454

8.5.1相对论动量和质量 459

8.5狭义相对论力学 459

8.5.2相对论中的力 462

8.5.3质能公式 463

8.6狭义相对论中质量、动量和力的变换公式 467

8.6.1质量的变换公式 467

8.6.2动量和能量的变换公式 468

8.6.3力的变换公式 471

8.7四维时空 473

8.7.1四维矢量 473

8.7.2时空间隔 476

8.7.3四维速度矢量 477

8.7.4四维动量矢量 478

8.7.5多普勒效应 479

8.7.6孪生子佯谬 481

8.8广义相对论简介 487

8.8.1等效原理和广义相对性原理 488

8.8.2光在引力场中的弯曲 489

8.8.3引力时间延缓和引力红移 490

8.8.4弯曲时空和水星的进动 492

思考题 494

习题 496

第9章 流体力学 502

9.1流体的基本性质 503

9.1.1易流动性 503

9.1.2粘性 503

9.1.3压缩性 504

9.2流体运动学 505

9.2.1流体运动分类 505

9.2.2描述流体运动的两种方法 506

9.2.3流线与流管 511

9.3.1应力张量 515

9.3流体静力学 515

9.3.2静止流体的平衡方程 518

9.3.3重力场中静止流体内各点的压强 519

9.3.4浮力、浮心和定倾中心 520

9.4无粘性流体的动力学 523

9.4.1连续性方程 523

9.4.2运动方程 524

9.4.3伯努利方程的应用 528

9.5粘性流体的运动 536

9.5.1粘滞定律 537

9.5.2圆管内定常层流，泊肃叶公式 538

9.5.3层流与湍流，雷诺数 540

9.5.4粘滞流体中运动物体所受的阻力 543

思考题 551

习题 553

习题答案 560

参考书目 581