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:$ 33.89

装帧:SAL

isbn号码:9780736868372

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

力量与运动的奇妙旅程：探索无形世界中的奥秘 想象一下，一个无边无际的宇宙，其中蕴藏着无数令人惊叹的现象。从微观粒子到宏伟的星系，一切都在不断地运动和相互作用。这些运动和相互作用的背后，隐藏着一套支配一切的普适规律——那就是力量与运动。它们是我们理解世界运作方式的关键，也是现代科学技术得以飞速发展的基石。 这本书将带领你踏上一场激动人心的科学探索之旅，深入了解力量与运动这两个概念的本质。我们不会仅仅停留在枯燥的理论层面，而是会通过生动有趣的讲解、引人入胜的案例以及发人深省的思考，让你真正领略到其中蕴含的无限魅力。准备好，我们将一同揭开这个关于“为什么”和“如何”的宇宙密码。 第一章：无处不在的力量——引力，你触不可及的牵引 我们首先要认识的，是那个虽然看不见摸不着，却无时无刻不在影响着我们的力量——引力。从苹果落地，到月球围绕地球运转，再到行星在宇宙中形成稳定的轨道，引力扮演着至关重要的角色。你会了解到，引力并非神秘的诅咒，而是质量之间相互吸引的普遍现象。 我们将追溯引力理论的发展史，从牛顿爵士那著名的“苹果落地”的故事开始，了解他如何巧妙地将地面上的物体下落与天体的运行联系起来，从而提出了万有引力定律。我们会一同探究引力的大小与哪些因素有关：物体的质量越大，它们之间的引力就越强；物体之间的距离越远，引力就越弱。你甚至可以自己动手计算一下，我们与地球之间的引力究竟有多大，以及为何我们不会飘向太空。 进一步，我们会触及爱因斯坦的广义相对论。虽然这个理论听起来可能有些深奥，但我们会用最直观的方式来解释它的核心思想：引力并非一种“力”，而是质量和能量扭曲了时空的结果。想象一下，在一个绷紧的橡皮膜上放置一个重物，橡皮膜会向下凹陷，而其他的物体在靠近时就会沿着这个凹陷的路径滑动。这就是广义相对论对引力的形象比喻。我们会探讨引力透镜效应，以及黑洞等奇特天体如何体现了时空的极度扭曲。 你还会了解到，引力在宇宙中的重要作用。正是由于引力的存在，恒星才得以形成，星系才得以聚集，宇宙结构才得以演化。我们会讨论潮汐现象，理解月球引力如何影响着地球上的海洋，以及在远古时期，早期地球上可能存在的更剧烈的潮汐。 第二章：静止与运动的边界——惯性，打破僵局的永恒定律 在认识了引力这个“拉拽”的力量后，我们将把目光转向物体自身的运动状态。一个物体，一旦处于静止，就会倾向于保持静止；一旦处于运动，就会倾向于保持匀速直线运动。这就是惯性，一个看似简单却蕴含深刻意义的概念。 我们将以伽利略的观察和实验为起点，理解他如何挑战亚里士多德“物体需要持续的力才能维持运动”的观点。我们会通过一系列生活中的例子来体会惯性：为什么系好安全带如此重要？为什么在刹车时身体会向前倾？为什么在转弯时我们会感觉被甩向外侧？这些都是惯性在作祟。 我们将深入探讨牛顿第一定律，也就是惯性定律。它告诉我们，除非有外力作用，否则物体的运动状态不会改变。这意味着，在没有摩擦力和空气阻力的情况下，一个在太空中运动的物体将永远匀速直线运动下去。我们会反思，为什么在我们的日常经验中，很多物体最终都会停止下来？答案就在于那些“看不见”的阻碍力量，如摩擦力。 我们还会探讨惯性质量和引力质量的区别与联系，以及惯性在物理学中的重要地位。它不仅是物体抵抗运动状态改变的度量，也是理解更多复杂力学现象的基础。 第三章：改变的力量——牛顿运动定律，推动世界前进的三个支柱 认识了惯性之后，我们将进入力量与运动的核心领域——牛顿运动定律。这三条定律是经典力学的基石，它们简洁而强大，解释了从简单的物体碰撞到复杂的机械运动等各种现象。 牛顿第二定律：F=ma，力量的量化与运动的加速度 这是整个力学中最具代表性的公式之一。我们将详细解析它：当一个物体受到外力作用时，它的加速度（速度变化的快慢）与所受合外力成正比，与物体的质量成反比。这意味着，施加更大的力，物体会加速得更快；物体本身的质量越大，同样大小的力引起的加速度就越小。 我们会用大量的实例来验证和应用F=ma：推动购物车、投掷铅球、火箭升空等等。你将学习如何计算在不同力作用下物体的加速度，以及如何通过改变作用力来控制物体的运动。我们会区分力和加速度的方向，理解力是改变运动状态的原因，而加速度是运动状态改变的结果。 牛顿第三定律：作用力与反作用力，相互作用的平衡 “每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。”这句话是牛顿第三定律的精髓。我们将深入理解，力总是成对出现的。当你推墙时，墙也在推你；当你跳起来时，你的脚向下蹬地，地面也向上推你。 我们会探讨这一定律在各种场景下的应用：火箭发射依靠向后喷射气体产生向前的反作用力；船桨划水时，桨向后推水，水则向前推船。我们还会思考，为什么有时看起来似乎作用力与反作用力会相互抵消，导致物体不动？这是因为作用力和反作用力作用在不同的物体上，它们不会相互抵消，而是共同决定了两个物体的运动状态。 第四章：运动的多样性——匀速直线运动、匀变速直线运动与其他 在掌握了牛顿运动定律之后，我们将开始系统地研究不同类型的运动。 匀速直线运动：速度不变的直线轨迹 这是最简单的运动形式。我们会探讨其特点：速度的大小和方向都不改变，加速度为零。我们会分析在什么情况下物体会进行匀速直线运动，例如在不受外力或合外力为零的情况下。 匀变速直线运动：速度均匀变化的直线轨迹 这是更常见的运动形式。我们会深入研究匀变速直线运动的特点：速度的变化率（加速度）是恒定的。我们将学习匀变速直线运动的公式，包括位移、速度、时间和加速度之间的关系。我们将分析刹车、加速等实际情况，并尝试用公式来预测物体的运动轨迹。 曲线运动：速度方向不断变化的轨迹 当物体的速度方向发生改变时，它就会进行曲线运动。我们会将曲线运动分解为水平方向和竖直方向的两个独立运动来分析。例如，抛体运动就是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合成。我们会探讨斜抛、平抛等不同类型的抛体运动，并分析影响其运动轨迹的因素。 圆周运动：在圆形轨道上周期性运动 我们将研究物体沿圆形轨道运动的特点，理解向心力在维持圆周运动中的作用。我们会探讨匀速圆周运动和变速圆周运动，并分析不同场景下的应用，例如行星绕恒星的运动，以及旋转的机械装置。 第五章：运动的“隐形助手”——摩擦力与阻力 在之前的章节中，我们已经多次提及摩擦力和阻力。在本章，我们将专门深入探讨这些“看不见”的力量，以及它们是如何影响我们周围的一切的。 摩擦力：接触面间的阻碍 我们将区分静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。静摩擦力在物体保持静止时起作用，能够防止物体滑动；滑动摩擦力在物体滑动时产生，阻碍其滑动；滚动摩擦力是滚动体与接触面之间的阻碍。我们会探讨摩擦力的大小与哪些因素有关，例如接触面的性质、压力等。 摩擦力并非总是“坏”的。我们会看到，没有摩擦力，我们甚至无法行走，车辆也无法前进，钉子也无法固定。同时，我们也会讨论如何减小不必要的摩擦力，例如使用润滑剂。 空气阻力：运动中的无形阻碍 当物体在空气中运动时，会受到空气阻力。我们会分析空气阻力的特点，它通常与物体的速度、形状和空气密度有关。我们会探讨为什么高速行驶的汽车需要流线型的设计，以及为什么从高处落下的小球最终会达到一个恒定的速度（终极速度），这正是空气阻力与重力平衡的结果。 第六章：能量的守恒——功、能与能量守恒定律 力量与运动不仅仅是关于“推”和“拉”，它们还与能量息息相关。能量是改变物体状态的能力，而功是能量转移的方式。 功：力与位移的乘积 我们将定义功的概念：当一个力作用在物体上，并使物体发生位移时，这个力就做了功。我们将学习如何计算功，以及功的正负表示的意义（做正功意味着能量转移给物体，做负功意味着物体失去能量）。 动能与势能：能量的两种基本形态 我们会介绍动能——物体因运动而具有的能量，其大小与物体的质量和速度的平方成正比。我们还会介绍势能——物体因其位置或状态而具有的能量，例如重力势能和弹性势能。 能量守恒定律：永恒的能量转换 这是物理学中最重要、最普遍的定律之一。它告诉我们，在孤立的系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。我们会通过各种例子来展示能量守恒：从发电机发电，到能量在生态系统中的传递，再到复杂的机械装置的运行。 第七章：转动的世界——角动量与角速度 当我们谈论旋转时，就需要引入新的概念：角速度和角动量。 角速度：旋转的快慢 我们将定义角速度，它是物体绕轴旋转的快慢程度。我们会将其与线速度联系起来，理解角速度越大，线速度也越大（在相同半径下）。 角动量：旋转的惯性 角动量是衡量物体旋转惯性的物理量，它与物体的质量、速度和转动半径有关。我们将探讨角动量守恒定律：在不受外力矩作用的情况下，一个旋转物体的总角动量保持不变。这解释了为什么花样滑冰运动员在收紧身体时会转得更快，因为在角动量守恒的情况下，减小转动半径会增大角速度。 第八章：力量与运动的哲学思考 在领略了力量与运动的科学奥秘之后，我们将稍作停留，进行一些更深层次的思考。 我们将反思，物理学中的“力量”和“运动”这两个概念如何帮助我们理解我们自身在宇宙中的位置。从微观的粒子互动到宏观的宇宙演化，力量与运动是驱动一切的根本。 我们还会探讨，科学探索的精神是如何推动我们不断深入了解自然规律的。从古代的观察到现代的实验，人类对力量与运动的认识不断深化，这不仅改变了我们的世界，也塑造了我们的思维方式。 这本书将激发你对科学的好奇心，培养你严谨的逻辑思维，并让你对我们生活的这个奇妙而充满力量的世界有一个全新的认识。无论你是否立志成为一名科学家，理解力量与运动的基本原理，都将为你打开一扇通往更广阔知识领域的大门。准备好，让我们一起去感受，去理解，去探索那驱动着宇宙万物的力量与运动吧！

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