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出版者:

作者:西南交通大学应用力学与工程系 编

出品人:

页数:433

译者:

出版时间:2009-1

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787040249224

丛书系列:

图书标签:

• 中国地质大学
• 工程力学
• 力学
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• 理工科
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• 物理
• 高等教育

《宏观世界的奥秘：物理学基础入门》 本书旨在为初学者揭开宏观物理学的神秘面纱，带领读者探索我们周围世界的运行规律。我们从最基本、最直观的概念入手，逐步深入到更广阔的物理学领域。 第一部分：运动的描述 我们将从描述物体如何运动开始。你是否曾好奇，当你在地面上行走，或是汽车在道路上行驶时，它们是如何移动的？本书将详细讲解位移、速度和加速度这些描述运动的关键概念。我们会用清晰的图示和生活化的例子，比如投掷一个球，或者骑自行车，来帮助你理解这些概念的含义，以及它们之间的关系。你将学会如何精确地量化一个物体的运动状态，并预测其未来的运动轨迹。我们会讨论匀速直线运动和匀变速直线运动，理解为什么有些物体的速度保持不变，而有些物体的速度却在变化。 第二部分：力的作用与平衡 运动的改变并非无中生有，而是源于力的作用。本书将深入探讨力的概念。什么是力？它有哪些种类？例如，我们熟悉的推力、拉力、重力、摩擦力等等。我们将学习牛顿第一定律，即惯性定律，理解为什么静止的物体会保持静止，运动的物体会保持匀速直线运动，除非有外力作用。接着，我们会详细阐述牛顿第二定律，这是描述力与加速度之间定量关系的基石。你将学会如何计算物体在受力作用下的加速度，并理解质量在其中扮演的角色。最后，我们将探讨牛顿第三定律，即作用力与反作用力定律，揭示力的相互性。你将学习如何分析物体受到的各种力的合力，以及当合力为零时，物体所处的状态——受力平衡。我们将通过分析各种静止的场景，例如静止在桌面上的书本，或者悬挂在天绳上的灯，来巩固对力的平衡的理解。 第三部分：能量与功 物理学中，能量是一个至关重要的概念。它被定义为做功的能力。本书将详细介绍功的概念，以及如何在力的作用下完成功。你将学会计算一个物体在力作用下移动一段距离所做的功。同时，我们还会引入能量的概念，并重点讲解动能——物体由于运动而具有的能量，以及势能——物体由于其位置或状态而具有的能量，例如重力势能和弹性势能。你将学习到能量守恒定律，这是物理学中最基本、最重要的定律之一，它告诉我们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，或者从一个物体传递到另一个物体。我们将通过分析弹簧的伸缩、小球从高处滚落等过程，来展示能量的转化和守恒。 第四部分：简谐运动与波动 许多自然现象都呈现出周期性的规律。本书将带领你领略简谐运动的魅力。你将理解什么是振动，什么是周期和频率，以及如何在数学上描述简谐运动。我们会以弹簧振子和单摆为例，详细分析其运动特性。随后，我们将进一步拓展到波动的概念。什么是波？波是如何传播的？你将学习到波的类型，例如横波和纵波，以及波的特性，如波长、振幅和频率。我们将探讨波的叠加和干涉现象，理解这些现象在声学和光学中的应用，例如我们如何听到声音，以及彩虹是如何形成的。 第五部分：热学基础 除了描述运动和力，本书还将触及热学的基本概念。你将了解什么是温度，什么是热量，以及它们之间的区别。我们会探讨热传递的三种基本方式：传导、对流和辐射。你将学会如何计算物体吸收或放出热量所需的能量，并理解热容和比热容的概念。本书还将简要介绍热力学第一定律，即能量守恒在热学中的体现，以及热力学第二定律，它揭示了热量传递的方向性和不可逆性。我们将通过分析加热一杯水，或者利用太阳能取暖等现象，来理解热学的基本原理。 学习目标 通过阅读本书，你将能够： 准确地描述物体的运动状态，并理解速度和加速度的概念。 识别和分析作用在物体上的各种力，并理解力与运动状态改变之间的关系。 掌握功和能量的概念，并理解能量守恒定律的重要性。 理解简谐运动和波动的基本原理，并能分析相关的自然现象。 初步了解热学的基本概念，包括温度、热量和热传递。 本书采用通俗易懂的语言，辅以丰富的插图和思考题，旨在帮助读者建立起对宏观物理学的基本认识，为进一步深入学习物理学打下坚实的基础。无论你是否接触过物理学，本书都将为你开启一扇探索奇妙物理世界的大门。

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我这次翻阅这本书，最大的感受是它对工程实际应用的重视程度远远超出了我的预期。它不是那种只停留在理想化模型中的“象牙塔”理论书籍。我记得在讲述应力与应变关系的部分，作者巧妙地引入了材料的本构关系，并紧密结合了实际工程中常见的失效案例，比如桥梁的疲劳损伤或者压力容器的蠕变问题。这种结合使得抽象的力学概念瞬间变得鲜活起来，让人能深刻体会到，为什么掌握这些知识点至关重要——因为它们直接关系到结构的安全和寿命。书中穿插的案例分析，往往从一个实际发生的工程事故或一个经典的结构设计出发，反过来推导出需要用到的力学原理，这种“问题导向”的教学方法，极大地激发了我主动去探索理论细节的欲望。读完一个章节，我总忍不住想，如果我是一个结构工程师，我现在学到的这些知识将如何应用到我手中的图纸上。这种强烈的代入感，是很多纯理论教材所不具备的宝贵特质。

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这本书的习题设计简直是一场智力上的盛宴，但同时也是一次严峻的考验。它不像有些教材的习题只是对课本例题的简单换汤不换药，这里的每一道题目似乎都经过了精心雕琢，旨在考察读者对知识的融会贯通能力。我尤其欣赏它分层次的梯度设计。基础的练习题让你巩固基本概念和计算流程，确保你不会在计算上掉链子；而到后面那些综合性的难题，则要求你必须将静力学、运动学乃至初步的材料力学知识点结合起来，进行多步骤、多角度的思考。有些题目甚至需要你自行设定合理的边界条件或假设，这非常贴合真实工程设计中的不确定性。虽然解题过程有时会让人抓耳挠腮，甚至需要反复查阅前面的理论部分，但最终攻克难题后带来的那种成就感是无可替代的。这种“以练促学、以难促思”的模式，真正将“会用”和“学懂”区分开来。

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这本书的排版和装帧真是让人眼前一亮，拿到手里就感觉很扎实，封面设计既古典又透露着一种严谨的气息。内页纸张的质感也很好，长时间阅读下来眼睛不容易疲劳。我特别欣赏作者在引入基本概念时所采用的循序渐进的方式，很多初学者可能一开始会被那些复杂的公式吓到，但这本书的讲解却像是拉着你的手，一步一步地剖析每一个力的作用过程和受力分析的逻辑。尤其是对于静力学的平衡条件、约束力的判断这些核心内容，作者不厌其烦地用多种视角去阐释，甚至还配有一些非常精妙的示意图，这些图示绝非简单的线条堆砌，而是真正起到了“画龙点睛”的作用，让人立刻就能把握住问题的本质。阅读过程中，我感觉自己不是在被动接受知识，而是在积极地参与到解题的思维构建中去。对于那些希望打下坚实理论基础，而不是仅仅追求快速解题技巧的读者来说，这本书绝对是一份诚意满满的见面礼。它没有急于展示那些花哨的进阶技巧，而是将根基打得无比牢固，这才是真正优秀教材的标志。

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这本书的配图和符号系统处理得非常专业和一致。在力学领域，符号的混淆往往是导致错误判断的罪魁祸首。我注意到，这本书在全书范围内对力的符号、应力符号、位移符号的定义和使用都保持了极高的规范性，一旦引入了一个新的符号，作者都会在脚注或者图例中给出明确的解释，并且在后续章节中严格遵守这个定义。这为后续学习更高级别的力学分支（比如弹性力学或结构动力学）打下了极好的基础。此外，书中关于坐标系的选取和投影分析的图示，清晰地展示了向量运算在二维和三维空间中的具体操作，尤其是一些斜截面上的应力分解图，画得立体而精确，让人一眼就能分辨出正应力和剪应力的方向性。这种对细节的极致把控，体现了作者深厚的学术功底和对教学质量的负责态度。

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我必须得提一下这本书的语言风格，它非常地严谨，但又出奇地具有逻辑上的清晰度。作者在表述复杂物理概念时，总是能用最经济、最精准的数学语言来精确描述，避免了冗余和模棱两可的措辞。例如，在对虚功原理或最小势能原理进行阐述时，作者并没有直接抛出高深的数学推导，而是先从能量守恒的宏观角度建立直觉理解，然后再逐步过渡到微小的位移和力的关系上，确保读者能建立起正确的物理图像。这种写作手法，使得即便是初次接触这些高级变分原理的读者，也不会感到过于晦涩难懂。整本书的论述脉络清晰得像一张精密的电路图，从一个分支可以清晰地追溯到它的主干，很少有跳跃性的逻辑断层，给人一种“一切尽在掌握”的踏实感。

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