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出版者:John Wiley & Sons

作者:Edward A. Desloge

出品人:

页数:517

译者:

出版时间:1982

价格:0

装帧:

isbn号码:9780471091455

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《经典力学》：探索宇宙运动的基石 引言 自古以来，人类便对头顶的星辰大海与脚下世界的万物运行充满了好奇。从抛石入水的弧线，到行星绕日的天体轨迹，再到弹簧的振动与摆锤的周期，这些看似独立的现象背后，隐藏着一套深刻而普适的规律。这套规律，便是我们今天要一同深入探索的“经典力学”。它并非一部关于某个特定故事的书籍，而是一扇通往理解宇宙最基本运动原理的大门，是现代物理学的基石，也是我们认识世界、改造世界的强大思想工具。 《经典力学》这本书，旨在带领读者踏上一段严谨而迷人的求索之旅。我们不会在这里讲述一段跌宕起伏的冒险故事，也不会描绘一幅绚丽多彩的想象图景。相反，我们将聚焦于那些构成我们物理世界骨架的普适法则，用清晰的逻辑、严密的数学推导，以及生动的物理图像，层层剖析运动的本质。这本书是为那些渴望理解物体为何会运动，运动又遵循何种规律的求知者而准备的，它将帮助你构建起一套关于运动的清晰认知框架，让你能够理解从微观粒子的初步运动描述到宏观天体的运行规律，甚至为更深层次的物理理论（如相对论和量子力的核心概念）奠定扎实的基础。 第一部分：运动的描述——量化世界的起点 任何科学的探索都始于精确的描述。在经典力学中，我们首先需要学会如何用数学语言来量化物体的运动状态。这部分内容将从最基本的概念入手，引导你理解： 位移与路径： 物体的位置是如何随时间变化的？我们如何区分物体经过的轨迹长度（路径）和起点终点之间的直线距离（位移）？这将是理解物体运动方向和距离的初步基石。 速度与速率： 物体运动的快慢究竟意味着什么？我们将会深入探讨瞬时速度和平均速度的区别，以及速度作为矢量所包含的速率和方向信息。 加速度： 速度的变化率——加速度——是驱动物体运动变化的关键。你将学习如何计算匀变速运动的加速度，以及理解瞬时加速度在更复杂运动中的重要性。 运动的参照系： 运动是相对的。同一物体的运动，在不同的观察者眼中可能呈现出截然不同的状态。我们将探讨惯性参照系的概念，以及它在经典力学中的核心地位。 一维、二维与三维运动： 从最简单的直线运动，到平面上的飞行轨迹，再到三维空间中的复杂运动，我们将逐步拓展运动描述的维度，掌握描述不同维度运动的数学工具，包括向量的运用。 通过对这些基本概念的掌握，你将拥有初步的“物理语言”，能够用精确的数学工具来描绘出物体运动的轨迹，并理解其随时间的变化。 第二部分：运动的原因——牛顿定律的宇宙法则 仅仅描述运动是不够的，更重要的是理解“为什么”会发生运动，以及是什么“原因”导致了运动的变化。这正是经典力学的核心——牛顿运动定律所要解答的问题。这部分内容将引导你深入理解： 惯性与第一定律： 什么是惯性？为什么物体在不受外力时会保持静止或匀速直线运动？第一定律揭示了物体固有的“懒惰”属性，是理解一切运动的出发点。 力与第二定律： “力”是改变物体运动状态的原因。我们将学习牛顿第二定律 ($F = ma$)，理解力、质量和加速度之间的定量关系。这将是你分析和计算各种受力运动的基础。 作用力与反作用力——第三定律： 力的作用总是相互的。第三定律告诉我们，施加给物体的力，必然会引起物体对施力者的反作用力。理解这一点对于分析复杂系统中的受力情况至关重要。 常见力的种类： 重力、弹力、摩擦力、张力……我们将详细研究这些在日常生活中和科学研究中扮演重要角色的力的性质和计算方法。 功、能与功率： 运动的发生必然伴随着能量的转化与守恒。我们将引入功、动能、势能的概念，并阐述机械能守恒定律，理解能量在物理过程中的重要性。 动量与冲量： 动量是描述物体运动状态的另一个重要物理量。我们将学习动量守恒定律，理解在没有外力作用的情况下，系统总动量保持不变的原理。 这部分内容是《经典力学》的灵魂所在。一旦你掌握了牛顿运动定律及其相关概念，你就能开始“预言”物体的运动，理解为什么行星会绕着太阳转，为什么汽车会加速或减速，为什么桥梁能够承受巨大的压力。 第三部分：复杂系统的运动——从单体到整体的飞跃 现实世界中的物体往往不是孤立存在的，而是相互作用、构成复杂的系统。如何理解这些系统的整体运动规律，是经典力学的重要发展方向。本部分将带领你： 质心与质心运动定律： 对于由多个粒子组成的系统，我们可以引入“质心”的概念，将其视为系统的“平均位置”。质心运动遵循着与单个粒子相似的规律，这大大简化了对复杂系统的分析。 刚体转动： 现实中的物体并非总是理想的质点，它们往往具有大小和形状，能够发生转动。我们将学习转动惯量、力矩、角动量等概念，理解刚体转动的规律。 振动与波： 许多物理现象都表现为周期性的振动，例如弹簧振子、单摆等。我们将深入研究简谐振动，并在此基础上进一步探讨波的产生、传播及其性质，这为理解声音、光等现象奠定了基础。 万有引力定律与天体运动： 牛顿的万有引力定律是经典力学最辉煌的成就之一。我们将详细阐述万有引力定律，并以此为基础，解释行星、卫星等天体的运动轨道，理解引力在宇宙中的支配作用。 流体力学基础（可选）： 对于液体和气体的运动，经典力学也提供了基础性的描述工具，例如流体的连续性方程和伯努利方程，将帮助你理解一些简单的流体现象。 通过学习这部分内容，你将能够超越对单个物体的简单分析，开始理解由无数粒子构成的宏观世界的运动规律，从宏观天体的运行到微小振动的传播，都将在你的认知范围内。 结论 《经典力学》这本书，并非是让你在书本中“读”到一个故事，而是邀请你参与一场智力的探索，一次对物质世界最基本运行机制的探寻。它所提供的知识体系，是现代科学技术发展最坚实的基石。无论是工程学的精确计算，天文学的宇宙观测，还是材料科学的结构分析，都离不开经典力学提供的理论框架。 掌握经典力学，不仅仅是学习一套物理公式，更是培养一种严谨的科学思维方式：如何从现象中提炼出基本规律，如何用数学工具进行精确的描述和推导，如何建立起事物的因果联系，并最终能够预测和控制物质世界的变化。这本书将为你打开一扇通往理解宇宙奥秘的大门，让你能够更深入地认识我们所处的这个世界，并为你在更广阔的科学领域中探索打下坚实的基础。 无论你是初次接触物理学的学生，还是希望巩固和深化物理学知识的研究者，这本书都将是你不可或缺的伙伴。它将引导你穿越数学的严谨，抵达物理世界的真理，让你在理解运动的本质中，体验到科学探索的无穷魅力。

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这本书的语言风格是一种内敛的、充满学术自信的表达，没有花哨的辞藻，但字字珠玑，直击要害。它采取了一种自洽的、封闭的体系构建方式，使得读者可以完全沉浸在作者构建的逻辑世界中，不被外界的干扰所分心。在论证过程中，作者展现了极高的数学素养，同时又兼顾了物理直观性，这种平衡掌握得恰到好处。对我个人而言，这本书最大的价值在于它帮助我理清了许多混淆的概念，特别是关于约束和虚功原理的表述，作者的清晰界定彻底消除了我过去的困惑。读完后，我感觉自己对整个经典物理学的基石都有了更为坚实和成熟的认识。它不是一本读完就束之高阁的书，而是会成为未来工作中随时可以查阅和回顾的工具书和思想宝库。

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初次翻开这本书时，我有些被其详尽程度所震撼。它并非那种只讲解核心概念的速成读物，而是像一位耐心至极的导师，一步步引导你搭建起整个理论的框架。从最基础的牛顿定律的严谨推导开始，到复杂的微扰理论和正则变换，每一个章节的过渡都衔接得天衣无缝。我特别欣赏作者在处理经典难题时所展现出的那种清晰的逻辑层次感。很多我以前理解模糊的地方，经过作者的层层剖析，变得清晰可见。例如，在处理变质量系统时，书中提供的案例分析非常具有启发性，它不仅仅是给出了答案，更重要的是展示了如何用统一的理论工具去解决具体问题。这本书的价值在于它构建了一个坚实的理论基础，让你有信心去面对更高阶的学习和研究。

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说实话，这本书的阅读体验是充满挑战与乐趣并存的。它的深度要求读者必须投入足够的时间和精力去消化吸收，但一旦跨越了初始的门槛，随之而来的成就感是无与伦比的。作者在细节处理上极为考究，常常会在脚注中补充一些鲜为人知的历史背景或者数学技巧，这极大地丰富了我的知识面。我尤其喜欢书中穿插的那些历史典故，它们让那些冰冷的定律仿佛有了温度，让我们了解这些伟大思想是如何在历史的洪流中逐渐成型的。书中的习题设计也极为巧妙，它们并非是为了刁难读者，而是真正服务于理解概念的深化，每做完一道题，都感觉自己的物理直觉又精进了一分。这是一本需要反复研读的书，每次重读都会有新的感悟，就像与一位睿智的长者进行思想的交流。

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我一直寻找一本能够真正将“原理”与“应用”完美结合的经典读物，而这本正好满足了我的期待。作者在介绍完一个理论模型后，总是会紧接着给出几个具有代表性的实际物理场景作为应用实例，这使得抽象的数学语言立刻具象化了。比如，在讲解刚体运动时，书中对陀螺仪和进动现象的分析细致入微，不仅展示了数学公式如何描述这些奇妙现象，更解释了这些现象背后的物理直觉。这本书的排版和插图也值得称赞，清晰明了，极大地降低了阅读的认知负荷。对于那些希望真正掌握经典力学精髓，而不是仅仅停留在解题技巧上的学习者来说，这本书无疑是首选。它教会我的不是“如何算”，而是“为什么这么算”。

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这本书简直是物理学的瑰宝，作者的叙述方式独树一帜，仿佛带着我们走入一个全新的思想殿堂。它不像那种枯燥的教科书，只是一味地堆砌公式和定理，而是充满了深刻的洞察力和人文关怀。阅读过程中，我时常会停下来，反复咀嚼那些精妙的论述，思考其中蕴含的哲学意味。尤其是关于拉格朗日力学和哈密顿力学的阐述，作者没有止步于数学的优雅，而是深入挖掘了其背后的物理图像，让人茅塞顿开。书中对对称性和守恒量的探讨，更是将不同领域的知识巧妙地串联起来，展现出物理学的统一之美。我感觉自己不仅仅是在学习一门学科，更是在学习一种看待世界的方式。这种体验是其他任何教材都无法比拟的，它激发了我对物理世界更深层次的好奇心和探索欲。

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