力学

前言

给使用本教材的教师和同学的些许建议

绪论

0.1 物理与力学

0.2 力学的发展史

0.3 物理学的特点

0.4 物理学与数学的关系

0.5 交叉学科与力学

0.6 对学习力学的一些建议

第1章 时间、空间与测量

1.1 时间与空间概念的形成

1.2 时间的度量

1.2.1 定量测量方法的形成

1.2.2 “芝诺佯谬”与度量方法的选择

1.2.3 时间测量的常用方法

1.2.4 时间的单位和标准

1.3 空间（长度）的度量

1.3.1 空间（长度）的定量测量方法

1.3.2 不同尺度长度的测量方法

1.3.3 长度的单位和标准

1.4 时间、空间测量中的局限

1.4.1 时间和空间测量的相对性

1.4.2 时间和空间测量的不确定性

1.5 有效数字，不确定度，估算，单位制与量纲

1.5.1 测量

1.5.2 测量的精度与有效数字

1.5.3 不确定度

1.5.4 基本力学量的估算与量级分析

1.5.5 单位制

1.5.6 量纲分析及其实用意义

第2章 质点运动学

2.1 模型——实际对象的理想化与简化

2.1.1 理想化模型

2.1.2 质点-牛顿力学的基本模型

2.2 一维运动的描述

2.2.1 参照系与参考坐标系

2.2.2 “飞矢不动”佯谬与速度概念的引入

2.2.3 匀速运动与变速运动

2.3 平面运动

2.3.1 位置矢量与位移

2.3.2 速度与加速度

2.3.3 时间曲线与空间轨迹

2.3.4 恒定加速度平面运动，抛体运动

2.3.5 匀速圆周运动

2.3.6 平面极坐标系中的速度、加速度表示

2.4 三维空间运动

2.4.1 三维空间运动的描述

2.4.2 三维轨道退化为平面轨道

2.4.3 行星运动的向心加速度

2.4.4 运动轨道分类

2.5 运动的相对性与伽利略变换

2.5.1 相对与绝对

2.5.2 位置和轨迹的相对性

2.5.3 速度的相对性

2.5.4 加速度的相对性与绝对性

2.5.5 伽利略变换

2.5.6 速度合成律的失效

第3章 牛顿动力学

3.1 牛顿第一定律（惯性定律）

3.2 牛顿第二定律

3.2.1 牛顿第二定律的建立

3.2.2 质量与力的单位

3.3 牛顿第三定律

3.4 力与相互作用

3.4.1 几种常见的力及其机理

3.4.2 四种基本相互作用及其统一

3.5 非惯性系中的牛顿动力学

3.5.1 非惯性系

3.5.2 平动加速参考系

3.5.3 转动参考系

3.6 牛顿方程的对称性

3.6.1 对称性

3.6.2 牛顿方程的平移对称性与宇宙的均匀性

3.6.3 牛顿方程的转动对称性与宇宙的各向同性

3.6.4 矢量及其转动特性

3.7 牛顿动力学方程的意义与应用

3.7.1 牛顿动力学方程的含义

3.7.2 动力学方程的数值解

3.7.3 数值分析方法的地位

3.7.4 牛顿动力学方程的应用

3.8 经典力学、相对论力学与量子力学

第4章 万有引力

4.1 开普勒行星运动三定律与万有引力定律的建立

4.1.1 行星运动的描述

4.1.2 开普勒行星运动三定律

4.1.3 万有引力定律及其建立

4.1.4 万有引力定律的天文学验证

4.2 引力的几何性

4.2.1 惯性质量与引力质量

4.2.2 万有引力常量G值及其测量

4.2.3 引力的几何性

4.3 引力的计算

4.3.1 多质点体系的万有引力

4.3.2 连续体的万有引力

4.4 引力场

4.4.1 场

4.4.2 引力与引力场

4.4.3 引力场的梯度与潮汐现象、小行星撕裂

4.4.4 场与物理学

4.5 牛顿万有引力定律的适用范围与爱因斯坦的引力观

……

第5章 守恒定律

第6章 振动和波

第7章 刚体

第8章 弹性力学初步

第9章 流体力学初步

第10章 狭义相对论基础

习题

部分习题参考答案

参考书目

附录A 力学中的常用物理量

附录B 矢量概述

附录C 微积分简介

附录D 复变函数初步

附录E 建议学时和习题安排

常用概念中英文索引

《中国科学技术大学交叉学科基础物理教程：力学/中国科学技术大学精品教材》作者在中国科学技术大学长期教授一年级“力学”基础课，具有丰富的教学经验。《中国科学技术大学交叉学科基础物理教程：力学/中国科学技术大学精品教材》是在十余年讲义的基础上，根据交叉学科人才培养的实际需要，参考国内外多部优秀教材编写而成的。内容主要包括：“时间”和“空间”以及“测量”中的一些重要问题、牛顿经典力学、振动与波、以“质点”模型为基础构建的不同“体”模型。作为对经典力学的补充，还简单介绍了狭义相对论的时空观。为了使读者理解所谓的物理理论实际上是对真实世界的一种描述，每一章都试图从自然界的实际现象或需要解决的问题出发，引入物理学上对这些现象或问题的描述方式或办法，以及所建立起来的相应的理论体系。这实际上更接近物理学研究处理实际问题的方式。书后附有丰富的习题，供读者有针对性地选择练习，以加深对教学内容的理解与认识，掌握用所学理论、知识解决实际问题的方法。
　　《中国科学技术大学交叉学科基础物理教程：力学/中国科学技术大学精品教材》可供综合性大学和理工类院校作为普通物理力学教科书或主要参考书，也可供大专院校物理教师和物理教学研究工作者参考。