理论力学简明教程

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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材理论力学简明教程管靖刘文彪主编北京内容简介本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，是作者在多年教学经验的基础上，考虑到目前大众化教育的背景，以学生就业后实用为原则编写而成的．本书采用现代分析力学的体系，突出了分析力学的优势．全书主要内容包括质点运动学、质点动力学、刚体运动学、非惯性系中的质点力学、质点系动力学、拉格朗日动力学、哈密顿动力学、专题研讨（有心力、刚体定点运动），同时本书还把数学软件Matlab在理论力学中的应用作为附录，供需要的老师和学生学习使用．本书适合于普通高等院校物

2、理专业本科生学习理论力学课程使用，尤其适用于少学时的课程要求，也可供相关科研技术人员参考．图书在版编目（CIP）数据理论力学简明教程／管靖，刘文彪主编．—北京：科学出版社，２００８　（普通高等教育“十一五”国家级规划教材）ISBN９７８唱７唱０３唱０２１４１３唱３　Ⅰ．理…　Ⅱ．①管…②刘…　Ⅲ．理论力学唱高等学校唱教材　Ⅳ．O３１中国版本图书馆CIP数据核字（２００８）第０３６５５４号责任编辑：胡云志唐保军／责任校对：陈丽珠责任印制：张克忠／封面设计：耕者设计工作室出版北京东黄城根北街１６号邮政编码：１００７１７http

3、：／／www．sciencep．com中国科学院印刷厂印刷科学出版社发行各地新华书店经销　倡２００８年６月第一版开本：B５（７２０×１０００）２００８年６月第一次印刷印张：１４１／２印数：１—４０００　　字数：２７２０００定价：22.00元（如有印装质量问题，我社负责调换枙科印枛）前言本书主要为普通师范院校物理专业编写，也可适用于一般院校的理论力学少学时课程．教材编写力求简明，正文中有少量加倡号的小字内容，如果教学时间不足，可由学生按自身情况选读．在当前高等教育大众化的情况下，一般院校物理专业的多数学生通过学习普通物理力学

4、并不能很好地掌握牛顿力学；而对师范院校的学生，学好牛顿力学正是将来能做一名好教师的关键所在．因此，本教材以牛顿力学为主，使读者学习后能更好地胜任教师工作，分析力学则以能为后续课程作必要准备为原则进行简明的讲授．本书定名为“简明教程”还想体现物理学中简约的思想．比如，我们应学会尽量多的方法，有尽量好的数理功底，但解决问题时要以简约为原则，方法没有高低贵贱之分，哪个方法最简洁，用的数学少，物理图像清晰，哪个方法就最好．为适应师范教育特点，第５章中包含了牛顿力学的刚体静力学内容，并较多地关注了对物理图像的讲解，对一些不很必须的繁

5、难问题作了适度的简化．考虑到绝大多数读者不会继续学习高等分析力学，所以在分析力学中采用了现代分析力学的体系，以哈密顿原理为公理，由此导出拉格朗日方程．讲授中略去一些不必须的概念，避免首先抛出大量概念，使读者不知所措，反而掩盖了分析力学优势的做法．一般物理专业的学生，学习分析力学主要是为后续理论物理课程做准备，在以后的学习和工作中很少会用分析力学去研究力学问题，对于非有势系的分析力学理论更是极少涉及．实际上非有势系在物理中不常见，四种基本相互作用都是有势的，常规例题、习题中的恒力或恒力矩，其实也是有势的．从后续课程及物理专业

6、的学生将来学习、工作的需求考虑，分析力学只讨论有势系也就够用了．所以本教材的主干只讲有势系，略去推广的哈密顿原理，把一般形式的拉格朗日方程列为选读内容，这样可使读者集中精力学习基本内容，而对其解决一般力学问题和将来的学习工作毫无影响．由于既能体现分析力学的优势，而太复杂的问题又不多，所以虚功原理的应用部分也被列为选读内容．非线性力学是重要的，师范院校的读者也应对此有一定了解．但是如果不自己动手编程去研究几个简单问题，非线性力学是很难学懂的．因此，本教材把介绍数学软件Matlab的应用和非线性力学初步合并在一起作为附录Ⅰ．对

7、于学习过计算机基础的学生，附录Ⅰ完全可以自学，如果有学习C语言的基础，那就更容易了．ii理论力学简明教程如果学时允许，可以为学生安排一些上机时间．学生的负担不宜过重，负担过重会导致肤浅．如果教学时间比较充裕，笔者也不主张讲太多的内容，增加一些讨论课可能对学生更为有利．教材既要简明又要体现现代化特征并非易事，笔者虽长期教授理论力学，毕竟水平有限，难免有不妥之处，敬候读者指正．作者２００８年于北京师范大学目录前言第1章质点运动学…………………………………………………………………１１畅１　质点运动的矢量描述与直角坐标描述…………

8、………………………１１畅２　质点运动的平面极坐标描述……………………………………………３１畅３　质点运动的柱坐标描述…………………………………………………５１畅４　质点运动的球坐标描述…………………………………………………５１畅５　质点运动的自然坐标描述………………………………………………６思考题………