《普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材：力學(xué)教程（下冊(cè)）》是作者多年來在清華大學(xué)給物理系、基礎(chǔ)科學(xué)班、電子工程系等本科生授課的基礎(chǔ)上，吸取國內(nèi)外同行的經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合自己教學(xué)研究的成果總結(jié)而成。包括牛頓力學(xué)和相對(duì)論力學(xué)兩部分。
    《普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材：力學(xué)教程（下冊(cè)）》突出理論體系架構(gòu)，對(duì)牛頓理論體系做了較深入的分析和討論。《普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材：力學(xué)教程（下冊(cè)）》強(qiáng)調(diào)非慣性系的意義和規(guī)律，加強(qiáng)了連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)兩大部分�！镀胀ǜ叩冉逃�“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材：力學(xué)教程（下冊(cè)）》以愛因斯坦假設(shè)和狹義相對(duì)論為根據(jù)，系統(tǒng)討論廣義相對(duì)論的史瓦西場。教學(xué)中遇到的疑難問題書中都做了詳盡的討論。
    《普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材：力學(xué)教程（下冊(cè)）》可作為高等學(xué)校物理專業(yè)以及其他理、工專業(yè)本科生的教材或參考書，也可以供相關(guān)教師參考。

　　本書是基礎(chǔ)物理學(xué)（普通物理學(xué)）中力學(xué)部分的教材，包括經(jīng)典力學(xué)的牛頓力學(xué)系統(tǒng)和相對(duì)論力學(xué)基礎(chǔ).
　　物理學(xué)是研究物質(zhì)世界組成、運(yùn)動(dòng)、變化的最普遍、最基本的規(guī)律的科學(xué).物理學(xué)由物質(zhì)的組成和物質(zhì)之間的相互作用出發(fā)，解釋自然現(xiàn)象，揭示自然的奧秘，研究自然的變化規(guī)律.物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，基本的物理學(xué)定律、物理學(xué)原理是一切自然過程都遵循的. 物理學(xué)的研究方法、實(shí)驗(yàn)手段也是整個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域的基本研究方法和實(shí)驗(yàn)手段.物理學(xué)家費(fèi)曼指出： “物理學(xué)是最基本的、包羅萬象的一門學(xué)科，它對(duì)整個(gè)科學(xué)的發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響.事實(shí)上，物理學(xué)是與過去所謂的‘自然哲學(xué)’相當(dāng)?shù)默F(xiàn)代名稱，現(xiàn)代科學(xué)大多數(shù)就是從自然哲學(xué)中產(chǎn)生的.許多領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)生都發(fā)現(xiàn)自己正在學(xué)習(xí)物理學(xué)，這是因?yàn)樗�在所有的現(xiàn)象中起著基本的作用." R.P.費(fèi)曼，費(fèi)曼物理學(xué)講義. (第一卷)上海： 上�？茖W(xué)技術(shù)出版社，21
　　物理學(xué)是理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的科學(xué)，物理思想、物理規(guī)律都來自物理實(shí)驗(yàn). 物理學(xué)不是抽象的思維游戲，也不是單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算、公式推導(dǎo)，而是對(duì)客觀世界運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析和研究.物理學(xué)來自客觀世界，又要接受客觀世界的檢驗(yàn).因此物理學(xué)的理論必須而且應(yīng)該與日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究相聯(lián)系，所有重要問題都要符合實(shí)際，要重視物理量的量級(jí)和公式的應(yīng)用條件.這是物理學(xué)最重要的特點(diǎn).
　　力學(xué)曾是物理學(xué)中創(chuàng)立最早、成熟最早的部分，現(xiàn)已發(fā)展成為一門完整的與物理學(xué)并立的獨(dú)立學(xué)科，而力學(xué)的基本原理仍然是物理學(xué)的重要基礎(chǔ). 本書作為普通物理的第一部分，突出力學(xué)基礎(chǔ)理論、深挖事物發(fā)展和變化的本質(zhì)、強(qiáng)調(diào)對(duì)物理過程的分析、加強(qiáng)物理性質(zhì)的圖像化理解.
　　雖然經(jīng)典力學(xué)是成熟的理論，取得了輝煌的成就，但絕不是完美無缺的，仍有局限性，在基本概念和理論體系上還存在一些疑難和不確定性，還有發(fā)展和改進(jìn)的余地.
　　對(duì)基本原理的闡述和學(xué)習(xí)是很難的事情，需要花大工夫下大力氣.正如19世紀(jì)末赫茲在《力學(xué)原理》的序言中寫到：“我有這樣的經(jīng)驗(yàn)，要向肯動(dòng)腦筋的聽眾闡明力學(xué)的真正基本的內(nèi)容，而不會(huì)不時(shí)感到為難，不會(huì)一再激起歉意，不想盡快跨過原理部分而向他們講述一些應(yīng)用的例子，那是極端困難的一件事."
　　本書著重在以下幾個(gè)方面做了一些努力：
　　1. 對(duì)牛頓定律等基本原理、基本概念和基本方法做比較深入的討論和分析. 對(duì)其中一些疑難和爭議提出自己的看法和意見.
　　2. 對(duì)慣性定律、慣性系、慣性力有一些新的體會(huì)和見解，導(dǎo)致這些內(nèi)容都有較大改變，明確提出非慣性系相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)定理.
　　3. 對(duì)經(jīng)典力學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)都著重分析、討論.有些以前難以在基礎(chǔ)力學(xué)中解釋的重要問題如陀螺的章動(dòng)等，也在基本原理的基礎(chǔ)上做了簡化討論.
　　4. 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的功能原理、動(dòng)量定理、角動(dòng)量定理的應(yīng)用比牛頓力學(xué)要普遍和有效得多，而且貫穿于整個(gè)力學(xué)、物理學(xué)中，因此在教學(xué)中突出功能原理、動(dòng)量定理、角動(dòng)量定理.
　　5. 淡化剛體力學(xué)的地位，理順剛體力學(xué)教學(xué)系統(tǒng)，精煉和加強(qiáng)剛體力學(xué)的內(nèi)容.
　　剛體只是一個(gè)特殊的質(zhì)點(diǎn)系，在剛體力學(xué)中并沒有新的基本原理，只是質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量定理、功能原理、動(dòng)量定理的應(yīng)用，因此沒有單獨(dú)作為一章. 由于重新安排了教學(xué)系統(tǒng)和討論方法，所以雖然在本書中剛體力學(xué)只占一節(jié)，但是不僅討論了一般教材里的剛體力學(xué)內(nèi)容，而且還增加了章動(dòng)、剛體定點(diǎn)角動(dòng)量L與角速度ω的關(guān)系、歐拉方程等介紹性內(nèi)容.
　　6. 加強(qiáng)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)，增加了應(yīng)力、應(yīng)變、廣義胡克定律、固體形變等.
　　在后續(xù)的理論力學(xué)課程中一般沒有連續(xù)介質(zhì)力學(xué)內(nèi)容，因此本書對(duì)此適當(dāng)加強(qiáng). 一般普通物理力學(xué)教材中很少涉及應(yīng)力、應(yīng)變、固體形變等，本書對(duì)此作認(rèn)真討論.
　　7. 加強(qiáng)振動(dòng)和波動(dòng)
　　在后續(xù)的理論力學(xué)課程中一般也沒有振動(dòng)和波動(dòng)內(nèi)容，因此本書對(duì)此適當(dāng)加強(qiáng). 普通物理力學(xué)教材中一般只推導(dǎo)彈性棒內(nèi)縱波波動(dòng)方程. 本書從應(yīng)力、應(yīng)變、廣義胡克定律出發(fā)，對(duì)固體彈性波、流體聲波的波動(dòng)方程作認(rèn)真的推導(dǎo). 水面波是少數(shù)可以直接觀察的波動(dòng)，本書對(duì)水面波進(jìn)行了較全面的分析.
　　8. 廣義相對(duì)論的物理基礎(chǔ)
　　以等效原理和廣義相對(duì)性原理為基礎(chǔ)，以愛因斯坦關(guān)于鐘、尺假設(shè)為根據(jù)，依靠狹義相對(duì)論知識(shí)，本書嘗試用普通物理的語言和方式，系統(tǒng)、完整、定性和半定量地討論了廣義相對(duì)論的基本原理、史瓦西場時(shí)空、自由粒子的運(yùn)動(dòng)、常加速度內(nèi)稟剛性加速系，介紹了大爆炸宇宙學(xué).
　　9. 考慮與理論力學(xué)的聯(lián)系、銜接或貫通，與理論力學(xué)作為一個(gè)整體通盤考慮，內(nèi)容優(yōu)化組合.整合的重點(diǎn)是將原來理論力學(xué)中的牛頓力學(xué)部分去掉，其主要內(nèi)容分別融合到普物力學(xué)和分析力學(xué)中.
　　作為大學(xué)物理教材，應(yīng)該而且必須為學(xué)生留有充分的自主學(xué)習(xí)空間，因此相對(duì)而言本書內(nèi)容更廣泛和深入.參考本書的同學(xué)，可以根據(jù)自己的目標(biāo)、能力、興趣、愛好，以及能夠利用的時(shí)間，閱讀相應(yīng)的部分.
　　書中融合了清華大學(xué)高炳坤教授關(guān)于慣性系的思想; “振動(dòng)和波”一章重點(diǎn)參考了清華大學(xué)牟緒程教授的《波動(dòng)與光學(xué)》(上冊(cè)); 特此表示感謝.
　　感謝陳澤民老師為組長的清華大學(xué)基礎(chǔ)課工科多學(xué)時(shí)教學(xué)小組老師們的支持和幫助.
　　本書是我在清華大學(xué)多年教學(xué)的總結(jié).教學(xué)相長是亙古不變的道理，書中也包含了學(xué)習(xí)我的課程的幾千清華學(xué)子的聰明才智.

第7章 連續(xù)介質(zhì)力學(xué)
7.1 應(yīng)力和應(yīng)變
7.1.1 應(yīng)力
7.1.2 應(yīng)變
7.1.3 胡克定律——應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系
7.2 固體拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)
7.2.1 等截面直桿的拉壓
7.2.2 矩形梁純彎曲
7.2.3 圓柱扭轉(zhuǎn)
7.2.4 允許應(yīng)力、強(qiáng)度計(jì)算
7.3 流體靜力學(xué)
7.3.1 靜止流體內(nèi)應(yīng)力
7.3.2 靜止流體平衡方程
7.3.3 重力場中的靜流體
7.3.4 液體表面張力
7.3.5 用流體靜力學(xué)方法討論潮汐高度
7.4 流體的定常流動(dòng)
7.4.1 描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法
7.4.2 定常流動(dòng)和不定常流動(dòng)
7.4.3 連續(xù)性方程——質(zhì)量守恒定律
7.4.4 定常流動(dòng)流體的動(dòng)量定理
7.5 理想流體動(dòng)力學(xué)
7.5.1 理想流體基本方程——?dú)W拉方程
7.5.2 伯努利方程
7.5.3 伯努利方程的應(yīng)用
7.5.4 可壓縮理想氣體絕熱定常流動(dòng)的伯努利方程
7.5.5 理想流體的環(huán)量定理(開爾文定理)
7.6 粘滯流體的流動(dòng)
7.6.1 流體粘滯性規(guī)律
7.6.2 粘滯流體中的應(yīng)力
7.6.3 粘滯流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
7.6.4 湍流、雷諾數(shù)
7.6.5 邊界層
7.7 流體中運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力
7.7.1 不可壓縮理想流體中運(yùn)動(dòng)的物體
7.7.2 粘滯流體中運(yùn)動(dòng)物體所受阻力
7.7.3 阻力系數(shù)、球體阻力
7.7.4 具有環(huán)量的運(yùn)動(dòng)物體受到的側(cè)向力——機(jī)翼升力、茹可夫斯基公式、馬格努斯效應(yīng)
習(xí)題
附錄7.1 開爾文定理的證明

第8章 振動(dòng)和波
8.1 一維線性系統(tǒng)無阻尼自由振動(dòng)、簡諧振動(dòng)
8.1.1 動(dòng)力學(xué)方程及其通解
8.1.2 初始條件和確定解
8.1.3 能量關(guān)系、勢(shì)能曲線和相圖
8.1.4 由能量關(guān)系求振動(dòng)規(guī)律
8.1.5 簡諧振動(dòng)
8.2 阻尼振動(dòng)
8.2.1 考慮滑動(dòng)摩擦阻力的彈簧振子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)
8.2.2 阻力與速度成正比的阻尼振動(dòng)微分方程及其通解
8.2.3 欠阻尼振動(dòng)
8.3 受追振動(dòng)和自持振動(dòng)
8.3.1 受迫振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)解
8.3.2 受迫振動(dòng)振幅與頻率的關(guān)系、位移共振
8.3.3 穩(wěn)態(tài)受迫振動(dòng)的功能關(guān)系、速度共振
8.3.4 自持振動(dòng)
8.4 振動(dòng)的合成與分解
8.4.1 線性系統(tǒng)的疊加原理
8.4.2 同頻且振動(dòng)方向相同的簡諧振動(dòng)或標(biāo)量簡諧振動(dòng)的合成
8.4.3 振動(dòng)方向相同而頻率不同的簡諧振動(dòng)的合成、拍
8.4.4 振動(dòng)方向互相垂直諧振動(dòng)的合成
8.4.5 振動(dòng)分解、諧波分析
8.5 簡諧波
8.5.1 波動(dòng)
8.5.2 簡諧波的描述
8.5.3 建立一維簡諧波表達(dá)式
……
第9章 狹義相對(duì)論基礎(chǔ)
第10章 廣義相對(duì)論物理基礎(chǔ)
附錄A 標(biāo)量場和矢量場
附錄B 常用數(shù)據(jù)
習(xí)題答案
參考文獻(xiàn)