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北京大学理论力学讲义 introduction

第二章、 有心运动(5学时) §1、两体问题 §2、有心运动的轨道微分方程 §3、平方反比力作用下的轨道 §4、园轨道的稳定性 §5、a粒子的散射
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第三章、 小振动(5学时) §1、小振动体系的运动方程
§2、小振动的解 §3、简正坐标 §4、例题:耦合摆 §5、质点组的动能
第四章、 刚体运动学(4学时) §1、直角坐标系下的3维张量 §2、刚体的定点运动 §3、刚体的一般运动 §4、刚体运动的特殊情形 §5、无穷小转动的矩阵形式 §6、 Euler 运动学方程
ftp:///pub/liuchuan/mech.pdf (3) 胡慧玲、林纯镇、吴惟敏,理论力学基础教程,
高等教育出版社,1986. (4) 苏云荪,理论力学,高等教育出版社,
1990年6月出版. (5) 梁昆淼编,俞超、马光群修订,力学(下册),
3rd ed., 高等教育出版社, 1995年5月出版.
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陈晓林的联系方式
办公室:物理楼中224, 62751730
Email chenxl@
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助教的联系方式
张琛 物理楼北167 ? 13718956953 Email: zhangchen895@
高永凤 ?15652969735 Email:yfgao03@
F
我们用r 或 r 表示矢量,2者混用,
r
F为作用力, 最基本的矢量方程是
F =m r 。
O
这里 r d 2r / dt2 为质点的加速度。
这部分内容主要建立者是 Galileo (1564-1642),
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特别是
Isaac Newton (1642-1727)
1687
自然哲学的数学原理
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(2)分析力学 在18、19世纪,由数学家、物理学家J. L. Lagrange
周 星期三 星期五 9 11月4日 10 11月11日 11月14日 11 11月18日 12 11月25日 11月28日 13 12月2日 14 12月9日 12月12日 15 12月16日 16 12月23日 12月26日
10月21日换到其它时间,补课时间待定。
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5、本课程组成员:共5人
姓名
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3、本课程的主要内容 以分析力学为主线。 • 一、 Lagrange方程 • 二、 有心运动 • 三、 小振动 • 四、 刚体运动学 • 五、 刚体动力学 • 六、 Hamilton力学 • 七、 力学中的变分方法
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4、本课程教学进度 第一章、 Lagrange 方 程(8学时)
§1、约束,自由度和广义坐标 §2、虚功原理 §3、Lagrange方程
和W. R. Hamilton建立。
J. L. Lagrange
W. R. Hamilton
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分析力学与矢量力学原理上基本相同,但形式不同。
矢量力学
分析力学
质点的矢径r,矢量
体系的广义坐标,标量
质点受到的作用力矢量F
体系的能量,如V,T
分析每个质点的运动、受力状况 分析体系的总体状况
矢量形式的力学原则上只适用于力学问题, 分析力学原则上可以推广应用于很多其它领域。
单位
研究方向
许甫荣 刘川 张大新 周乐柱 陈晓林
技术物理系 粒子物理、 核物理
理论物理 粒子物理 研究所 理论物理 粒子物理 研究所 信息学院 信息科学
教学中心 核物理
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6、教材和参考书 (1) 周乐柱,理论力学简明教程,北京大学出版社,
2005年1月出版.
(2) 刘川,理论力学,电子版讲义1.0e,2009年9月。
在这21次课中,利用2次上课时间讨论习题,相当于 习题课。
教学过程中将根据具体情况对该进度做部分修改。
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课程表
周 星期一 星期四
1 9月9日 2 9月16日 9月19日 3 9月23日 4 9月30日 10月3日 5 10月7日 6 10月14日 10月17日 7 10月21日 8 10月28日 10月E. M. Lifshitz Mechanics,Pergamon Press,3rd ed.,1987; 或世界图书公司出版,1999年
(8) 金尚年、马永利,理论力学,第二版, 2002年7月, 高等教育出版社。
7、本学期的其它安排 (1)过几个星期后,根据同学们需要安排答疑时间; (2)是否期中考试,待定;
经典物理
量子物理
(2)速度小于光速,或 m0 ≠ 0, 速度等于光速,即m0 = 0, 象光子,即电磁场,其运动规律由Maxwell方程描述。
“(2)”对经典力学限制是狭义的, 广义理解的经典力学可以包括 电磁场变化规律的分析力学形式。
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2、力学的基本内容
m
(1)矢量力学,即Newton力学
对质点或质点组,由矢径r来描述质点的位置,
理论力学
北京大学物理学院 2013年9月- 2013年1月
主讲人:陈晓林
助教:张琛 高永凤 孙传奎
上课内容下载 在physics teaching server上, ftp:///pub/xlchen/
Theoretical Mechanics 可下载pdf、ppt等格式的文件。 建议打印纸设为“横向”,每张纸打印页数设为“6”。
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(6) Herbert Goldstein,Charles Poole, John Safko, Classical Mechanics, 3rd ed.,2002; 高等教育出版社,2005。 (中译本:H. 戈德斯坦,经典力学,陈为恂译, 2nd ed., 科学出版社,pp759., 1986).
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8、课程总成绩评定 (1)本学期共做约50道习题(习题有电子版)。 习题全部按时交,可以得10分。 全部或部分作业晚交, 晚交部分扣40%的分。期末考试前最后一次答疑结束后 交来的习题不得分。 (2)考试占90分。 (3)期末考试时间:2014年1月6日(星期一)上午。
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孙传奎 ? 15120049683 Email: sunck@
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助教分工 待定
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1、什么是力学?
我们通常说的力学是指经典力学,Classical Mechanics. 研究宏观物体的机械运动的规律。
机械运动:物体间相对位置的变化。
宏观物体:
(1)尺度远大于原子,即10-8cm。
第七章、 力学中的变分方法(5学时) §1、Hamilton原理 §2、正则变换 §3、Hamilton-Jacobi方程
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每周一1、2节,双周四1、2节上课; 本周是第一周,单周。
2013年9月9日-2013年12月27日,共16周,扣除 10月1日、10月4日(国庆节假期), 12月31日(元旦假期),共有21次课,42学时, 见下页表。
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第五章、 刚体动力学(8学时) §1、惯量张量 §2、惯量主轴 §3、惯量椭球 §4、刚体定点运动时的运动方程 §5、轴承受力问题 §6、刚体的定点自由运动 §7、质点在非惯性系中的运动
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第六章、 Hamilton力学(5学时) §1、Hamilton正则方程 §2、初积分 §3、质点在转动参考系中的运动 §4、对称性与守恒定律 §5、Poisson 括号
(3)狭义相对论。
在3学分的理论力学中,这部分略去。 把力学分为普通物理-力学和理论力学在很大程度上 是人为的,两者之间没有明确的界线,其划分随作
不同的时期,不同的学校,不同的教师而不同。
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但通常,普物力学更注重力学中的基本概念、基本规律, 并在此基础上处理各类广泛的、相对简单的力学体系。
在更高等的数学理论的基础上,理论力学 更注重系统地、深入地研究各种带普遍性的力学体系。 通常, 普物力学较多使用归纳,理论力学较多使用演绎; 理论力学的基本理论和方法被广泛地用于其他学科, 如电动力学、统计物理、广义相对论、量子力学、 核物理、粒子物理、场理论等等。 理论力学通常是4大力学的第一门课程, 通过学习理论力学,同学们对物理世界的认识 开始从普通物理向理论物理过渡。 这也表明,理论力学在物理学中,具有特殊的重要性。
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