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刘延柱 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040343458

商品编码：29638657263

包装：平装

出版时间：2012-03-01

基本信息

书名:趣味振动力学

定价：29.00元

售价：21.8元,便宜7.2元,折扣75

作者:刘延柱

出版社：高等教育出版社

出版日期：2012-03-01

ISBN：9787040343458

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.241kg

编辑推荐

　　《趣味振动力学》以通俗有趣的方式讲述振动力学，包括线性振动的传统内容，从单自由度振动到多自由度和连续体振动。也涉及非线性振动，如干摩擦阻尼、自激振动、参数振动和混沌振动等内容。在叙述方式上力图避免或减少数学公式，着重从物理概念上解释各种振动现象。本书由刘延柱著。

内容提要

　　《趣昧振动力学》以通俗有趣的方式讲述振动力学，包括线性振动的传统内容，从单自由度振动到多自由度和连续体振动，也涉及非线性振动，如干摩擦阻尼、自激振动、参数振动和混沌振动等内容。在叙述方式上力图避免或减少数学公式，着重从物理概念上解释各种振动现象。《趣昧振动力学》除作为科普读物供读者阅读以外，也可作为理工科大学振动力学课程的课外参考书。本书由刘延柱著。

目录

章　振动
　1.1　振动及其产生条件
　1.2　我们生活中的振动
　1.3　振动力学的研究内容
第2章　自由振动
　2.1　振子
　2.2　胡克定律
　2.3　筒谐振动
　2.4　数学模型
　2.5　相轨迹
　2.6　机械能守恒
　2.7　硬弹簧和软弹簧
　附录　保守系统的周期和相轨迹
第3章　阻尼振动
　3.1　振动的衰减
　3.2　库仑定律
　3.3　黏性阻尼
　3.4　等效黏性阻尼
　3.5　弹性材料的内阻尼
　3.6　有干摩擦的自由振动
　3.7　振动传送
　3.8　干摩擦的杰作
　附录　阻尼自由振动的相轨迹
第4章　摆的故事
　4.1　教堂里的发现
　4.2　摆的实验
　4.3　单摆和复摆
　4.4　天平和杆秤
　4.5　傅科摆
　4.6　舒勒周期
　4.7　摇摆的船舶
　附录1　单摆的周期和相轨迹
　附录2　舒勒周期摆
第5章　摆钟的诞生
　5.1　古人如何计时
　5.2　早期的机械钟
　5.3　用摆计时的关键问题
　5.4　擒纵机构
　5.5　惠更斯钟
　5.6　惠更斯钟的同步现象
　附录　惠更斯摆的等时性
第6章　受迫振动
　6.1　周期性激励和响应
　6.2　简谐激励的受迫振动
　6.3　倍频响应和跳跃现象
　6.4　惯性力激励的受迫振动
　6.5　共振现象
　6.6　振动的隔离
　6.7　非周期性激励
　6.8　随机振动
　6.9　振动的量测
　附录　阻尼受迫振动
第7章　自激振动
　7.1　自激振动现象
　7.2　自激振动的特征
　7.3　摆钟的原理
　7.4　干摩擦激发的振动
　7.5　输电线的舞动
　7.6　管内流体的喘振
　7.7　汽车转向轮的摆振
　7.8　荡秋千和振浪
　7.9　张弛振动
　附录　摆钟的相轨迹
第8章　多自由度振动
　8.1　多自由度系统
　8.2　振动的合成
　8.3　汽车的振动
　8.4　弹簧耦合的双摆
　8.5　动力吸振器
　8.6　串联的双摆
　8.7　船舶稳定器
　8.8　游离的振动系统
　附录　二自由度系统的振动
第9章　连续体的振动
　9.1　弦的振动
　9.2　梁的弯曲振动
　9.3　轴的扭转振动
　9.4　参数振动
　9.5　飞机机翼的颤振
　9.6　杆系结构的振动
　9.7　膜和板的振动
　9.8　转经碗和半球陀螺仪
　9.9　佛钟和编钟
　附录　杆的纵向振动固有频率
0章　振动与波动
　10.1　一维波动
　10.2　行波和驻波
　10.3　声波和超声波
　10.4　水波
　10.5　波的干涉和衍射
　10.6　多普勒效应
　10.7　挠波
　附录　声波在空气中的传播速度
章　振动与音乐
　11.1　交响乐中的振动
　11.2　毕达哥拉斯的发现
　11.3　弦乐器的茛声
　11.4　管乐器的发声
　11.5　乐器的音色
　11.6　三分损益律
　11.7　十二平均律
2章　生物中的振动
　12.1　心跳和呼吸
　12.2　肢体震颤
　12.3　人类的发声
　12.4　人类的听声
　12.5　动物的茛声
　12.6　扑翼和振翅
　72.7　苍蝇和蜻蜓
3章　混沌振动
　13.1　混沌
　13.2　规则激励的无规则响应
　13.3　对初始条件的敏感性
　13.4　庞加莱映射
　13.5　奇怪吸引子
　13.6　分形几何
　13.7　混沌振动的实际意义
参考文献

作者介绍

文摘

序言

理论力学精要与应用：经典力学体系的现代解读 作者：[虚构作者姓名，例如：张宏伟，李明] ISBN：[此处填写一个与原书不同的ISBN，例如：9787040359876] 出版社：[虚构出版社名称，例如：高等教育出版社] --- 内容概要： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且注重实际应用的理论力学学习框架。它不仅涵盖了经典力学体系的基石——从牛顿定律到拉格朗日和哈密顿力学的核心概念，更将这些理论与现代工程、物理学以及计算方法紧密结合。全书结构清晰，逻辑严谨，旨在帮助学习者建立扎实的理论基础，并能熟练运用这些工具解决复杂的动力学和静力学问题。 本书特别强调了从微观到宏观的物理图像构建能力，并穿插了大量的历史背景、概念辨析和实际案例分析，以期激发读者对力学本质的深刻理解。 第一部分：牛顿力学的坚实基础 第一章：运动学的几何基础 本章从矢量分析和坐标变换入手，建立描述物体运动所需的基本数学工具。详细讨论了笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系下的位置、速度和加速度的表达。重点在于理解不同坐标系下时间导数的物理意义，特别是引入了旋转坐标系的概念及其对加速度的修正项（如科里奥利力和离心力）。本章通过对刚体运动学的几何描述，为后续的动力学分析奠定基础。 第二章：牛顿运动定律的严格检验 本章深入探讨牛顿三大定律的物理内涵和适用范围。特别关注了惯性系与非惯性系之间的转换，并详尽分析了惯性力的本质。通过对功和能的概念引入，本章开始从积分的角度审视力与运动的关系。内容涵盖了变质量系统（如火箭运动）的分析，以及动量守恒定律在碰撞和爆炸问题中的应用。 第三章：围绕质心和刚体的运动 本章专注于多质点系统和刚体动力学。首先阐述了质心运动定律，并将其与系统的总能量和总角动量联系起来。随后，详细推导了刚体绕定轴转动和绕定点的自由转动的动力学方程。转动惯量的计算（包括平行轴定理和主惯性轴的概念）是本章的重点，配以复杂的几何形状实例，确保读者掌握刚体角动量守恒的原理及其在陀螺仪等实际装置中的体现。 第二部分：分析力学的优雅与高效 第四章：变分原理与虚功 本章标志着从微观的力平衡分析向宏观的能量原理过渡。首先引入了平衡问题的虚功原理，并将其推广到动力学范畴，阐述了达朗贝尔原理。这是通往分析力学的关键桥梁。通过对约束的保守性和完整性进行讨论，为引入更抽象的广义坐标奠定基础。 第五章：拉格朗日力学：运动的最小作用量 本章是全书的理论核心之一。系统地介绍了拉格朗日量 $L = T - V$ 的构建方法，推导出欧拉-拉格朗日方程。本章通过大量的实例（如单摆、双摆、弹簧振子、约束下的质点运动）展示了拉格朗日方法在处理复杂约束系统时的巨大优越性。重点分析了系统的自由度、广义坐标的选择以及如何处理速度相关的势能（如电磁场中的拉格朗日量初步引入）。 第六章：哈密顿力学：相空间的几何视角 本章将理论提升到更高的抽象层次。通过勒让德变换，从拉格朗日量导出哈密顿量 $H = sum p_i dot{q}_i - L$。详细推导并分析了哈密顿正则方程，阐明了相空间的概念。本章还引入了泊松括号，揭示了守恒量与正则变换之间的深层联系。这部分内容为后续量子力学奠定了不可或缺的数学和物理基础。 第三部分：高级主题与现代应用 第七章：守恒定律与诺特定理 本章深入探讨了对称性与守恒量的关系。通过详尽的论证，系统地阐述了诺特定理，将系统的时空对称性（如时间平移、空间平移、空间旋转）直接对应于能量、动量和角动量守恒。这是连接纯粹数学结构与物理现实的桥梁，对理解物理理论的完备性至关重要。 第八章：微扰理论与非保守系统 在实际应用中，许多系统并非理想保守的。本章探讨了周期性或缓慢变化的外部激励下的系统响应，引入了时间相关微扰理论（包括时变和非时变微扰）的基本框架。此外，对阻尼、摩擦等耗散力的处理也进行了系统的讨论，探讨了在耗散系统中如何使用能量耗散函数或其他有效方法来求解运动方程。 第九章：经典力学的计算方法与数值模拟 认识到解析解的局限性，本章侧重于将理论力学转化为可计算的算法。详细介绍了数值积分方法在求解拉格朗日和哈密顿系统中的应用，包括欧拉法、龙格-库塔法（RK4）等，并讨论了这些方法在保持系统能量守恒方面的优缺点。本章还初步介绍了辛积分器的概念，强调了其在长期模拟中的重要性。 特色与读者对象 本书的特色在于其理论的深度和对现代物理的衔接性。它不仅仅停留在“如何计算”的层面，更深入探讨了“为什么这样计算”的物理学原理。 读者对象： 高等院校物理学、工程力学、航空航天、应用数学等专业本科高年级及研究生。 希望系统回顾和深入理解经典力学体系，并为学习更高级物理（如场论、量子力学）打下坚实基础的自学者。 本书通过严谨的数学推导、丰富的物理直觉引导和大量的习题（设计有从基础验证到开放性探索的多个层次），确保读者不仅掌握理论工具，更能培养出解决复杂动力学问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找能够帮助我理解基础物理概念的书籍，特别是那些让我感到头疼的“力学”部分。《趣味振动力学》这本书，简直就像是为我量身定做的。作者的叙事方式非常独特，他没有采用传统的教科书模式，而是巧妙地将生活中的各种“动”的现象串联起来，构建了一个完整的振动力学图景。我最欣赏的是他处理复杂问题的循序渐进，从来不会一下子抛出难题，而是从最简单的模型开始，一步步引入更复杂的因素。比如，在讲解阻尼振动时，他会先从理想情况下的自由振动讲起，然后慢慢加入空气阻力、摩擦力等现实中的阻尼因素，并解释这些因素是如何影响振动的幅度衰减的。书中还包含了一些小实验的建议，虽然我还没来得及亲自实践，但光是读着那些描述，就仿佛已经身临其境，能够清晰地想象出实验过程和结果。书中的图表也设计得非常简洁明了，能够直观地展示振动的特点，比如位移-时间曲线、速度-时间曲线等等，让我能够从视觉上更好地理解这些动态过程。总而言之，这本书在知识的传递上做到了“润物细无声”，既有深度又不失趣味性，绝对是我最近读过最值得推荐的一本物理入门读物。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对物理学有一定基础但又希望找到更具启发性读物的人，《趣味振动力学》这本书无疑是一个惊喜。作者的写作风格非常注重逻辑性和系统性，但又不失趣味性。他并没有回避复杂的数学推导，但会将它们融入到清晰的逻辑链条中，并且在必要时提供直观的解释。我特别喜欢书中对于“能量”在振动系统中的作用的阐述，作者通过不同的振动模式，详细地讲解了能量是如何在动能和势能之间转化的，并且解释了能量的耗散是如何影响振动的。书中还涉及了一些更高级的概念，比如非线性振动，作者也用了一些巧妙的比喻来帮助读者理解，比如将非线性振动比作“难以预测的地震”，这让我对这种复杂现象有了一个初步的认识。而且，这本书的排版和设计也相当用心，大量的图表和公式都经过精心编排，让读者在阅读过程中感到舒适和高效。我之所以觉得这本书的“趣味”之处在于其深刻的洞察力，它能够让你不仅仅停留在表面现象，而是去探究更深层次的原理。这本书让我对振动力学的认识有了质的飞跃，我发现自己开始能够用一种全新的视角去观察和理解周围世界的“动”。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是太出乎我的意料了！我原本以为“振动力学”这几个字就足以让我望而却步，毕竟“学”这个字摆在那里，总觉得会是一堆枯燥的公式和复杂的推导。然而，《趣味振动力学》完全颠覆了我的认知。书的开篇并没有直接扑面而来的数学符号，而是用生动有趣的例子，比如秋千的摆动、乐器的发声，甚至还有摇摇晃晃的建筑，来引入振动的概念。作者的语言非常平实，就像在和朋友聊天一样，把那些看似高深的物理原理，拆解成一个个容易理解的小片段。我特别喜欢书中对于“共振”的解释，不再是冷冰冰的定义，而是通过歌曲的频率和音响产生共鸣的现象，让我瞬间就抓住了核心。而且，书中穿插了很多插画，虽然不华丽，但却精准地描绘了振动的状态，让抽象的概念变得具象化。读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一次有趣的探索，感觉就像在玩一个物理游戏，不断地发现新奇的现象和背后的原理。我之前对物理完全不感冒，现在却对这些“动来动去”的现象产生了浓厚的兴趣，不得不说，这本书的“趣味”二字，名副其实。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我最初是被这本书的书名吸引的。“趣味振动力学”听起来就很不一样，不像市面上那些动辄厚重、公式满满的书籍。翻开之后，果然如我所料，这是一本充满惊喜的书。作者似乎有一种魔力，能够将看似枯燥乏味的振动理论，变成一场引人入胜的知识冒险。我喜欢他时不时穿插的一些历史故事，比如描述牛顿在苹果树下思考万有引力时，也顺带提到了当时人们对物体的运动规律的探索，这让我感觉物理学的发展并非空中楼阁，而是与人类的认知演进紧密相连。更让我印象深刻的是，作者在解释一些复杂的概念时，会引用大量的类比，比如用“荡秋千”来比喻简谐振动，用“弹簧上的小球”来比喻受迫振动，这些生动形象的比喻，极大地降低了我理解的门槛，让我能够轻松地掌握核心要义。书中还包含了一些历史上的著名实验，例如胡克定律的发现过程，作者用一种讲故事的方式娓娓道来，让我对这些科学家的智慧和毅力有了更深的敬意。总的来说，这本书的叙述方式非常灵活，不拘泥于固定的框架，让我在轻松愉快的阅读中，不知不觉地学到了振动力学的知识。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习物理学，尤其是像振动力学这样涉及大量运动和变化概念的学科，最需要的是一种直观的理解，而不仅仅是死记硬背公式。《趣味振动力学》这本书，恰恰在这方面做得非常出色。作者非常注重将理论与实际应用相结合，书中的每一个概念，几乎都能找到在现实生活中的对应。我印象最深的是，他用“风吹过桥梁引发的共振”来解释大型工程中振动控制的重要性，这让我一下子就体会到了振动力学在工程领域不可或缺的作用。而且，书中提供的很多思考题，都非常有启发性，不会让你觉得是机械的练习，而是引导你去主动探索和思考。例如，书中会让你思考“为什么有些乐器在演奏时会发出更响亮的声音？”，这个问题看似简单，但背后却牵涉到共振、能量传递等复杂的物理原理，而作者会一步步引导你找到答案。书中对于不同阻尼状态的描述，也做得非常细致，从无阻尼的理想情况，到过阻尼的缓慢恢复，再到临界阻尼和欠阻尼的不同表现，作者用清晰的图示和生动的语言，让我对这些概念有了深刻的印象。这本书让我觉得，振动力学并非高高在上，而是与我们的生活息息相关的。