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看不見的力是怎樣存在于我們的生活當(dāng)中的？怎么才能感受到它？它有什么作用？它對(duì)我們的生活有什么影響？本書來(lái)給你答案。本書共分為5章，講述內(nèi)容包括力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、物體的運(yùn)動(dòng)、力與運(yùn)動(dòng)、功與能量、動(dòng)量與沖量。

本書適合對(duì)力學(xué)知識(shí)有興趣的讀者閱讀，可作為力學(xué)入門課本。

本書作為力學(xué)的入門級(jí)讀物，特別注重讓讀者能夠讀懂和領(lǐng)會(huì)全篇內(nèi)容，同時(shí)采用了通俗易懂的插圖，也便于讀者理解。

力學(xué)涉及各種領(lǐng)域。本書主要闡述了從小學(xué)到高中的教科書中所涉及的力、能量以及運(yùn)動(dòng)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，當(dāng)然也都將在牛頓力學(xué)或經(jīng)典力學(xué)的范圍內(nèi)進(jìn)行討論。

力學(xué)與我們的生活有著緊密的聯(lián)系。但是實(shí)際上，在學(xué)校的課程中，學(xué)習(xí)力學(xué)的時(shí)間是有限的，我想應(yīng)該會(huì)有一些人因力學(xué)難以理解，而只留下力學(xué)很難學(xué)習(xí)的印象。我之所以采用現(xiàn)在這樣的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，是因?yàn)檎糜龅搅艘晃恍W(xué)四年級(jí)的小女孩。

她說(shuō)：因?yàn)榧倨诘难芯空n題是浮力，我正在進(jìn)行這方面的調(diào)查，希望能得到您的幫助。于是我們?cè)诩s定的圖書館探討了一個(gè)小時(shí)左右。

這位小女孩的調(diào)查非常詳細(xì)，也向我提出了幾個(gè)問(wèn)題，我盡可能用通俗簡(jiǎn)單的語(yǔ)言回答了她的問(wèn)題。

若是給高中生講解的話，通常是給出公式，然后得出上浮或者下沉的結(jié)論，就解答清楚了。但現(xiàn)在對(duì)象是小學(xué)生，我必須用小學(xué)生可以理解的語(yǔ)言進(jìn)行說(shuō)明，讓我非常高興的是，這位小女孩理解了我對(duì)這些問(wèn)題的解答。

這件事情過(guò)去不久，我就接到了本書的編寫邀約。

因此，我盡量避開嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x闡述和較長(zhǎng)的計(jì)算公式，采用即使是不擅長(zhǎng)力學(xué)的人也能理解的講述方法，撰寫了第1章。我想在粗略地讀了第1章之后，您就會(huì)對(duì)本書所涉及的內(nèi)容有個(gè)大致的了解。

在第2章之后，依據(jù)內(nèi)容的需要，還是會(huì)出現(xiàn)一些計(jì)算公式，這是為了清楚描述力學(xué)規(guī)律，而無(wú)法避免會(huì)用到的最基礎(chǔ)的公式和計(jì)算例題。盡管，對(duì)我來(lái)說(shuō)，用進(jìn)行微分積分后進(jìn)行求導(dǎo)等專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行講解更為方便，但針對(duì)這一部分公式，我也會(huì)盡量不從數(shù)學(xué)角度去解說(shuō)、推導(dǎo)，而是用算術(shù)的方法去解決所遇到的問(wèn)題。

但是書中還是直接使用了三角函數(shù)公式，因?yàn)闊o(wú)論如何都沒有辦法用其他說(shuō)明替代。因此，我認(rèn)為三角函數(shù)就是讓大多數(shù)人感到力學(xué)很難學(xué)的第一個(gè)挫敗點(diǎn)。為此，我在書中只選擇了能夠運(yùn)用少量三角函數(shù)知識(shí)就能解決的力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行講解。

即使是力學(xué)中最重要的矢量，書中也沒有使用這樣的符號(hào)來(lái)表示，而是在不需要嚴(yán)謹(jǐn)劃線描繪的地方，在沒有大矛盾的前提下，以圖解的方法表示出來(lái)。

對(duì)于力學(xué)相關(guān)的術(shù)語(yǔ)，也都優(yōu)先考慮用通俗易懂的語(yǔ)言去表述。

還有像身邊的各種物理現(xiàn)象，如自行車或貨物的搬運(yùn)等，都將其簡(jiǎn)化為力學(xué)模型進(jìn)行講解，所有這些努力都是為了讓讀者能夠更容易地讀懂本書。

如果讀了本書之后，您能有原來(lái)力學(xué)并不是那么難的感受，這就是我最大的幸福。

最后，誠(chéng)摯地感謝給了我編寫本書機(jī)會(huì)并給予許多建議和鼓勵(lì)的科學(xué)書籍編輯部的中右文德先生，也衷心地感謝為便于讀者理解而創(chuàng)作有趣插圖和認(rèn)真進(jìn)行電子排版的出版社的全體制作人員！

小峰龍男

2014年8月

第1章　力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí) 1

1-1　力學(xué)表明力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 2

1-2　力改變物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 4

1-3　慣性和質(zhì)量是表示物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì) 6

1-4　決定物體重量的因素重量與重力 8

1-5　我們生活在重力場(chǎng)和慣性系中重力場(chǎng)與慣性系 10

1-6　作用于放置在桌上書的力相互作用和作用力與反作用力 12

1-7　摩擦是在接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象 14

1-8　簡(jiǎn)化物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)與坐標(biāo)系 16

1-9　速率和速度是不同的物理量標(biāo)量與矢量 18

1-10　長(zhǎng)度和時(shí)間等的描述方法物理量和單位 20

1-11　拋球時(shí)的技巧拋投運(yùn)動(dòng) 22

1-12　力（矢量）的表示和使用 24

1-13　力和力矩的平衡作用于剛體的力 26

1-14　功就是使物體移動(dòng) 28

1-15　能量是做功的能力機(jī)械能守恒定律 30

1-16　動(dòng)量表示運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)動(dòng)量守恒定律 32

專欄我們?nèi)粘Ｉ钪械牧W(xué)實(shí)驗(yàn) 34

第2章　物體的運(yùn)動(dòng) 35

2-1　賽跑選手的運(yùn)動(dòng)軌跡基本的平面運(yùn)動(dòng) 36

2-2　速度的國(guó)際單位是m/s速度的單位與換算 38

2-3　通過(guò)例題學(xué)習(xí)勻速直線運(yùn)動(dòng) 40

2-4　將問(wèn)題視覺化勻速直線運(yùn)動(dòng)圖 42

2-5　靈活地思考巧妙地使用繪畫 44

2-6　汽車從啟動(dòng)到停止加速運(yùn)動(dòng) 46

2-7　以勻變速奔馳的汽車勻變速運(yùn)動(dòng)的公式 48

2-8　勻變速運(yùn)動(dòng)的計(jì)算例1用公式求解 50

2-9　勻變速運(yùn)動(dòng)的計(jì)算例2用圖形求解 52

2-10　重力引發(fā)的豎直向下的運(yùn)動(dòng)自由落體 54

2-11　球的向上拋投與向下拋投豎直方向上的加速運(yùn)動(dòng) 56

2-12　向上拋投與向下拋投的例題數(shù)值計(jì)算的例子 58

2-13　手算開根號(hào)開平方法 60

2-14　向斜上方拋投的球會(huì)如何運(yùn)動(dòng)？斜拋運(yùn)動(dòng) 62

2-15　無(wú)法避免的三角函數(shù)三角函數(shù)的基礎(chǔ) 64

2-16　投球達(dá)到最遠(yuǎn)的角度是仰角45斜向拋投的例題 66

2-17　過(guò)山車的速度斜面上的運(yùn)動(dòng) 68

專欄身體能夠感覺到的速度是多少？ 70

第3章　力與運(yùn)動(dòng) 71

3-1　自然界的4種基本相互作用力磁力引發(fā)的阻力 72

3-2　各種各樣的力的作用方式力的類型 74

3-3　矢量的合成與分解矢量的作圖法 76

3-4　作用于一點(diǎn)的力的平衡合力為零 78

3-5　力和重力（重量）的單位N還是kg？ 80

3-6　保持運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)牛頓第一定律 82

3-7　力、質(zhì)量和加速度的關(guān)系牛頓第二定律 84

3-8　作用力、反作用力與非慣性系的運(yùn)動(dòng)牛頓第三定律 86

3-9　電梯中力之間的關(guān)系慣性力和運(yùn)動(dòng)方程式 88

3-10　電梯與其內(nèi)物體的力的關(guān)系區(qū)分不同的力 90

3-11　接觸面上阻礙運(yùn)動(dòng)的力摩擦力 92

3-12　裝載在手推車上的貨物滑動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)非慣性坐標(biāo)系的摩擦力 94

3-13　放在斜面上的物體的運(yùn)動(dòng)斜面與摩擦 96

3-14　拔河的勝負(fù)取決于摩擦力摩擦問(wèn)題的思考 98

3-15　圓周軌跡上的運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng) 100

3-16　使物體進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的力向心力 102

3-17　身體感覺得到的旋轉(zhuǎn)力離心力 104

3-18　使物體旋轉(zhuǎn)力矩 106

3-19　探索身邊存在的力矩簡(jiǎn)單的計(jì)算例 108

3-20　作用于物體上的力的平衡平衡與重心 110

3-21　推動(dòng)箱子而不倒關(guān)鍵是箱體的寬度 112

3-22　力矩的作用力偶和力矩引發(fā)的力 114

專欄力矩與扭矩 116

第4章　功與能量 117

4-1　體驗(yàn)功的定義力學(xué)上的功 118

4-2　在廚房進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)力和功 120

4-3　做功不易滑輪做功 122

4-4　利用三角形做功的智慧斜面上做功 124

4-5　功與能量的關(guān)系 126

4-6　經(jīng)典力學(xué)中物體的能量機(jī)械能 128

4-7　彈簧的做功與能量彈性勢(shì)能 130

4-8　存儲(chǔ)能量的重力機(jī)械能守恒定律 132

4-9　過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)原理機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 134

4-10　秋千的單擺運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒定律和擺動(dòng) 136

4-11　消耗機(jī)械能的力非保守力 138

4-12　機(jī)械能與熱能功與熱 140

4-13　熱傳遞能量熱運(yùn)動(dòng)與熱量 142

4-14　熱能守恒能量守恒定律 144

4-15　能量轉(zhuǎn)換與自行車的剎車熱能做的功 146

4-16　動(dòng)力大則做功快功率 148

4-17　差動(dòng)滑輪的功功率的計(jì)算例子 150

專欄地鐵線路的節(jié)能措施 152

第5章　動(dòng)量與沖量 153

5-1　動(dòng)量表示物體保持運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)動(dòng)量守恒定律 154

5-2　運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)與能量速度加倍和速度平方的差異 156

5-3　能量的功和沖量的碰撞計(jì)算例子 158

5-4　物體的碰撞和反彈恢復(fù)系數(shù) 160

5-5　落體的反彈高度自由落體的恢復(fù)系數(shù) 162

5-6　碰撞是重心接近后又分離的運(yùn)動(dòng)碰撞后的速度 164

5-7　求解碰撞后的運(yùn)動(dòng)速度碰撞計(jì)算 166

5-8　分析斜面上的碰撞平面內(nèi)的碰撞 168

5-9　棒球的擊球與飛機(jī)的推力思考動(dòng)量 170

5-10　研究水或空氣的運(yùn)動(dòng)流體力學(xué) 172

5-11　水管內(nèi)的水和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)流體的動(dòng)量 174

5-12　自來(lái)水管道的沖擊聲與沖擊式水輪機(jī)流體的沖擊力 176

5-13　利用力使流動(dòng)發(fā)生變化升力 178

參考文獻(xiàn) 180

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