Page 157 - 《摩擦学学报》2021年第1期

体育运动中的力学知识应用
——评《接触力学与摩擦学的原理及其应用》

物理学是研究生活中一切现象的一门学科，而力学是它最基础的一个分支。几千年以来，人类一直希望可
以获得更大的力量来解决中生活中遇到的各种问题，从最早的身体崇拜，到慢慢地通过杠杆来使出超过人本身
更大的力量。人类总是在实际的生产生活中，寻求更大的力量，这是人类的进化使然。力学很重要，也很早就
被人类认识到，但是，力学也仅仅只是在近几百年以来才得以进入更大的进步空间，伴随着几次工业革命的到来，
力学的理论研究也取得了巨大的成果。力学理论促进了工业文明的发展，而工业文明也同样推动力学理论的进步。
中国著名的力学专家钱伟长先生一生都在致力于推动力学在中国的发展，但是直到如今，中国的力学发展
水平仍然和国际上有着巨大差距，这也导致了中国许多工业实践存在诸多短板。要想发展，就需要许多力学方
面的人才，而培养人才，就需要有一本非常专业的力学教材，兼具科学性和趣味性，吸引更多的年轻人进来。
今天，我要向大家推荐的一本书，是德国著名力学专家瓦伦丁撰写，我国著名翻译家李强翻译的《接触力
学与摩擦学的原理及其应用》。这本书讲述了力学的方方面面，无论是历史发展，还是各种力学本身的专业知
识，都被全面细致地写进了这本书里。全书共有三章，几十万字，是专为大学的物理学专业的师生而准备。自
2011 年被清华大学出版社出版以来，便一直深受大学师生的喜爱。
第一章是绪论，这一章内容是力学的基础，想要认识到力学的本质，必须从质点运动学开始，因此作者将
质点运动学放在第一部分，而且用了不少的篇幅来阐述。作者用了五个部分来讲解质点运动学，有空间和时间，
直线运动，平面曲线运动，空间曲线运动，以及参考系间的相对运动。运动才让质点有了意义，而质点在不同
的运动里面有不同的意义。也提到了牛顿定律，运动定理。在力学的发展史上，牛顿可能是最有名的科学家，
因为他发现了牛顿定律，这是任何一个作者都不会绕过的部分。对于作者同样如此。他着重讲述了牛顿发现牛
顿定律的过程，以及牛顿定律的内容和作用，比如相互作用力、惯性力等。作者还举例了牛顿定律在生活中被
运用的例子，让读者更好地理解，比如保持车距，就是因为突然刹车存在惯性。
第三章是接触问题的定性分析——无黏着法向接触。他首先提到了一种性能，叫做机械能，它被广泛运用
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在大型的生产车间中，对一个国家的工业发展有着非常重要的影响。作者着重讲述了机械能的运用原理，并且
大量举例说明机械能的运用实例，让读者能够感受到机械能的巨大作用，因此想要提高一个国家的制造业的效率，
就得想办法获得更多的机械能，目前来说仍然是一个难题，需要未来力学人才想出更好的方法来攻克这一难题。
年 第
又介绍了解动量定理、天体运动。力学不仅存在于地球上，也存在天体运动中，科学家也早已把研究的触角伸
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向了太空，而在 21 世纪，太空也成为各个大国竞争的新战场。作者解释了动量定理的由来以及作用，尤其是对
称性和守恒律，已成为运用力学研究天体运动中的重要内容。目前的研究还面临许多问题，对于太空，人类还
知之甚少，但是科学家已经发现了最基本的规律，未来的科学家们只需要继续站在巨人的肩膀上来观察浩瀚的
宇宙。什么是质心，什么是刚体，刚体又是如何运动的，作者在这一章里着重讲述了这些内容。刚体有三种运
动方式，定轴、平面以及定点。不同的运动方式有不同的规律和作用，以及不同的使用场景。作者都一一阐述。
而对于流体，力学也存在于液体中，它包括许多力，如浮力、压力、冲力等等。人类通过这些力量的合理使用，
发明了船，征服了河流以及大海，可以去往陆地到达不了的地方。鉴于地球有百分之七十的地方都是水，因此
流体力学甚至能从力学中单独分出来成为一门独立的学科，作者没有这么做，但也用了大量的篇幅来阐述流体
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力学，如在静态和动态中，力学的不同形式，以及流体力学中的能量守恒，还有流体力学在生活中被广泛运用
的具体场景。
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第三章是黏着接触的定性分析，首先强调了波的出现总是伴随着振动。但是这一现象在力学中却有着很大
的学问，首先振动的形式就有很多种，作者在文中就提到了保守系的振动，阻尼振动等多种振动方式，不同的
振动方式会有不同的波出现，而不同的波也会产生不同的能量。包括对于狭义相对论的说明，这是爱因斯坦的
著名理论。大多数人都听过这几个字，但对内容和具体的作用知之甚少。作者在文章中作了具体阐述，解释了
什么是狭义相对论，它的基本原理，以及在时空当中的相对性和变换性，以及狭义相对论的具体运用。
因为这本书是给大学生编著的教材，因此作者十分注重它的专业性和趣味性的结合，因为作者本身就是著
名力学专家，而且在写作之前也查阅了大量专业书籍资料，因此专业性自不必说，但令人惊讶的地方是，这本
书的趣味性也非常的好，作者没有纯粹的讲述专业知识，加入了许多科学家的故事，以及发现定理的逸闻趣事，
运用大量的现实例子来说明力学理论的实际运用，这让枯燥的力学理论变得十分亲切，同时在每一章节后面留
下了相应的试题来检验学生学习的情况。
因此，这本书出版十余年以来，依然成为大学师生学习力学的入门教材，可见它的受欢迎程度，相信这本
书一定能培养更多优秀的力学人才，在未来推动中国的力学在理论和实践两个方面都能取得巨大的进步。

白鲲，张腾宇，曹烨程（石家庄学院，河北 石家庄 050000）