力学与航天

　　航天包括环绕地球的运行、飞往月球或其他行星的航行、行星际空间的航行和飞出太阳系的航行。航天的关键在于航天器应达到足够的速度，克服或摆脱地球引力，飞出太阳系的航行还要摆脱太阳引力。第一、第二、第三宇宙速度是航天所需的三个特征速度。天文学、数学、力学等学科的综合，是了解航天必不可少的基础知识。

序
一、纪念钱学森
二、献给中学生
前言
全书结构
历史回顾要目
历史回顾
一、认识天体运行的规律需要天文学、数学和力学
二、中国古代对天文学、数学和力学的贡献
三、落下闳系统与托勒密系统之比较
四、哥白尼的地球运动说是近代科学的开端
五、从第谷的天文观测到开普勒发现行星运动定律
六、牛顿的力学预言了发射人造天体的可能性
七、圆锥曲线理论的发展
八、天体运行的轨道是圆锥曲线
九、人们对天体运行规律的认识在不断发展
十、航天轨道是简单的，但航天的实现是复杂的
第一章 结构
第一章 圆锥曲线的性质
一、圆锥曲线的直角坐标方程
二、圆锥曲线的极坐标方程
三、圆锥曲线的切线的性质
四、圆锥曲线的切线坐标方程
五、圆锥曲线的曲率半径
第一、第二章 结构
第二章 天体运行的规律
一、开普勒行星运动三定律
二、牛顿力学三定律
三、万有引力定律
四、能量守恒和转化定律
五、天体运行的能量方程
第一、第二、第三章 结构
第三章 人造卫星和航天
一、第一、第二、第三宇宙速度
二、离心率公式及其讨论
三、人造地球卫星的轨道
四、洲际弹道火箭的轨道
五、航天的轨道
继续探索要目
继续探索
一、二体问题与多体问题
二、摄动
三、行星轨道近日点的旋转
四、引力的本质尚未认识
五、恩格斯论吸引与排斥
六、现代物理学需要引斥论
七、建立引斥论的几点设想
八、广义不确定原理
九、不确定原理的物理机制
十、力学是因果与机遇的辩证统一
附录
附录1 椭圆的面积
附录2 圆锥曲线统一的切线坐标方程
附录3 圆锥曲线统一的曲率半径公式
附录4 动能公式和引力势能公式
附录5 行星近日点旋转的推导
附录6 从天体运行推导引斥力公式
附录7 万有引力定律与开普勒定律的新推导
附录8 张景中院士给出的证明摘录
附录9 闫金铎教授的评审意见摘录
附录10 王忠亮教授的评审意见摘录
附录11 苏刚教授的评审意见摘录
附录12 《物理教学探讨》上发表的书评摘录
参考文献
后记

　　英国物理学家牛顿（1642—1727）总结了前人在天文学、数学、力学上的成果，发现了牛顿力学三定律和万有引力定律，并用这些定律圆满地解释了天体的运行。同时牛顿还预言了发射人造天体的可能性。
　　牛顿在《自然哲学之数学原理》中写道：“一个抛射体，如果不是由于重力的作用，就不会回到地面，而会沿着直线飞出去；并且如果能把空气阻力消除掉，它就会以等速运动飞出去。只是由于它所受的重力才使它不断从其直线路程中偏离出去而掉向地面，并视重力和运动速度的大小而决定这种偏离的多少。物体所受的重力或其物质的量愈小，或者用以抛射的速度愈大，则它与直线路程的偏离就愈小，抛射得也就愈远。如果从山顶用弹药以一定的速度把一个铅球平射出去，那么它将沿着一条曲线射到两里以外才落到地面；如果能消除掉空气阻力，而且发射速度增加到2倍或10倍，那么铅球的射程也会增加到2倍或10倍。而且用增加发射速度的办法，我们可以随意增加其射程，并同时减少它所画的曲线的曲率，使它终于在10倍、30倍或90倍远的距离处落到地面，或者甚至可以使它在落地以前绕地球一转；或者最后，也可以把它发射到空中去，在那里继续运动以至无穷远而永远不落到地面。”（此译文取自上海人民出版社1974年出版的《牛顿自然哲学著作选》第15～16页。）牛顿论证了在万有引力作用下天体是按圆锥曲线轨道运行，圆锥曲线的理论便在天体运行中得到了具体应用。
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