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相信很多同學(xué)都會有疑問：四大力學(xué)有必要學(xué)嗎？ 四大力學(xué)如何學(xué)習(xí)？ 四大力學(xué)需要學(xué)到什么程度？ 今天我們就來和大家聊聊相關(guān)話題。

1、什么人適合學(xué)習(xí)四技？

前面說過，物理競賽的考試范圍不會超出普通物理的水平。 即使是決賽中出現(xiàn)的新模型、新難題，也一定可以在物理競賽大綱規(guī)定的知識范圍內(nèi)得到解決。 因此，我們對大多數(shù)學(xué)生的建議是，根據(jù)物理競賽大綱，掌握普通物理的關(guān)鍵知識。 更重要的是保證有足夠的題目、足夠的時間、足夠扎實(shí)的練習(xí)來解決問題。

對于大多數(shù)學(xué)生來說，就物理競賽提高成績的實(shí)際效果而言，學(xué)習(xí)四大力學(xué)知識恐怕并不像枯燥的答題練習(xí)那么枯燥。 作為經(jīng)歷過的人，我們非常理解學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)新知識，不喜歡重復(fù)回答問題。 但物理競賽歸根結(jié)底是一場考驗(yàn)，解題能力歸根結(jié)底是一個繞不開的考核指標(biāo)。

以上是針對大部分物理比賽的學(xué)生來說的，但對于志在參加國家集訓(xùn)隊、北大優(yōu)秀、清華攀巖等比賽的學(xué)生來說，情況確實(shí)略有不同。 一方面，專家之間的競爭異常激烈。 物理比賽決賽，一分甚至半分就足以決定能否進(jìn)入國家集訓(xùn)隊； 另一方面，北大卓越、清華攀登的相關(guān)考試并不死板。 物理競賽大綱會涉及四大力學(xué)的一些知識點(diǎn)。

這兩個因素使得一些學(xué)生對學(xué)習(xí)四大力學(xué)知識產(chǎn)生了非常合理和現(xiàn)實(shí)的需求。 那么，如何相對客觀地判斷自己目前的水平是否適合學(xué)習(xí)四大力學(xué)呢？ 對此，你不妨問自己以下三個問題：

01

物理競賽大綱中列出的知識點(diǎn)和普通物理的核心知識點(diǎn)你是否已經(jīng)掌握牢固了？

《四種力學(xué)》是普通物理學(xué)的后續(xù)高級課程。 只有打好普通物理基礎(chǔ)，才能開始學(xué)習(xí)四大力學(xué)的內(nèi)容。 沒有堅實(shí)的基礎(chǔ)，不要試圖建造“空中樓閣”。

02

您是否已完成所有需要回答的物理競賽題？ 如果你從普通物理競賽書和歷屆物理競賽試卷中隨機(jī)選一道題，你能保證在規(guī)定的時間內(nèi)完成并做對嗎？

提高解決問題的能力是提高物理競賽成績的關(guān)鍵。 如果解題不夠熟練或者沒有做該做的題，在物理競賽中就很難取得預(yù)期的成績。 在這種情況下，你就會急于去更高的地方學(xué)習(xí)。 難度的智力含量完全不利于物理競賽。

03

您了解必要的高等數(shù)學(xué)工具嗎？ 你能“忍受”冗長而高級的數(shù)學(xué)計算嗎？

與普通物理學(xué)相比，四大力學(xué)會涉及到一些更高端、更復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具。 如果不能掌握這些工具，那么對四大力學(xué)的學(xué)習(xí)也只是膚淺的。 當(dāng)然，在學(xué)習(xí)物理知識的過程中，很多數(shù)學(xué)工具是可以同時學(xué)習(xí)并逐步掌握的，但必要的知識基礎(chǔ)和對長時間復(fù)雜計算的“耐受力”仍然是學(xué)習(xí)四大力學(xué)的必要條件。

對于以上問題，只有當(dāng)你能自信地回答“是”時，討論如何學(xué)習(xí)四大力學(xué)知識才有意義。

2、四大力學(xué)如何學(xué)習(xí)？ 需要學(xué)習(xí)到什么程度呢？

就物理競賽和北大清華攀登的實(shí)際考試要求而言，四大力學(xué)并不需要學(xué)得很深入。 只需要初步了解核心原理、初步掌握基本方法、初步了解關(guān)鍵模型。 一般來說，能夠處理好四大力學(xué)教材前幾章的例題和中低難度的習(xí)題就足夠了。 您可以跳過特別困難的部分，而無需了解太多細(xì)節(jié)。 對于四大力學(xué)學(xué)科，我們的具體學(xué)習(xí)建議如下：

理論力學(xué)

首先明確一點(diǎn)，我們所說的理論力學(xué)是指以拉格朗日力學(xué)和哈密頓力學(xué)為代表的分析力學(xué)，而不是工科專業(yè)的理論力學(xué)。 學(xué)習(xí)理論力學(xué)的重點(diǎn)是了解拉格朗日力學(xué)和哈密頓力學(xué)的基本原理，掌握運(yùn)用理論力學(xué)處理經(jīng)典力學(xué)問題（中心運(yùn)動、小振動、剛體）的基本方法。 學(xué)習(xí)理論力學(xué)的主要目的是為學(xué)習(xí)其他三大力學(xué)打基礎(chǔ)。 并不是用理論力學(xué)的方法來解決物理競賽題（事實(shí)上，大多數(shù)物理競賽力學(xué)題如果用理論力學(xué)的方法來解決，只會變得更加復(fù)雜）。

限于中文教材范圍，推薦的理論力學(xué)書籍包括：

力學(xué)，蘭道

文筆簡潔，包含許多有趣的話題。 可以結(jié)合鞠國興的《蘭道解讀》來閱讀。

力學(xué)·第二卷理論力學(xué)梁昆淼

看看分析力學(xué)部分就知道了。

理論力學(xué)教程，周彥白

前四章是矢量力學(xué)（仔細(xì)讀起來也很有收獲），第五章是分析力學(xué)（篇幅不長，但涵蓋了分析力學(xué)的主要內(nèi)容）。

電動力學(xué)

對于物理競賽學(xué)生來說，電動力學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是掌握靜電場和靜磁場兩大章節(jié)的核心知識，包括相關(guān)的電磁介質(zhì)等內(nèi)容。 另外，電動力學(xué)教科書一般都包含狹義相對論的內(nèi)容。 如果有空閑時間，建議仔細(xì)閱讀電動力學(xué)郭碩鴻，提高對狹義相對論的理解。 新手學(xué)習(xí)電動力學(xué)的一大障礙是數(shù)學(xué)工具，包括矢量分析（有些章節(jié)還涉及張量）和偏微分方程。 對于前者，最好在學(xué)習(xí)電動力學(xué)之前詳細(xì)了解一下； 對于后者，為了實(shí)用，你只需要記住幾個經(jīng)典方程的結(jié)果表達(dá)式即可。

限于中文教材范圍，推薦的電動力學(xué)書籍包括：

電動力學(xué)導(dǎo)論，格里菲斯

它包含許多有趣的主題。 第一章詳細(xì)講解了向量分析，對于新手來說非常友好。 需要說明的是，國內(nèi)第三版是翻譯版，第四版是英文注釋版。

電動力學(xué)，郭碩宏

中國廣泛流行的電動力學(xué)教科書。

統(tǒng)計力學(xué)

在學(xué)習(xí)統(tǒng)計力學(xué)之前，我們建議大家先學(xué)習(xí)熱力學(xué)的主要內(nèi)容，主要涉及幾大熱力學(xué)函數(shù)和麥克斯韋關(guān)系式，以及非理想氣體系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)。 這些內(nèi)容很容易變成物理競賽題目。 統(tǒng)計力學(xué)部分，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是掌握近獨(dú)立粒子系統(tǒng)的關(guān)鍵模型和三種統(tǒng)計分布規(guī)律，包括二能級系統(tǒng)、理想氣體、光子氣體、自由電子氣等。

限于中文教材范圍，推薦的熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)書籍包括：

熱力學(xué)與統(tǒng)計物理，林宗翰

前半部分是熱力學(xué)，后半部分是統(tǒng)計力學(xué)。

熱力學(xué)·統(tǒng)計物理，王志成

前半部分是熱力學(xué)，后半部分是統(tǒng)計力學(xué)。

量子力學(xué)

相對而言，四大力學(xué)中，量子力學(xué)距離物理競賽還很遠(yuǎn)，所以我們把它放在最后。 作為一名物理競賽的學(xué)生，能夠理解量子力學(xué)的基本概念，并在一些簡單的情況下求解平穩(wěn)薛定諤方程就足夠了。 這些內(nèi)容大致對應(yīng)了下面推薦的格里菲斯的《量子力學(xué)導(dǎo)論》的前兩章。 希爾伯特空間、表示、算子等線性代數(shù)中比較“有味道”的部分，以及氫原子、攝動、散射等相對復(fù)雜的內(nèi)容電動力學(xué)郭碩鴻，可以暫時跳過，無需花費(fèi)太多精力。

限于中文教材，推薦的量子力學(xué)書籍包括：

量子力學(xué)導(dǎo)論，格里菲斯

經(jīng)典入門教材。

除了上面推薦的中文教材外，還有許多高質(zhì)量且好評如潮的英語教材供通過英語考試的學(xué)生使用。 我不會在這里全部列出。 除了閱讀書籍外，學(xué)生還可以在視頻網(wǎng)站上搜索并觀看相關(guān)在線課程。 在學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容的同時，還可以通過適當(dāng)?shù)膯栴}訓(xùn)練來補(bǔ)充。 除了以上推薦書籍中的課后習(xí)題外，還可以選擇《電動力學(xué)題解》、《物理詞典》等經(jīng)典習(xí)題冊。

雖然上面給出了很多具體的建議，但我們最后還是要重申一個基本點(diǎn)：對于物理競賽學(xué)生來說，首要任務(wù)始終是扎實(shí)掌握物理競賽大綱范圍內(nèi)的知識，完成足夠的物理競賽課程。題量訓(xùn)練，包括四大力學(xué)在內(nèi)的高端知識畢竟只是錦上添花，而不是對物理競賽的雪中送炭。

重要的提醒

同學(xué)們~

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