本帖最後由 尊 於 13-12-24 12:23 編輯
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目錄
1 引言
2 點的運動
2.1 運動的數學模型
2.1.1 問題的簡化：質點
2.1.2 物體的運動與靜止：參考系
2.1.3 位置和運動的定量描述：坐標系、位置與位移
2.1.4 物體運動的快慢：速度與速率
2.1.5 最簡單形式的運動：勻速直線運動
2.1.6 速度變化的快慢：加速度
2.1.7 物體運動狀態的圖像表示：x-t與v-t圖像
2.2 勻變速直線運動
3 力
3.1 力的概念
3.2 幾種常見的力
3.2.1 萬有引力
3.2.2 重力
3.2.3 彈性力
3.2.4 摩擦力
3.3 多維的向量
4 曲線運動
4.1 拋體運動
4.2 圓周運動
5 功和能
5.1 動量，動量守恆
5.2 衝量，衝量定理
5.3 各類的能量
5.4 保守力與非保守力
5.5 力學能守恆
6 質點組力學
6.1 質點組的動量定理
6.2 質點組的能量——柯尼西定理
7 剛體力學
7.1 剛體平衡條件
7.2 角動量
7.3 角動量定理
8 機械振動與機械波
8.1 簡諧振子
8.2 機械波
9 參考書目
引言
物理學研究世界萬物的運動規律，物理學中兩個基本的問題是：如何描述世界在某一時刻的狀態，世界的狀態隨著時間的流逝而變成什麼樣子。力學所關心的就是世間萬物機械運動的規律，或者說怎樣描述物體的位置，以及它們位置怎樣隨時間而改變。本書的第一章解決前一個問題，第二章解決第二個問題。有了這兩章的基礎，我們就打好了理論的基礎，接下來的第三章是一些重要的實例，而第四章會從前面的基礎理論出發推導出一些更深刻結果。
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力的概念
什麼是力？這個問題不好解釋清楚，不過有一個可以死記一下的定義：力:力是物體間的相互作用。
因此，力不能離開物體而獨立存在。一個力涉及到施力物體和受力物體，其中施力物體是主動給予力的物體，而受力物體則是被動接受力的物體。不過，根據牛頓第三定律，施力物體同時也反作用於受力物體，而且做用力的大小相等方向相反，因而受力物體同時也是施力物體，反之亦然。
力對物體有兩種作用效果，一是使物體發生形變，如壓縮彈簧；二是改變物體的運動狀態，比方說球停在地上，你踢它一腳，它就飛了。
力有三個要素：大小、方向、作用點。其中任何一個要素的改變，對力的作用結果都有影響。其中前兩個好理解，第三個可以舉一個例子：比方說，靠近門軸的地方推門費勁大，遠離門軸的地方推門費力小。
幾種常見的力
萬有引力
任何兩個物體之間都存在相互吸引作用。物體之間的這種吸引作用普遍存在於宇宙萬物之間，稱為萬有引力。
重力
地球對物體引力的一個分力稱為重力。
蘋果樹上的蘋果為什麼回落下來呢？因為重力。為什麼你跳得再高還得回到地面上呢？還是因為重力。 地面上的一切物體都受到重力，重力的方向豎直向下（事實上豎直向下由當地重力方向定義），即使將地球視作正球體，嚴格來說，重力也並不指向地心（你可能要問究竟為什麼，實際上這是由於地球自轉，萬有引力有一部分用來產生向心加速度了，這個稍後會解釋）。 地面上同一點處物體受到重力G的大小跟物體的質量m成正比，用關係式G=mg表示。不同地點受到的重力不同，因為各個地點的重力加速度。
彈性力
彈性物體因外力產生彈性形變後的恢復力。
實驗表明在彈性範圍內彈力的大小遵循胡克定律.
摩擦力
兩個互相接觸的物體，當它們發生相對運動或有相對運動趨勢時，就會在接觸面上產生一種阻礙相對運動的力，這種力就叫做摩擦力。摩擦力在本質上是由電磁力引起的。
條件：
1.兩物體相互接觸.
2.兩物體相互擠壓，發生形變，有彈力.
3.兩物體發生相對運動或相對趨勢.
4.兩接觸面不光滑.
(四個條件缺一不可。)
摩擦力分為：
靜摩擦力
滑動摩擦力
滾動摩擦力
多維的向量
一維：似弦運動的直線
二維：由二數數據組成，在平面體一點
三維：通常以x，y，z表達，以上提及
四維：同一時間界面以不同時間發生，形成光錐。
曲線運動
拋體運動
圓周運動
在物理學中，圓周運動是在圓圈上轉圈：一個圓形路徑或軌跡。當考慮一件物體的圓周運動時，物體的體積大小會被忽略，並看成一點。這個點即被稱作質點
圓周運動的例子有：一個人造衛星跟隨其軌跡轉動、用繩子連接著一塊石頭並打圈揮動、一架賽車在賽道上轉彎、一粒電子垂直地進入一個均勻的磁場、一個齒輪在機器中的轉動（其表面和內部任一點）。
圓周運動以向心力提供運動物體所須的加速度。這向心力把運動物體拉向圓形軌跡的中心點。如果沒有向心力，那麼物體會跟隨牛頓第一定律慣性地進行直線運動。儘管物體速率不變，但物體作圓周運動時仍然是有被加速的，因為物體的速度向量是不停地改變方向。
功和能
能量和物質為組成宇宙的重要要素，能量守恆且質量守恆。
其中在經典力學，功是能量轉化的量度，也就意味著，能量的相互轉化都是以做功的形式進行的。
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簡單機械:
是人運用力的基本機械元件。機械最簡單最基本的單位就是簡單機械。在人類最早期的偉大發明發現中，對工具、火與語言的掌握，使得人類最終從一般動物中脫離出來。而簡單機械，則是人在改造自然中運用機械工具的智慧結晶，是牛頓力學（向量力學）研究的重要對象。
基礎要素:
力
的「大小、方向、作用點」都是簡單機械的基礎三要素，基礎的「改變」都會對簡單機械的效率產生影響。
機械
它是「受力、施力和力」的傳導作用，「工具」是簡單機械的外在表現。
功
只能「傳遞或轉換」功，機械不能「節省或產生」功。
六種簡單機械:
常用的機械大都是由下面幾種基本元件組合而成的。
槓桿 lever
輪軸 Axle
滑輪 pulley
斜面 inclined plane
楔 Wedge
螺旋 screw
六種簡單機械的關係:
與力矩相關的簡單機械
槓桿和它的變體——輪軸與滑輪
與摩擦力相關的簡單機械
斜面和它的變體——楔與螺旋
組合變化的一些例子
槓桿+輪軸=滑輪
斜面+斜面=楔
輪軸+楔=齒輪
螺旋+輪軸=螺絲
複雜組合
在一個簡單的工具中往往包含數種簡單機械的運用。如：扳手擰螺絲是螺旋+輪軸+槓桿；螺絲起子擰螺絲釘則是螺旋+楔+輪軸。
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槓桿 lever
在力學裏，典型的槓桿是置放連結在一個支撐點上的硬棒，這硬棒可以繞著支撐點旋轉。某些槓桿能夠將輸入力放大，給出較大的輸出力，這功能稱為「槓桿作用」。槓桿的機械利益是輸出力與輸入力的比率。
概述
由於槓桿內部有一點為固定點，槓桿只能繞著這固定點做旋轉運動。相對於這一點，槓桿不能做平移運動。理想槓桿不會耗散或儲存能量，也就是說，支點與硬棒之間不會出現任何摩擦損耗，硬棒是一種剛體，不會被彎曲，發生形變。注意到硬棒不一定是直棒。彎曲的硬棒形成的槓桿稱為「曲槓桿」。
分類
靠著比較施力臂、抗力臂的長度，可以將槓桿分為三類：
「施力臂」長於抗力臂，開瓶器、撬棍等均為省力槓桿。
「抗力臂」長於施力臂，大部分剪刀、鑷子、筷子、釣魚竿、火鉗、筆等均為費力槓桿。
「等臂」施力臂和抗力臂長度相等，蹺蹺板、天平等均為等臂槓桿。
依照施力點、抗力點、支點在槓桿的相對位置來分類:
「施力點」的兩邊，是抗力點、支點。例如，鑷子、掃把。這是一種費力槓桿，可以節省施力的位移。
「抗力點」的兩邊，是施力點、支點。例如，獨輪車、胡桃鉗。這是一種省力槓桿，可以施加較小的力量來移動較重的物體，但是施力的位移較長。
「支點」的兩邊，是施力點、抗力點。例如，鐵撬、剪刀、蹺蹺板、天平、老虎鉗。
槓桿原理
槓桿是可以繞著支點旋轉的硬棒。當外力作用於槓桿內部任意位置時，槓桿的響應是其操作機制；假若外力的作用點是支點，則槓桿不會出現任何響應。
假設槓桿不會耗散或儲存能量，則槓桿的輸入功率必等於輸出功率。當槓桿繞著支點呈勻角速度旋轉運動時，離支點越遠，則移動速度越快，離支點越近，則移動速度越慢，由於功率等於作用力乘以速度，離支點越遠，則作用力越小，離支點越近，則作用力越大。
通常在學習槓桿的初級理論時，會聚焦於輸入力和輸出力由於虛位移而做的虛功。虛位移可以定義為物體的移動速度乘以虛時間。這樣定義導致計算的物理量是功率，而不是功。這種方法有一個實在優點：在研究機械工程學或機構學時，功率是主要計算的物理量。使用這種方法來對槓桿做靜力分析，就如同對於車子的傳動系統，或機械手臂做靜力分析，它們的機械利益的計算方式完全一樣。
複式槓桿
指甲剪是一種常用的複式槓桿。複式槓桿（compound lever）是一組耦合在一起的槓桿，前一個槓桿的抗力會緊接地成為後一個槓桿的施力。幾乎所有的磅秤都會應用到某種複式槓桿機制。其它常見例子包括指甲剪、鋼琴鍵盤。1743年，英國伯明罕發明家約翰·外艾特在設計計重秤時，貢獻出複式槓桿的點子。他設計的計重秤一共使用了四個槓桿來傳輸負載。
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輪軸 Axle
可視為是輪和軸的組合，二者一起旋轉，力可以從輪傳遞到軸，也可以從軸傳遞到輪。一般會用軸承固定軸的位置，而又使軸可以旋轉。
用途
在「輪上」施力，是省力的機械，但較費時（例如門把和魚竿的捲線器）。
在「軸上」施力，是省時的機械，但較費力（例如腳踏車的後輪或汽車的傳動軸）。
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滑輪 pulley
是可以繞著中心軸旋轉的圓輪。在圓輪的圓周面具有凹槽，將繩索纏繞於凹槽，用力牽拉繩索兩端的任一端，則繩索與圓輪之間的摩擦力會促使圓輪繞著中心軸旋轉。按滑輪中心軸的位置是否移動，可將滑輪分為「定滑輪」、「動滑輪」；定滑輪的中心軸固定不動，動滑輪的中心軸可以移動。滑輪主要的功能是牽拉負載、改變施力方向、傳輸功率等等。多個滑輪共同組成的機械稱為「滑輪組」，或「複式滑輪」。滑輪組的機械利益較大，可以牽拉較重的負載。滑輪也可以成為鏈傳動或帶傳動的組件，將功率從一個旋轉軸傳輸到另一個旋轉軸。
理論
定滑輪
的中心軸固定不動。定滑輪的功能是改變力的方向。當牽拉重物時，可使用定滑輪將施力方向轉變為容易出力的方向。使用定滑輪時，施力牽拉的距離等於物體上升的距離，不能省力也不費力。繩索兩端的拉力相等，所以，輸出力等與輸入力，定滑輪的機械利益等於1。
動滑輪
的中心軸可以移動。動滑輪不能改變施力方向。在靜力平衡時，作用於滑輪的淨力必需等於零。
滑車組
是由定滑車與動滑車以繩索穿繞組成，定滑車懸掛於上方的固定點，動滑輪吊掛著下方的負載。繩索穿繞的方法有幾種。繩索被繫縛的一端稱為「終結端」，可以繫縛於定滑車或動滑車；另一端稱為「自由端」，是施力處。
特性
使用單獨一條繩索來傳輸張力，通過一個或多個滑輪，達成提升或移動負載的目的。假設繩索的質量為零，則繩索的任意位置所感受到的張力都一樣。假設滑車組系統不耗散或儲存能量，則其機械利益等於作用於負載的拉力的數目。計算這數目很簡單。首先，滑車組的每一個滑輪只能有一條繩索纏繞於其凹槽，這可以當作從滑輪引出兩條繩索段。另外，終結端被繫縛的滑車，可當作從滑車引出一條繩索段。由於每一條繩索段都是同樣繩索的一部分，承擔負載的每一條繩索段都會施加同樣的拉力於負載，所以，機械利益等於從負載引出的繩索段的數目。
帶和帶輪系統
特徵是兩個或多個滑輪被緊套於同一個傳動帶。這設置允許機械功率、力矩、速度從一個旋轉軸傳遞至另一個旋轉軸。假若滑輪的直徑不同，則可以藉此過程，獲得機械利益。
帶傳動與鏈傳動類似，帶輪的表面是平滑的，機械利益大約是兩個帶輪之間的直徑比例，而不是對於鏈輪或齒輪精確計算獲得的齒輪速比。
帶傳動
也稱傳動帶或皮帶，是一種環狀柔性材料，用於機械連接兩根或以上的傳動軸。帶可以用於傳遞動力，也可以用來傳遞運動，即相對位移。帶安裝在帶輪上。在雙帶輪系統中，帶輪的轉向可以相同，也可以通過交叉帶的方向來使兩帶輪的轉向相反。
在兩不同軸的軸間傳遞動力的場合，帶可能是最便宜的解決方案。帶傳動系統是由特別設計的帶和帶輪組成的。由於帶傳動的廣泛應用，它產生了許多變種以適應不同的工況。普遍而言，帶可以平滑、低噪音的工作，也可以在載荷變化時對電機和軸承起到緩衝的作用，但在體積相似的情況下，其強度通常低於齒輪和鏈傳動。儘管如此，現代的設計、工藝使得帶可以在部分場合替代過去只能由鏈、齒輪完成的工作。
帶驅動的優點是簡單、便宜，而且二個傳動軸之間不需要對正。傳動帶可保護機械不會過載，也有阻尼效果，可以減少噪音及振動。傳動帶不需潤滑，所需要的保養也最少。傳動帶的效率高（90%至98%，一般95%），可以在傳動軸有明顯夾角的情形下使用。只要讓傳動帶沒有張力就可以達到離合器的效果，配合不同半徑滑輪或的斜的滑輪可以達到變速的效果。
由於滑動及傳動帶的伸長，帶驅動時二輪角速度的比例不一定是定值，也不一定會和二輪半徑比相等，不過使用有齒的傳動帶可大幅改善此一問題。其溫度範圍可以從−35°C到85°C。若要補償傳動帶的磨損伸長，需調整中心距的或增加一惰輪。
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斜面 inclined plane
是一種傾斜的平板，能夠將物體比較不費力地從低處提升至高處，但提升這物體的路徑長度也會增加。假若斜面的斜度越小，則斜面與水平面之間的夾角越小，需施加於物體的作用力會越小，但移動距離也越長；反之亦然。假設移動負載不會造成能量的儲存或耗散，則斜面的機械利益是其長度與提升高度的比率。在日常生活中，時常會使用到斜面。行駛車輛的坡道應該是很常見的斜面；卡車裝載大型貨物時，常會在車尾斜搭一塊木板，將貨物從木板上往上推，所應用的也是斜面的理論。
原理
斜面上的物體，其重量的影響與斜面長度成反比。
衍生機械
斜板
使用可移動式斜板，可以輕易地將貨物裝上或卸下密斗貨車。滑梯是兒童遊樂場常見的設施。靠著用滑梯堅硬表面的法向力抵抗重力，工業滑梯可以將易損壞物體（包括人體在內）安全快速地從高處滑下至低處。民用飛機的逃生滑梯能夠將乘客毫髮無傷地從飛機出口緊急撤離滑下至地面。
螺旋
是圍繞著圓柱的斜面形成的簡單機械。阿基米德螺旋機是古希臘哲學家阿基米德的許多發明與發現之一。從那時起，人們時常會使用阿基米德螺旋機來搬動很多不同種類的物質，像水、礦物、穀物等等。
楔子
是兩個背靠背的斜面組成的簡單機械。楔子可以用來將物件分開，其操作原理主要是將楔子向下的力量轉變為對物件水平的力量。常見應用楔子原理的工具包括斧頭。
單擺
是由一條繩子與一個擺錘組成的實驗儀器，其擺錘的運動軌跡是一個對稱朝上的圓弧。這圓弧可以分割為很多小圓弧，每兩個相鄰的小圓弧最多只相交於一個端點。連接每個小圓弧的兩個端點之間的線段稱為弦。每個弦都可以視為斜面。令增加分割的數量至無限多，每一個小圓弧的弧長趨向為無窮小的極限，所得到無限多小圓弧的對應斜面會組成原本的圓弧。所以，在任意時間，單擺的擺錘可以想像為移動於某特定斜度的斜面。
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楔 Wedge
由兩個斜面組成，用來將物件分開。原理主要是將楔子向下的力量轉化成對物件水平的力量。短小而闊角度的楔子能較快分開物件，但相對較長而窄角度的楔子將需要更大的力量。常見使用楔子的工具包括斧頭及釘子等。
在製作框架木器時，若要兩根木頭垂直接合，則一根接合處鑿透方孔，另一根的接合端，則削成M形狀，插入接合後，強行釘入三角木片在M的凹處，以撐漲木頭，使接合更為緊密。這三角型的小木片，就是"楔子"。
關係
其實楔和斜面有著很密切的關係。可以把楔想像成一個可以移動的斜面，當然也可以是兩個背靠背的斜面。所以楔和斜面一樣越長越薄也就越省力。使用楔是以楔作為參照物來看，是物體在斜面上運動。如當人們劈柴時，向下揮動斧頭，斧頭給木頭一個力，同樣的木頭也給斧頭一個力。而正是這個力是楔兩邊的木頭沿楔的表面也就是斜面運動。
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螺旋 screw
通常是表面具有凹凸不平呈螺旋線型條紋的圓柱體或圓孔體，稱這種圓柱體為「螺桿」、圓孔體為「螺母」、螺旋線型條紋為「螺紋」。螺桿的螺紋稱為「外螺紋」，螺桿分為外螺紋與「桿軸」兩部分。螺母的螺紋稱為「內螺紋」。內外螺紋互相匹配的螺母與螺桿共同組成一對「螺旋副」。
螺旋機制能夠將旋轉運動變換為直線運動、將力矩變換為直線力。藉著這傳遞作用力的機制，作用力可以被放大，施加較小的旋轉力（力矩）於桿軸可以變換為較大的軸向力。螺距是兩條鄰近螺紋之間的軸向距離。螺距越小，則機械利益越大，即輸出力與輸入力的比例越大。
設想一組螺旋副，其固定不動的螺母緊套在可移動螺桿的外圍，當扭轉螺桿時，相對於固定不動的螺母，螺桿會順著螺紋做旋轉運動，同時沿著桿軸以直線通過螺母，這整個運動稱為「螺轉運動」（screw motion）。應用螺旋機制，螺桿可以做螺轉運動通過固定不動的螺母。例如，用力扭轉木螺釘可以促使其鑽入木材。逆反過來，螺母可以做螺轉運動通過固定不動的螺桿。
有些應用螺旋機制的機械，並不一定具有桿軸或螺紋。例如，阿基米德式螺旋抽水機是一種水泵，藉著螺旋曲面繞著旋轉軸做旋轉運動，將水從低處傳往高處，拔塞鑽是一條端點尖銳的螺旋形狀粗鐵絲，扭轉其把柄會促使粗鐵絲因螺轉運動鑽入酒瓶的木塞蓋。
應用螺旋機制，螺紋緊固器將兩個物件緊固在一起。例如，容器的螺旋蓋 、虎鉗、螺旋千斤頂、螺旋壓榨機等等。
螺距與導程
按照螺牙的大小，螺紋可以分為「粗牙螺紋」與「細牙螺紋」，這是由兩個密切相關數量來定義：
「導程」定義為螺旋旋轉一週的直線距離。導程決定螺旋的機械利益；導程越小，則機械利益越大。
「螺距」定義為鄰近兩條螺紋的之間的軸向距離。
「單紋螺旋」的螺距與導程相等，「雙紋螺旋」的導程是螺距的兩倍，「三紋螺旋」的導程是螺距的三倍。
「單紋螺旋」的螺距與導程相等，單紋螺旋的螺桿只具有單獨一條螺旋線圍繞在桿軸外面。「多紋螺旋」的螺距與導程不相等，多紋螺旋具有多條的螺旋線圍繞在桿軸外面。對於這些螺旋，導程等於螺距乘以螺旋線數量。當要求較長的導程時，通常會使用多紋螺旋。例如，瓶子的瓶蓋。
旋轉方向
螺旋的螺紋，按照螺旋線方向，可以朝著兩種方向旋轉。大多數螺旋的螺紋遵守順時針方向，從螺旋的任意一端朝軸桿看去，假若將螺旋以順時針方向旋轉，則右旋螺旋會移動離開觀看者。「右旋螺旋」遵守右手定則：將右手手指朝著旋轉方向握緊桿軸，伸直大拇指，則大拇指會指向桿軸直線移動的方向。反之，「左旋螺旋」遵守反時針方向，從螺旋的任意一端朝軸桿看去，假若將螺旋以反時針方向旋轉，則左旋螺旋會移動離開觀看者。左旋螺旋遵守左手定則。將左手手指朝著旋轉方向握緊桿軸，伸直大拇指，則大拇指會指向桿軸直線移動的方向。
對於右撇子而言，使用螺絲起子來扭緊右旋螺旋比扭緊左旋螺旋容易，因為這動作使用的是施力較大的 旋後肌，而不是具有施力較小的旋前肌。由於大多數人是右撇子，螺紋緊固器標準規定螺紋為右旋螺紋。
左旋螺紋常用於以下案例：
當桿軸的旋轉會因為微動誘導進動造成一般右旋螺帽變鬆，而不會變緊。例如，緊固左踏板於腳踏車、緊固鋸片於圓鋸、緊固砂輪於桌上型砂輪機的螺旋都是左旋螺旋。
有些器件的兩端都有螺紋，例如鬆緊螺旋扣、可移式管段，這些器件具有一個右旋螺紋與一個左旋螺紋，旋轉器件可以將兩端的螺紋同時轉緊或轉鬆。
為了防止宵小份子順手牽羊偷竊燈泡回家使用，鐵道站或地鐵等等公共設施會使用左旋燈泡。
按照傳統習俗，棺材的棺蓋是使用左旋螺釘來緊固。
用途
應用螺旋的自鎖性質，螺紋緊固器使用螺旋來緊固幾個物體在一起。例如，木螺釘，板金釘、螺栓與螺帽等等。
自鎖性質是螺旋在很多應用方面的關鍵性質。例如，螺旋蓋、 虎鉗、C形夾、螺旋千斤頂等等。
螺旋可以用為機械裏傳輸功率的連桿組。例如蝸輪、導螺桿、滾珠螺桿等等。由於效率較低，螺旋連桿組很少用來傳輸高功率，比較常見於低功率、間歇性的用法，例如，位置執行器。
將螺旋曲面繞著旋轉軸做旋轉運動來移動物料。例如，阿基米德式螺旋抽水機、螺旋鑽、螺旋輸送機。
使用精密校準螺旋，測微器可以準確地測量長度。
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力學
是物理學的一個分支，主要研究能量和力以及它們與物體的平衡、變形或運動的關係。
區分
力學主要可分為古典力學及量子力學。
若以發現的時間來看，古典力學較早被發現，啟源於牛頓的運動定律，量子力學則是20世紀初才由許多科學家所創立。
古典力學主要研究低速或靜止的宏觀物體。開普勒、伽利略，尤其是牛頓是古典力學的奠基人。
量子力學應用範圍較廣，不過主要是針對微觀的物質。根據對應原理，量子數相當大的量子系統可以用古典力學來描述，因此量子力學及古典力學不會衝突。量子力學可以解釋及預測分子、原子及基本粒子的許多行為。不過針對一般常見的巨觀系統，若配合量子力學會複雜到無法處理，因此仍然用古典力學的方式處理。
相對論及牛頓力學
量子力學將力學延伸到古典力學以外的範圍，而愛因斯坦的廣義相對論及狹義相對論也將原來牛頓及伽利略的力學擴展到更大的範圍。在物體速度接近光速時，因相對論而產生的效應會主導物體的行為，也會使其速度不會超過光速。量子力學也需要配合相對論進行修正，量子場論就是量子力學和狹義相對論的結合。不過量子場論和廣義相對論目前仍無法整合，這是大一統理論希望可以克服的問題。
依研究物體來分類
在力學中，常用到一個名詞「物體」。物體可能是質點、拋體、太空船、星星、某些機械、某些固體或某些流體。
力學中的一些分支也和所探討的「物體」特性有關。例如質點就是小的物體，在古典力學中只視為一個有質量的點。而剛體有固定的大小及尺寸，不允許形變，和質點比較，剛體增加了一些稱為自由度的參數，例如在空間中的方向。
物體也有可能是可允許形變的半剛體，如彈性體，或者根本沒有固定的形狀，如流體。這些物體可利用古典力學的方式研究，也可以利用量子力學來分析。
例如在棒球中球的運動會用古典力學來分析，而原子核內質子及中子的行為則會用量子力學來描述。
主要分支學科
在物理學的研究中，也有用「場」來描述物質的行為，稱為場論。其描述方式和力學使用的方式有些不同，可分為古典場論及量子場論。不過在實務上，場論及力學要探討的內容常常有密切的關係。例如作用在物體上的力常常是因為電磁場或重力場而產生，而當物體對其他物體產生作用力時，也常常會產生場。事實上，若以量子力學的觀點，物體也是場，可以用波函數來描述。
古典力學（基礎力學）
質點及剛體力學=靜力學+運動學+動力學+分析力學+拉格朗日力學+哈密頓力學
連續介質力學
固體力學=彈性力學+塑性力學+損傷力學+斷裂力學+接觸力學
流體力學=流體靜力學+流體動力學
應用力學=結構力學+材料力學+工程力學+生物力學+地質力學+土力學+工業空氣動力學
物理力學
天體力學
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經典力學
表述形式=矢量力學 · 分析力學（拉格朗日力學 · 哈密頓力學）
基礎概念=空間 · 時間 · 速度 · 加速度 · 質量 · 引力 · 力矩 · 參考系 · 力 · 力偶 · 衝量 · 動量 · 剛體 · 角動量 · 慣性 · 轉動慣量 · 能量 · 動能 · 勢能 · 虛功 · 作用量 · 拉格朗日量 · 哈密頓量 · 功
重要理論=牛頓運動定律 · 胡克定律 · 牛頓萬有引力定律 · 簡諧運動 · 達朗貝爾原理 · 歐拉方程式 · 哈密頓原理 · 拉格朗日方程式 · 最小作用量原理
應用=簡單機械 · 斜面 · 槓桿 · 滑輪 · 螺旋 · 楔子 · 輪軸
科學史=發展史 · 開普勒 · 牛頓 · 歐拉 · 達朗貝爾 · 哈密頓 · 赫茲 · 拉格朗日 · 拉普拉斯 · 伽利略 · 雅可比 · 諾特
分支 靜力學 · 動力學 · 運動學 · 工程力學 · 天體力學 · 連續介質力學 · 統計力學
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量子力學
入門·數學表述·歷史
概念=舊量子論 ·波函數 ·量子態 ·態向量 ·態疊加原理 ·不確定性原理 ·波粒二象性 ·互補原理 ·埃倫費斯特定理 ·包立不相容原理 ·量子糾纏 ·量子去相干 ·量子穿隧效應 ·量子測量 ·狄拉克符號 ·薛丁格方程式 ·包立方程式 ·克萊因-戈爾登方程式 ·狄拉克方程式 ·貝爾不等式 ·
實驗=光電效應 ·薛丁格貓 ·雙縫實驗 ·戴維森－革末實驗 ·斯特恩－革拉赫實驗 ·貝爾定理的實驗驗證 ·波普爾實驗 ·量子擦除實驗 ·
表述=薛丁格繪景 ·海森堡繪景 ·交互作用繪景 ·矩陣力學 ·求和的歷史 ·
詮釋=量子力學詮釋 ·哥本哈根詮釋 ·系綜詮釋 ·隱變數 ·交易詮釋 ·多世界詮釋 ·一致性歷史 ·德布羅意-玻姆理論 ·量子邏輯 ·
物理學者=普朗克 ·波耳 ·埃倫費斯特 ·海森堡 ·薛丁格 ·德布羅意 ·玻恩 ·愛因斯坦 ·艾弗雷特 ·索末菲 ·馮·諾伊曼 ·費曼 ·狄拉克 ·維恩 ·玻姆 ·
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