《理論力學(xué)》是根據(jù)教育部“力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求”編寫的,由淺入深按照由質(zhì)點到質(zhì)點系、由矢量到代數(shù)量循序漸進(jìn)的次序,分三篇進(jìn)行介紹。第1篇是靜力學(xué),包括受力分析和受力圖、力系的等效與簡化和靜力學(xué)平衡問題等內(nèi)容;第2篇是運動學(xué),包括運動分析基礎(chǔ)、點的復(fù)合運動分析和剛體的平面運動分析等內(nèi)容;第3篇是動力學(xué),包括質(zhì)點動力學(xué)、動力學(xué)普遍定理及其應(yīng)用、達(dá)朗貝爾原理、虛位移原理等內(nèi)容。本書還選配了一定數(shù)量的典型例題、思考題和習(xí)題供教師和學(xué)生選用。
本書可作為高等學(xué)校機械、土木、交通、水利、采礦、冶金等各工科專業(yè)中少學(xué)時教材或教學(xué)參考書,也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
《理論力學(xué)》重視力學(xué)概念及工程應(yīng)用,例題豐富,重視分析,深入淺出,用較多篇幅講解理論力學(xué)的基本概念、基本理論、基本方法,著重討論平面問題,對空間問題及一些提高性內(nèi)容,則抓住實質(zhì)、特點作精練的論述。本書包括靜力學(xué)、運動學(xué)及動力學(xué)3篇,共15章。每章有教學(xué)要求、小結(jié)。
劉然慧,多年從事理論力學(xué)教學(xué)與研究,有豐富的教學(xué)經(jīng)驗,本人所承擔(dān)研究項目曾獲省級教學(xué)成果三等獎、山東省教育廳三等獎、煤炭局二等獎、山東省統(tǒng)計科研重點研究課題、校級一等獎等。
緒論1
0.1理論力學(xué)的研究內(nèi)容1
0.2理論力學(xué)的學(xué)習(xí)目的2
0.3理論力學(xué)的研究方法2
0.4理論力學(xué)的學(xué)習(xí)方法3
第1篇靜力學(xué)
第1章靜力學(xué)公理和物體的受力分析6
1.1靜力學(xué)基本概念6
1.1.1力和力系的概念6
1.1.2平衡的概念7
1.1.3剛體的概念7
1.2靜力學(xué)公理7
1.3約束與約束反力8
1.3.1柔體約束9
1.3.2光滑接觸面約束9
1.3.3光滑圓柱鉸鏈約束9
1.3.4支座約束10
1.3.5鏈桿約束11
1.4物體的受力分析與受力圖11
學(xué)習(xí)方法和要點提示14
思考題15
習(xí)題16
第2章平面匯交力系和平面力偶系18
2.1平面匯交力系合成與平衡的幾何法18
2.1.1平面匯交力系合成的幾何法18
2.1.2平面匯交力系平衡的幾何條件19
2.2平面匯交力系合成與平衡的解析法20
2.2.1力在直角坐標(biāo)軸上的投影20
2.2.2合力投影定理20
2.2.3平面匯交力系合成的解析法21
2.2.4平面匯交力系的平衡方程21
2.3平面力對點之矩23
2.3.1力對點之矩23
2.3.2合力矩定理23
2.4平面力偶24
2.4.1力偶與力偶矩24
2.4.2平面力偶的等效定理25
2.5平面力偶系的合成和平衡條件25
2.5.1平面力偶系的合成25
2.5.2平面力偶系的平衡條件26
學(xué)習(xí)方法和要點提示27
思考題27
習(xí)題28
第3章平面任意力系32
3.1力線平移定理32
3.2平面任意力系向一點的簡化33
3.3平面任意力系的平衡方程37
3.4物體系統(tǒng)的平衡41
3.4.1靜定與靜不定問題41
3.4.2物體系統(tǒng)平衡的求解43
3.5平面簡單桁架的內(nèi)力計算48
3.5.1平面桁架的概念48
3.5.2節(jié)點法49
3.5.3截面法50
學(xué)習(xí)方法和要點提示51
思考題51
習(xí)題52
第4章摩擦59
4.1滑動摩擦59
4.1.1靜滑動摩擦力及**大靜滑動摩擦力60
4.1.2動滑動摩擦力61
4.2摩擦角和自鎖現(xiàn)象61
4.2.1摩擦角61
4.2.2自鎖現(xiàn)象62
4.3考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題63
4.4滾動摩阻簡介67
學(xué)習(xí)方法和要點提示69
思考題70
習(xí)題71
第5章空間力系74
5.1力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影74
5.1.1直接投影法74
5.1.2二次投影法75
5.1.3力沿空間直角坐標(biāo)軸的分解75
5.1.4空間匯交力系的合成與平衡條件76
5.2力對點之矩矢和力對軸之矩78
5.2.1力對點之矩以矢量表示——力矩矢78
5.2.2力對軸之矩79
5.2.3力對點之矩與力對通過該點的軸之矩的關(guān)系80
5.3空間力偶81
5.3.1空間力偶矩以矢量表示力偶矩矢81
5.3.2空間力偶等效定理81
5.3.3空間力偶系的合成與平衡條件82
5.4空間任意力系向一點簡化83
5.4.1空間任意力系向一點的簡化83
5.4.2空間任意力系的簡化結(jié)果分析85
5.5空間任意力系的平衡87
5.5.1空間任意力系的平衡方程87
5.5.2工程實物與空間約束類型的對應(yīng)分析88
5.5.3空間平衡問題舉例89
5.6平行力系中心與重心93
5.6.1平行力系中心93
5.6.2重心94
5.6.3確定物體重心的方法95
學(xué)習(xí)方法和要點提示98
思考題98
習(xí)題98
第2篇運動學(xué)
第6章點的運動104
6.1矢量法104
6.1.1運動方程104
6.1.2點的速度105
6.1.3點的加速度105
6.2直角坐標(biāo)法106
6.2.1運動方程106
6.2.2點的速度107
6.2.3點的加速度107
6.3自然法111
6.3.1運動方程111
6.3.2自然軸系111
6.3.3點的速度112
6.3.4點的切向加速度和法向加速度112
6.3.5幾種特殊運動114
學(xué)習(xí)方法和要點提示116
思考題116
習(xí)題117
第7章剛體的基本運動120
7.1剛體的平行移動120
7.2剛體的定軸轉(zhuǎn)動122
7.2.1轉(zhuǎn)動方程122
7.2.2角速度122
7.2.3角加速度123
7.3轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度124
7.3.1定軸轉(zhuǎn)動剛體上各點的速度125
7.3.2定軸轉(zhuǎn)動剛體上各點的加速度125
7.4輪系的傳動比127
7.4.1齒輪傳動127
7.4.2帶輪傳動128
7.5以矢量表示角速度和角加速度·以矢積表示點的速度和加速度129
學(xué)習(xí)方法和要點提示131
思考題131
習(xí)題132
第8章點的合成運動135
8.1**運動·相對運動·牽連運動135
8.2速度合成定理136
8.3牽連運動為平動時點的加速度合成定理139
8.4牽連運動為定軸轉(zhuǎn)動時點的加速度合成定理142
學(xué)習(xí)方法和要點提示145
思考題146
習(xí)題146
第9章剛體的平面運動150
9.1剛體平面運動的分解150
9.1.1平面運動的概念150
9.1.2平面運動的簡化150
9.1.3剛體平面運動方程151
9.1.4剛體平面運動的分解過程151
9.2平面圖形上各點的速度分析152
9.2.1基點法152
9.2.2速度投影法154
9.2.3速度瞬心法154
9.3平面圖形上各點的加速度分析159
學(xué)習(xí)方法和要點提示164
思考題164
習(xí)題165
第3篇動力學(xué)
第10章質(zhì)點動力學(xué)171
10.1動力學(xué)基本定律171
10.2質(zhì)點運動微分方程173
10.2.1質(zhì)點運動微分方程在直角坐標(biāo)軸上的投影173
10.2.2質(zhì)點運動微分方程在自然軸上的投影173
10.2.3質(zhì)點動力學(xué)基本問題173
學(xué)習(xí)方法和要點提示178
思考題178
習(xí)題179
第11章動量定理182
11.1動量與沖量182
11.1.1動量182
11.1.2沖量183
11.2質(zhì)點與質(zhì)點系的動量定理183
11.2.1質(zhì)點的動量定理183
11.2.2質(zhì)點系的動量定理184
11.2.3質(zhì)點系動量守恒定律186
11.3質(zhì)心運動定理187
11.3.1質(zhì)量中心(質(zhì)心)187
11.3.2質(zhì)心運動定理187
11.3.3質(zhì)心運動守恒定律188
學(xué)習(xí)方法和要點提示189
思考題189
習(xí)題190
第12章動量矩定理192
12.1質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩192
12.1.1質(zhì)點的動量矩192
12.1.2質(zhì)點系的動量矩193
12.2質(zhì)點與質(zhì)點系的動量矩定理193
12.2.1質(zhì)點的動量矩定理193
12.2.2質(zhì)點系的動量矩定理194
12.2.3動量矩守恒定律196
12.3剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的微分方程197
12.4剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量199
12.4.1簡單形狀物體的轉(zhuǎn)動慣量計算199
12.4.2回轉(zhuǎn)半徑(或慣性半徑)200
12.4.3平行軸定理200
12.5剛體平面運動微分方程203
12.5.1質(zhì)點系相對于質(zhì)心的動量矩定理203
12.5.2剛體平面運動微分方程204
學(xué)習(xí)方法和要點提示207
思考題208
習(xí)題209
第13章動能定理212
13.1力的功212
13.1.1重力的功213
13.1.2彈性力的功214
13.1.3定軸轉(zhuǎn)動剛體上作用力的功214
13.1.4質(zhì)點系內(nèi)力的功215
13.1.5約束反力的功之和等于零的理想情況215
13.2質(zhì)點和質(zhì)點系的動能217
13.2.1質(zhì)點的動能217
13.2.2質(zhì)點系的動能217
13.3動能定理219
13.3.1質(zhì)點的動能定理219
13.3.2質(zhì)點系的動能定理220
13.4勢力場·勢能·機械能守恒定律223
13.4.1勢力場223
13.4.2勢能224
13.4.3機械能守恒定律226
13.5動力學(xué)普遍定理的綜合應(yīng)用226
學(xué)習(xí)方法和要點提示232
思考題233
習(xí)題234
第14章達(dá)朗貝爾原理239
14.1慣性力·質(zhì)點的達(dá)朗貝爾原理239
14.2質(zhì)點系的達(dá)朗貝爾原理241
14.3剛體慣性力系的簡化241
14.3.1剛體平動242
14.3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動242
14.3.3剛體作平面運動(平行于質(zhì)量對稱面)243
學(xué)習(xí)方法和要點提示246
思考題246
習(xí)題247
第15章虛位移原理249
15.1約束·虛位移·虛功249
15.1.1約束及其分類249
15.1.2虛位移251
15.1.3虛功252
15.1.4理想約束252
15.2虛位移原理及應(yīng)用252
學(xué)習(xí)方法和要點提示254
思考題254
習(xí)題255
習(xí)題參考答案257
參考文獻(xiàn)270