本書內(nèi)容簡潔,刪除偏深、偏難的內(nèi)容,適應(yīng)廣大新建本科院校對理論力學課程的要求,滿足高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。本書在概念的引出、理論的敘述及結(jié)論的應(yīng)用中特別注意與工程實際的結(jié)合與聯(lián)系;在例題的分析及解題過程中突出解題思路、方法、步驟與技巧,注意理論在題目中的應(yīng)用并對重要的概念進行深入的研究和討論;為便于學生學習,本書每章都有本章的導學、重點和難點介紹、思考題、習題及答案。本書分靜力學、運動學、動力學部分來介紹,靜力學內(nèi)容包括靜力學的基本概念和物體的受力分析、平面匯交力系、平面力偶系、平面任意力系、空間力系和重心、摩擦;運動學內(nèi)容包括點的運動學、剛體的基本運動、點的合成運動、剛體的平面運動;動力學內(nèi)容包括動力學基本方程、動量定理、動量矩定理、動能定理、動靜法、虛位移原理、機械振動基礎(chǔ)。
“理論力學”課程是高等工科院校中普遍開設(shè)的一門學科基礎(chǔ)課,是后續(xù)力學課程和其他相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)課程。在我國高等教育的發(fā)展與改革中,學校的層次和類型不斷增加。不同學校和專業(yè)對“理論力學”課程提出了不同的要求,而“理論力學”課程的學時也有所減少。同時,隨著高等教育的普及和高校的擴招,學生的情況也有所變化。而教材是保證和提高教學質(zhì)量的重要支柱和基礎(chǔ),在當前培養(yǎng)應(yīng)用型人才中起到重要的作用。但是,適合新建本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的優(yōu)秀教材還很少。目前,教材建設(shè)中存在著很多問題,如大而全、難而偏,對新建本科院校來說,存在起點較高、難度較大、內(nèi)容較多,對學生的既往知識與后續(xù)學習能力的要求苛刻,這與應(yīng)用型目標的定位有較大差距,難以適應(yīng)一般院校的實際教學需要,與新建本科院校日益強化學生實踐能力的培養(yǎng)要求相矛盾。因此,我校力學教研室充分吸收已有的優(yōu)秀教材的改革成果,并結(jié)合實際教學經(jīng)驗,認真研討教學內(nèi)容和課程體系,組織學術(shù)水平高、教學經(jīng)驗豐富、實踐能力強的教師編寫本教材,以滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。
本書在保證傳統(tǒng)教學體系相對穩(wěn)定的前提下,力求做到: 理論分析嚴密、邏輯性強,在概念的引出、理論的敘述及結(jié)論的應(yīng)用中特別注意與工程實際的結(jié)合與聯(lián)系; 在例題的分析及解題過程中突出解題思路、方法、步驟與技巧,注意理論在題目中的應(yīng)用并對重要的概念進行深入的研究和討論。為便于學生學習,本書每章都有重點和難點介紹。
全書除緒論外共3篇17章。第1篇為靜力學,包括靜力學的基本概念和物體的受力分析、平面匯交力系、平面力偶系、平面任意力系、空間力系與重心、摩擦。第2篇為運動學,包括點的運動學、剛體的基本運動、點的合成運動、剛體的平面運動。第3篇為動力學,包括動力學基本方程、動量定理、動量矩定理、動能定理、動靜法、虛位移原理、機械振動基礎(chǔ)。為了幫助學生深刻理解概念,大部分章有思考題,其中匯集了編者在長期教學中遇到的學生容易誤解的問題;并精選了習題,題量適中,類型較全。
本書可作為高等學校工科各專業(yè)的理論力學課程教材,也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。鑒于目前各專業(yè)理論力學學時的不同,任課教師可根據(jù)教學時數(shù)及后續(xù)專業(yè)課程的教學需要對本書內(nèi)容做適當?shù)娜∩帷?br />
本書主編王青春,副主編錢雙彬、祝樂梅和王國安。參加本書編寫工作的人員均是工作在力學教學第一線的教師,他們具有豐富的教學經(jīng)驗,長期致力于教學改革。其中靜力學引言、第1、5、6、13章及各篇引言由王青春編寫;第2、3、4章由錢雙彬編寫;第7、8、14章由王國安編寫;第9章由方秀珍編寫;第10、11、12章由劉玉麗編寫;第15、16、17章由祝樂梅編寫;緒論由武穎和劉美齡編寫。全書由主編王青春統(tǒng)稿。
本書是華北科技學院力學教研室十余年教學改革與課程建設(shè)的成果反映,又是編者們長期教學經(jīng)驗的積累和結(jié)晶,并在編寫過程中,參考吸收了許多國內(nèi)外力學名著的思想和內(nèi)容,非常感謝眾多專家學者的精彩成果。
由于編者水平有限,書中難免有疏漏與欠妥之處,懇請廣大讀者批評指正。
編者
緒論1
第1篇靜力學
引言5
第1章靜力學的基本概念和物體的
受力分析8
1.1導學8
1.2靜力學公理8
1.3常見的約束類型及其約束力11
1.4物體的受力分析和受力圖16
小結(jié)20
思考題20
習題22
習題答案24
第2章平面匯交力系25
2.1導學25
2.2平面匯交力系合成與平衡的
幾何法25
2.3平面匯交力系合成與平衡的
解析法29
小結(jié)31
思考題32
習題32
習題答案33
第3章平面力偶系34
3.1導學34
3.2平面力對點之矩34
3.3平面力偶系37
小結(jié)41
思考題42
習題42
習題答案44
第4章平面任意力系45
4.1導學45
4.2平面任意力系向一點的簡化45
4.3平面任意力系的平衡條件
(平衡方程)51
4.4物體系統(tǒng)的平衡56
4.5平面桁架的內(nèi)力分析62
小結(jié)65
思考題67
習題67
習題答案70
第5章空間力系與重心72
5.1導學72
5.2空間匯交力系72
5.3力對點之矩和力對軸之矩75
5.4空間力偶78
5.5空間任意力系的簡化與平衡82
5.6重心88
小結(jié)94
思考題96
習題97
習題答案99
第6章摩擦101
6.1導學101
6.2滑動摩擦101
6.3考慮摩擦時物體的平衡問題106
6.4滾動摩阻的概念108
小結(jié)110
思考題110
習題110
習題答案113第2篇運動學
引言114
第7章點的運動學115
7.1導學115
7.2點的運動方程115
7.3速度與加速度的矢徑表示法115
7.4速度與加速度的直角坐標
表示法116
7.5自然坐標軸系120
7.6速度與加速度的自然坐標
表示法121
小結(jié)125
思考題126
習題126
習題答案128
第8章剛體的基本運動130
8.1導學130
8.2剛體的平行移動131
8.3剛體的定軸轉(zhuǎn)動132
8.4轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度與加
速度133
8.5繞定軸轉(zhuǎn)動剛體的傳動問題134
8.6角速度及角加速度的矢量表示
以矢量積表示轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)點的
速度與加速度135
小結(jié)137
思考題137
習題138
習題答案140
第9章點的合成運動141
9.1導學141
9.2點的合成運動的概念141
9.3絕對運動、相對運動和牽連運動
的速度與加速度142
9.4點的速度合成定理144
9.5牽連運動為平動時點的加速度
合成定理148
9.6牽連運動為轉(zhuǎn)動時點的加速度
合成定理154
小結(jié)162
思考題164
習題165
習題答案171
第10章剛體的平面運動173
10.1導學173
10.2剛體平面運動的概述174
10.3平面運動分解為平動與轉(zhuǎn)動175
10.4平面圖形內(nèi)各點的速度177
10.5平面圖形內(nèi)各點的加速度186
小結(jié)189
思考題189
習題191
習題答案 193第3篇動力學
引言195
第11章動力學基本方程196
11.1導學196
11.2動力學基本定律196
11.3質(zhì)點運動微分方程197
11.4質(zhì)點動力學的兩類基本問題199
小結(jié)201
思考題202
習題203
習題答案205
第12章動量定理206
12.1導學206
12.2動量與沖量206
12.3動量定理209
12.4質(zhì)心運動定理215
小結(jié)221
思考題222
習題222
習題答案225
第13章動量矩定理227
13.1導學227
13.2質(zhì)點和質(zhì)點系動量矩227
13.3質(zhì)點和質(zhì)點系動量矩定理229
13.4剛體定軸轉(zhuǎn)動微分方程235
13.5質(zhì)點系相對質(zhì)心的動量矩
定理243
13.6剛體平面運動微分方程244
小結(jié)247
思考題250
習題251
習題答案255
第14章動能定理257
14.1導學257
14.2力的功257
14.3動能261
14.4質(zhì)點與質(zhì)點系的動能定理262
14.5功率定理264
14.6勢力場機械能守恒定律264
14.7動力學普遍定理及綜合應(yīng)用266
小結(jié)269
思考題270
習題270
習題答案273
第15章動靜法275
15.1導學275
15.2質(zhì)點的達朗貝爾原理275
15.3質(zhì)點系的達朗貝爾原理277
15.4剛體慣性力系的簡化278
15.5動靜法的應(yīng)用舉例283
小結(jié)288
思考題288
習題289
習題答案292
第16章虛位移原理293
16.1導學293
16.2約束·約束方程·廣義坐標
自由度294
16.3虛位移 虛功 理想約束297
16.4虛位移原理299
小結(jié)303
思考題304
習題305
習題答案306
第17章機械振動基礎(chǔ)308
17.1導學308
17.2振動的基本概念309
17.3單自由度系統(tǒng)的自由振動310
小結(jié)315
思考題315
習題316
習題答案317
參考文獻318