理論力學

前言

力學是研究機械運動的學科，凡研究力和運動時都需要力學，它是人類認識自然，改造自然的重要武器。力學是與數(shù)學、物理等平行的七大基礎學科之一，又是應用科學與工程技術的基礎，分為一般力學、固體力學、流體力學和工程力學4個分支學科。自1687年牛頓發(fā)表巨著《自然哲學的數(shù)學原理》，在前人研究成果的基礎上，總結出牛頓三大定律和萬有引力定律，至1788年拉格朗日發(fā)表名著《分析力學》，建立了約束系統(tǒng)動力學理論，為研究復雜機械系統(tǒng)提供了新的力學方法。這兩大力學體系的形成和發(fā)展，構成了20世紀以前經(jīng)典力學所經(jīng)歷的一個輝煌時代，推動了影響整個人類文明的第一次工業(yè)革命。20世紀以來，經(jīng)典力學取得豐碩成果，無論是導彈、飛機、海底隧道，還是高層建筑、遠洋巨輪、海洋平臺、機器人、高速列車等的誕生都充分運用了經(jīng)典力學，并產生了多體系統(tǒng)動力學、彈性動力學、計算動力學等新學科。進入2l世紀，力學面臨新的機遇和挑戰(zhàn)，不但孕育著理論體系的革命性突破，而且力學加計算機將成為工程設計的主要手段。土木工程力學研究土木工程，包括建筑工程、地下工程、道路交通工程和橋梁工程的力學模型，包括桿、梁、柱、索、膜、拱、板、殼及其組合結構，通常分為理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學和流體力學等課程。理論力學研究質點系模型的一般力學規(guī)律，只考慮肉眼可見的宏觀物體運動，不考慮原子、電子等微觀結構所遵循的量子力學規(guī)律；只考慮運動速度遠遠小于光速的情形，而不考慮運動速度接近光速的相對論效應。它是力學各分支學科的基礎，對于解決自然界和工程中相關問題是行之有效的。

內容概要

　　《理論力學》根據(jù)教育部制定的理論力學教學基本要求編寫，包括全部必修基本內容和大部分選修專題內容?！独碚摿W》特點是：以質點系為模型，突出理論力學原理的普遍性，以剛體為主要應用對象，同時涉及有關變形固體和流體問題，與后續(xù)材料力學、結構力學、流體力學等課程建立了自然的聯(lián)系?！　　独碚摿W》可作為高等院校土木、交通、水利、地礦、材料、能源、動力和機械類等專業(yè)本科生教材或教學參考書。

作者簡介

劉又文，生于1948年，湖南大學工程力學系教授、固體力學博士生導師，校教學指導委員會委員、九三學社湖南大學委員會主任委員。兼任教育部力學基礎課程教學指導委員會委員、《力學與實踐》雜志編委、中國力學學會教育工作委員會委員、中國力學學會科普工作委員會委員、湖南省力學學會常務理事、物理奧林匹克競賽教練。從事基礎力學教學與科研20余年，主持國家與省級自然科學基金項目、國家與省級教改項目多項。出版教材、專著9部；在國內外期刊發(fā)表學術論文100余篇，其中30多篇被美國科學引文索引《SIC》、美國工程索引《EI》收錄；獲省、部級教學、科研成果獎5項，1993年和2004年兩度被評為全國優(yōu)秀力學教師，1995年獲寶鋼教育獎，2004年獲湖南大學首屆天語優(yōu)秀教師獎，2005年獲湖南省優(yōu)秀碩士論文指導教師獎。

書籍目錄

0.1 力學、土木工程力學與理論力學0.2 理論力學的研究途徑與方法0.3 學習理論力學的目的第一篇 靜力學引言第1章 力系的簡化1.1 靜力學公理1.2 力的投影、力矩與力偶1.2.1 力的投影1.2.2 力矩1.2.3 力偶1.3 力系的簡化1.3.1 力的平移定理1.3.2 一般力系向一點的簡化1.3.3 力系的最簡形式1.4 物體的重心、質心和形心1.5 物體的受力分析1.5.1 受力的簡化——分布力與集中力1.5.2 典型約束模型1.5.3 研究對象和受力圖習題討論題第2章 力系的平衡2.1 一般力系的平衡原理2.1.1 一般力系的平衡條件2.1.2 特殊力系的平衡方程2.2 物體系統(tǒng)的平衡問題2.2.1 靜定與超靜定問題的概念2.2.2 物體系統(tǒng)平衡問題的解法2.3 考慮摩擦的物體平衡2.3.1 滑動摩擦2.3.2 摩擦角與自鎖2.3.3 滾動摩阻2.3.4 典型摩擦平衡問題習題討論題第二篇 運動學引言第3章 點的復合運動3.1 運動學基礎3.1.1 點的運動描述3.1.2 點的運動問題3.1.3 剛體平移3.1.4 剛體定軸轉動3.2 點的復合運動概念3.2.1 點的絕對運動、相對運動和牽連運動3.2.2 動點的運動方程、三種速度和加速度3.3 點的運動合成定理3.3.1 動點運動量的坐標表示3.3.2 點的速度合成定理與加速度合成定理3.4 點的復合運動問題3.4.1 點的復合運動的研究方法3.4.2 典型復合運動問題習題討論題第4章 剛體的平面運動4.1 剛體平面運動方程4.2 平面圖形上各點的速度與加速度4.2.1 基點法4.2.2 瞬心法4.2.3 投影形式4.3 平面機構的運動分析4.3.1 一般分析方法4.3.2 典型機構分析習題討論題第三篇 動力學引言第5章 動量定理和動量矩定理5.1 質點動力學5.1.1 牛頓三大定律5.1.2 質點的運動微分方程5.2 質點系動量定理5.2.1 質點系的動量5.2.2 質點系動量定理5.2.3 質心運動定理5.2.4 動量守恒與質心運動守恒5.2.5 變質量系統(tǒng)的質心運動定理5.3 質點系動量矩定理5.3.1 剛體的轉動慣量5.3.2 質點系的動量矩5.3.3 質點系相對固定點的動量矩定理5.3.4 質點系相對運動點的動量矩定理5.4 動量定理和動量矩定理的應用習題討論題第6章 動能定理6.1 功與動能6.1.1 力的功6.I.2 質點系的動能6.2 質點系動能定理6.2.1 動能定理的三種形式6.2.2 動能定理的應用6.3 碰撞6.3.1 碰撞過程的特點與簡化6.3.2 材料對碰撞的影響?恢復因數(shù)6.3.3 對心碰撞的動能損耗6.3.4 碰撞沖量對定軸轉動剛體的作用?撞擊中心6.3.5 碰撞系統(tǒng)的動能定理6.4 動力學普遍定理的綜合應用習題討論題第7章 達朗貝爾原理7.1 質點系的達朗貝爾原理7.1.1 慣性力與質點的達朗貝爾原理7.1.2 質點系的達朗貝爾原理7.2 慣性力系的簡化7.2.1 質點系慣性力系的主矢和主矩7.2.2 剛體慣性力系的簡化7.3 動靜法的應用7.3.1 動靜法的特點7.3.2 典型非碰撞動力學問題7.4 定軸轉動剛體的軸承動約束力7.4.1 定軸轉動剛體慣性力系的簡化7.4.2 軸承動約束力7.5 非慣性系動力學7.5.1 非慣性系質點動力學7.5.2 非慣性系動力學普遍定理習題討論題第8章 虛位移原理與能量法8.1 約束分類與位形描述8.1.1 約束及其分類8.1.2 廣義坐標與位形描述8.2 虛位移與虛位移原理8.2.1 虛位移8.2.2 虛功與理想約束8.2.3 虛位移原理8.3 虛功方程應用于剛體系統(tǒng)第9章 分析動力學基礎

章節(jié)摘錄

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《理論力學》是高等教育出版社出版的。

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