理論力學(xué)

前言

本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是2004年度國家精品課程《理論力學(xué)》主講教材。本書作為西北工業(yè)大學(xué)國家工科力學(xué)教學(xué)基地建設(shè)成果之一，是在西北工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室歷年來編寫出版的理論力學(xué)教材的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)當(dāng)前教育教學(xué)改革特點(diǎn)和趨勢而編寫完成的。本書以教育部力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2009年制定頒布的“理論力學(xué)課程教學(xué)基本要求（A類）”為依據(jù)，優(yōu)化課程體系，精選教學(xué)內(nèi)容，理論聯(lián)系實(shí)際，突出能力培養(yǎng)。本書適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革特點(diǎn)，充分利用前修課程基礎(chǔ)，適當(dāng)提升教材起點(diǎn)，避免課程間內(nèi)容的簡單重復(fù)；適度壓縮篇幅，合理安排教學(xué)內(nèi)容與課程體系，提高課程的教學(xué)效率，以適應(yīng)課程學(xué)時(shí)減少的需要。全書敘述簡明，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，注重深入淺出，突出重點(diǎn)與分散難點(diǎn)，富于啟發(fā)性，便于學(xué)生自學(xué)。調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)，由強(qiáng)調(diào)課程理論的系統(tǒng)性和完整性，轉(zhuǎn)向更加重視對基礎(chǔ)、應(yīng)用、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。注意反映本課程在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，增加適量的聯(lián)系工程實(shí)際的內(nèi)容與習(xí)題。注意對工程實(shí)例的簡化和分析，全書每章穿插有思考題，章末有小結(jié)，并附有與工程實(shí)際相聯(lián)系的研究性學(xué)習(xí)題目，以開闊學(xué)生視野，拓寬知識面，培養(yǎng)學(xué)生建立力學(xué)模型的能力、分析與解決實(shí)際問題的能力以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。全書分為兩部分：基礎(chǔ)部分——包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)普遍定理（動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理）、達(dá)朗貝爾原理、虛位移原理等；動(dòng)力學(xué)專題部分——包括碰撞、機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)、剛體動(dòng)力學(xué)、動(dòng)力學(xué)普遍方程、拉格朗日方程和哈密頓原理等。書中引中和加選內(nèi)容由“s”號標(biāo)出，不同類型學(xué)時(shí)、不同類型專業(yè)可根據(jù)需要進(jìn)行選用。

內(nèi)容概要

　　《理論力學(xué)》以教育部力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2009年制定頒布的“理論力學(xué)課程教學(xué)基本要求（A類）”為依據(jù)，精選教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系，理論聯(lián)系實(shí)際，突出能力培養(yǎng)?！　∪珪譃閮刹糠郑夯A(chǔ)部分——包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)普遍定理（動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理）、達(dá)朗貝爾原理、虛位移原理等；動(dòng)力學(xué)專題部分——包括碰撞、機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)、剛體動(dòng)力學(xué)、動(dòng)力學(xué)普遍方程、拉格朗日方程和哈密頓原理等。書中引申和加選內(nèi)容由“*”號標(biāo)出，不同類型學(xué)時(shí)、不同類型專業(yè)可根據(jù)需要進(jìn)行選用?！　×硗猓浜稀独碚摿W(xué)》還編有《理論力學(xué)電手教案》和輔助教材，可供讀者選用?！　　独碚摿W(xué)》可作為高等學(xué)校工科機(jī)械、航空、航無、航海、土建、機(jī)電、水利和動(dòng)力能源等專業(yè)理論力學(xué)課程的教材，以及相關(guān)專業(yè)成人教育教材池可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論靜力學(xué)第一章 靜力學(xué)公理和物體的受力分析l-1 靜力學(xué)的基本概念1-2 靜力學(xué)公理1-3 工程中常見的約束和約束力1-4 物體的受力分析和受力圖小結(jié)習(xí)題第二章 基本力系2-1 共點(diǎn)力系合成的幾何法及平衡的幾何條件2-2 力的投影2-3 共點(diǎn)力系合成的解析法及平衡的解析條件2-4 力偶和力偶矩·力偶的等效條件2-5 力偶系的合成與平衡條件小結(jié)習(xí)題第三章 任意力系3-1 力對點(diǎn)的矩和力對軸的矩3-2 任意力系的簡化與合成3-3 任意力系的平衡條件和平衡方程小結(jié)習(xí)題第四章 物體系的平衡問題4-1 靜定問題與靜不定問題的概念4-2 物體系平衡問題分析舉例4-3 簡單平面桁架的內(nèi)力計(jì)算4-4 平行力系中心小結(jié)習(xí)題第五章 摩擦5-1 滑動(dòng)摩擦5-2 滾動(dòng)摩阻5-3 考慮滑動(dòng)摩擦?xí)r的平衡問題小結(jié)習(xí)題運(yùn)動(dòng)學(xué)第六章 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)6-1 描述點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的矢量法6-2 描述點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的直角坐標(biāo)法6-3 描述點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的自然法小結(jié)習(xí)題第七章 剛體的基本運(yùn)動(dòng)7-l 剛體的平移7-2 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)7-3 剛體角速度和角加速度的矢量表示·剛體內(nèi)點(diǎn)的速度和加速度的矢積表示小結(jié)習(xí)題第八章 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)8-1 合成運(yùn)動(dòng)的基本概念8-2 點(diǎn)的速度合成定理8-3 點(diǎn)的加速度合成定理小結(jié)習(xí)題第九章 剛體的平面運(yùn)動(dòng)·運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合問題分析9-l 剛體平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程9-2 剛體平面運(yùn)動(dòng)的分解9-3 平面圖形上各點(diǎn)的速度9-4 平面圖形上各點(diǎn)的加速度9-5 運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合問題分析小結(jié)習(xí)題動(dòng)力學(xué)第十章 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)10-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程10-2 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本問題10-3 非慣性參考系中的質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程小結(jié)習(xí)題第十一章 動(dòng)量定理11-1 動(dòng)量與沖量11-2 動(dòng)量定理的表述11-3 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理小結(jié)習(xí)題第十二章 動(dòng)量矩定理12-1 動(dòng)量矩12-2 動(dòng)量矩定理的表述12-3 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程12-4 相對質(zhì)心的動(dòng)量矩定理12-5 剛體的平面運(yùn)動(dòng)微分方程小結(jié)習(xí)題第十三章 動(dòng)能定理·動(dòng)力學(xué)綜合問題分析13-1 力的功13-2 動(dòng)能13-3 動(dòng)能定理的表述13-4 功率·功率方程13-5 勢力場·勢能·機(jī)械能守恒定律13-6 動(dòng)力學(xué)綜合問題分析小結(jié)習(xí)題第十四章 達(dá)朗貝爾原理與動(dòng)靜法14-1 達(dá)朗貝爾原理14-2 慣性力系的簡化14-3 動(dòng)靜法的應(yīng)用舉例14-4 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體對軸承的動(dòng)壓力小結(jié)習(xí)題第十五章 虛位移原理15-1 概述15-2 約束和約束方程15-3 虛位移·自由度15-4 虛功·理想約束15-5 虛位移原理15-6 廣義坐標(biāo)與廣義力·廣義坐標(biāo)形式的虛位移原理小結(jié)習(xí)題動(dòng)力學(xué)專題第十六章 碰撞16-1 碰撞現(xiàn)象及其基本特征16-2 碰撞時(shí)的動(dòng)力學(xué)普遍定理16-3 碰撞恢復(fù)因數(shù)16-4 碰撞問題分析舉例16-5 碰撞對定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的作用·撞擊中心小結(jié)習(xí)題第十七章 機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)17-1 單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)17-2 單自由度系統(tǒng)的阻尼振動(dòng)17-3 單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)17-4 二自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)17-5 二自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)小結(jié)習(xí)題第十八章 剛體動(dòng)力學(xué)18-1 剛體定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)18-2 剛體定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的歐拉動(dòng)力學(xué)方程18-3 陀螺近似理論18-4 剛體一般運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)18-5 剛體一般運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)小結(jié)習(xí)題第十九章 動(dòng)力學(xué)普遍方程·拉格朗日方程19-1 動(dòng)力學(xué)普遍方程19-2 第一類拉格朗日方程19-3 第二類拉格朗日方程19-4 第二類拉格朗日方程的首次積分小結(jié)_習(xí)題第二十章 哈密頓原理和正則方程20-1 增廣位形空間·真實(shí)路徑與可能路徑20-2 哈密頓原理20-3 哈密頓正則方程小結(jié)習(xí)題附錄A轉(zhuǎn)動(dòng)慣A-1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念與計(jì)算A-2 剛體對任意軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量·慣性積和慣性主軸A-3 質(zhì)量對稱分布剛體的慣性主軸方向的判定A-4 慣性橢球習(xí)題答案參考文獻(xiàn)Contents

章節(jié)摘錄

插圖：1.理論力學(xué)的研究內(nèi)容理論力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的科學(xué)。所謂機(jī)械運(yùn)動(dòng)，是指物體在空間的位置隨時(shí)間的變化。它是人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)實(shí)踐中最常見、最簡單的一種運(yùn)動(dòng)。掌握物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律，不僅能夠解釋許多發(fā)生在我們周圍的機(jī)械運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，而且還能將理論力學(xué)的定律和結(jié)論廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)之中。如機(jī)械和建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、航空與航天技術(shù)等，都以本學(xué)科的理論為基礎(chǔ)。本書的內(nèi)容分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三部分。靜力學(xué)是研究力系的等效和簡化及物體在力系作用下的平衡規(guī)律。運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的幾何性質(zhì)（如位置坐標(biāo)、速度、加速度等），而不涉及引起物體運(yùn)動(dòng)的物理原因。動(dòng)力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化與作用力之間的關(guān)系。理論力學(xué)所研究的內(nèi)容是以伽利略和牛頓所總結(jié)的關(guān)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本定律為基礎(chǔ)，它屬于古典力學(xué)的范疇。在全部科學(xué)中，古典力學(xué)最能成功地把來自經(jīng)驗(yàn)的物理理論，系統(tǒng)地表達(dá)成數(shù)學(xué)抽象的簡明形式，它是人類的財(cái)富和技術(shù)史上的偉大里程碑。實(shí)踐表明，古典力學(xué)的定律有著極其廣泛的適用性。這些定律就是這門課程的科學(xué)根據(jù)。理論力學(xué)起源于物理學(xué)的一個(gè)獨(dú)立分支，但它的內(nèi)容大大超過了物理學(xué)的內(nèi)容。在20世紀(jì)初，由于物理學(xué)的重大發(fā)展，產(chǎn)生了相對論力學(xué)和量子力學(xué)，表明古典力學(xué)的應(yīng)用范圍是有局限性的。古典力學(xué)的規(guī)律不適用于速度接近光速的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，也不適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)。這樣，在20世紀(jì)初出現(xiàn)了較古典力學(xué)更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南鄬φ摿W(xué)和適用于微觀粒子運(yùn)動(dòng)的量子力學(xué)。但是。在研究速度遠(yuǎn)小于光速的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，特別是研究一般工程上的力學(xué)問題時(shí)，應(yīng)用古典力學(xué)分析所得的結(jié)果是足夠精確的。

編輯推薦

《理論力學(xué)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。

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