靜力學

前言

　　力學是大多數(shù)工程科學，如土木工程、機械工程、材料工程、航空航天、能源動力、交通運輸、化工等的基礎(chǔ)，是工科學生學習專業(yè)知識和技能的基礎(chǔ)課程。不僅如此，力學還有著不同于其他學科的思維方式，是理工科學生應(yīng)普遍接受的思維訓練之一?！　∧壳?，我校的“工程力學”課程被評為國家級精品課程。經(jīng)過多年的教學實踐，并根據(jù)教育部力學課程指導委員會組織討論的教學基本要求和各專業(yè)的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)計劃，進行了從課程體系、教學內(nèi)容到教學方法、教學手段等全方位的改革，現(xiàn)已形成了一個針對不同專業(yè)的、分層次的課程體系。例如，對于土木類的專業(yè)，根據(jù)其專業(yè)特點及后續(xù)課程的需求，強調(diào)靜力學和材料力學部分的知識；而對于機電類的專業(yè)，則更加注重運動學、動力學等知識；對于其他短學時的課程，則著重于靜力學和材料力學最基礎(chǔ)的知識。同時，還從學生的實際情況出發(fā)，實行分級教學：A級為優(yōu)秀學生班級，重點培養(yǎng)拔尖人才；B級為一般水平學生班級，教學要求比教育部頒布的基本要求稍高；C級為基礎(chǔ)及能力較差的學生班級，課程教學按教育部頒布的教學基本要求執(zhí)行。　　為了適應(yīng)不同專業(yè)的需求，一般是編寫不同的教材；而對于不同層次的分級教學，則主要由老師根據(jù)實際情況做出不同的取舍。針對這種情況，我們編寫了這套適用于不同專業(yè)和層次的工程力學模塊化的教材，共分為4冊：第1冊為《靜力學》；第2冊為《運動學和動力學》；第3冊為《材料力學I》，包括材料力學的基礎(chǔ)部分內(nèi)容；第4冊為《材料力學II》，包括材料力學的擴展內(nèi)容。不管什么專業(yè)，只要是有力學教學的需要，都可以通過自行選擇不同的分冊來得到滿足。例如，對于土木類可選擇第1～3冊和第4冊部分內(nèi)容；機電類可選擇第1～3冊；其他工科短學時可選擇第1， 3冊；數(shù)理學科的學生學習經(jīng)典力學，則可選擇第1，2冊。在每冊中還可靈活取舍內(nèi)容，根據(jù)學生對先修課程掌握的情況而進行分級教學?！　〕松厦嫣岬降哪K化特點以外，本套教材的編寫還突出了以下特色?！　。?） 由淺入深，不斷強化。每部分內(nèi)容都采取由淺入深的講述方式，便于自學和理解。但在后續(xù)講述中會不斷將前面內(nèi)容系統(tǒng)化，并強調(diào)后續(xù)內(nèi)容與先期內(nèi)容的聯(lián)系?！　。?） 明確知識要點，加強知識點的聯(lián)系。工程力學中的知識點很多，雖然在解決實際的工程問題中最終都會起到作用，但學生在學習過程中對這些知識點的理解卻是相對孤立的。因此，站在一定的高度，闡明各知識點之間的聯(lián)系和最終其所發(fā)揮作用的作用，這將非常有利于學生真正掌握力學的思想和解決問題的能力?！　。?） 從力學模型的建立和簡化到直接的工程應(yīng)用。每部分內(nèi)容都圍繞“力引起物體的運動和變形”這一力學的核心思想，由淺入深地講述從力學模型的建立、簡化直至結(jié)果結(jié)論的工程應(yīng)用。采取研究型教學的思想，先提出問題和要達到的目的，再講述為達目的如何建立數(shù)學力學模型并簡化。　?。?） 強調(diào)力學與數(shù)學的聯(lián)系。包括力學模型的數(shù)學化、數(shù)學公式的力學圖像解釋和理解?！　。?） 定量和定性分析相結(jié)合。通過例題和習題，在定量分析結(jié)果的基礎(chǔ)上盡可能總結(jié)出定性的結(jié)論，以幫助學生加強對力學概念的理解，以及獲取直接的工程經(jīng)驗?！　。?） 習題分級。將習題分成三級：基本題、提高題、研究型題，以適應(yīng)不同專業(yè)、不同層次的學生?！　∠抻诰幷叩乃剑咎捉滩淖鳛閲L試，自然在某些方面會存在不足和疏漏，懇請有關(guān)專家、教師、學生隨時提出批評和建議，以便我們改進和提高?！　【幷摺　?011年于北京交通大學　　靜力學是研究物體在力系作用下平衡的一門科學，涉及物體的受力分析方法、力系的簡化方法，以及物體的受力平衡分析等，是動力學、變形固體力學、流體力學等所有力學分析的基礎(chǔ)，也是一些相關(guān)的工程學科（如土木、機械、航空航天等）后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)?！　榱耸箤W生對力學學科有一個整體的了解和認識，本教材在第1章對力學的發(fā)展簡史，學科分類，研究對象、內(nèi)容、方法，以及理論力學的研究對象、內(nèi)容、方法等進行了簡單介紹。另外，還在這章講述了力的數(shù)學描述。為了便于學生“循序漸進、由淺入深”地學習，本教材從第2章至第4章詳細介紹了平面力系的相關(guān)知識，引入了靜力學的大部分概念、定理和分析方法，而將空間力系的全部內(nèi)容放在第5章介紹，第6章單獨介紹摩擦的概念和相關(guān)的平衡分析。這樣的安排可適應(yīng)不同專業(yè)的要求，對于少學時的課程可以略去或簡單介紹第5、6章的內(nèi)容?！　”窘滩膬?nèi)容的安排便于學生自學，同時也便于教師選擇不同的方式教學。例如，對于基礎(chǔ)好的學生，可以在講授完第1、2章以后，直接進入第５章的空間力系，而將第3、4章的平面力系作為空間力系的特例介紹?！　”窘滩牡?章緒論由稅國雙完成初稿，汪越勝做了仔細的修改和補充，金明和徐豐提出了部分修改意見；第2～6章由金明完成初稿，其中稅國雙提供了部分資料，最后由汪越勝進行了內(nèi)容調(diào)整和逐字逐句的修改完善；全書思考題和習題分別由稅國雙和金明提供，由汪越勝調(diào)整定稿，碩士生楊正輝、趙耀參與了習題整理。在編寫過程中，參考了相關(guān)理論力學系列的教材，編者在此表示衷心感謝?！　∮捎诰幷叩乃剿?，疏漏之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。　　編者

內(nèi)容概要

　　本書為國家精品課程配套教材，根據(jù)教育部高等學校力學教學指導委員會力學基礎(chǔ)課程教學指導分委員會制定的“理論力學課程教學基本要求（A類）”編寫而成。全書共6章，內(nèi)容包括緒論、靜力學公理與物體受力分析、平面簡單力系、平面任意力系、空間力系、摩擦及習題參考答案。內(nèi)容編排上，本書既便于學生自學，也便于教師針對不同的學時選擇不同的教學方式。

作者簡介

汪越勝，教授，博士，教育部長江學者特聘教授、國家杰出青年科學基金獲資助者。博士生導師。北京市重點學科固體力學學術(shù)帶頭人，國家精品課程“工程力學”負責人，工程力學系列課程校級優(yōu)秀教學團隊負責人、北京市教學名師。曾獲全國回國留學先進個人稱號暨成就獎、首都5?1勞動獎?wù)隆⒈本┦薪逃齽?chuàng)新標兵、寶鋼優(yōu)秀教師獎等；享受國務(wù)院政府特殊津貼；入選國家級新世紀百千萬人才工程。曾先后訪問德國達姆斯達特技術(shù)大學、錫根大學，美國佐治亞理工學院，香港城市大學，俄羅斯南聯(lián)邦大學，挪威東福爾大學等?，F(xiàn)擔任中國力學學會理事，固體力學專業(yè)委員會委員，北京市力學會常務(wù)理事。金明，教授、博士生導師，1963年生，主講本科生“理論力學”、“材料力學”、“工程力學”等課程20余年。主編的研究生教材《非線性連續(xù)介質(zhì)力學教程》獲“北京市高等教育精品教材立項項目”?，F(xiàn)擔任北京市力學學會科普專業(yè)委員會委員。曾主持完成國家、省部級科研項目多項。發(fā)表教學、科研論文30余篇。

書籍目錄

第1章　緒論　
　1.1　關(guān)于力學　
　1.2　力的概念和數(shù)學描述　
　1.3　理論力學的研究對象、內(nèi)容和方法　
　思考題　
　習題　
第2章　靜力學公理與物體受力分析　
　2.1　靜力學公理　
　2.2　約束和約束力　
　2.3　受力分析和受力圖　
　本章小結(jié)　
　思考題　
　習題　
第3章　平面簡單力系　
　3.1　平面匯交力系　
　　3.1.1　平面匯交力系合成與平衡分析的幾何法　
　　3.1.2　平面匯交力系合成與平衡分析的解析法　
　3.2　平面力對點的矩　
　3.3　平面力偶系　
　本章小結(jié)　
　思考題　
　習題　
第4章　平面任意力系　
　4.1　平面任意力系簡化——主矢和主矩　
　4.2　平面任意力系的平衡分析　
　4.3　剛體系的平衡靜定和超靜定問題　
　4.4　平面桁架的內(nèi)力計算　
　本章小結(jié)　
　思考題　
　習題　
第5章　空間力系　
　5.1　空間匯交力系　
　5.2　空間力偶系　
　　5.2.1　空間力對點的矩和對軸的矩　
　　5.2.2　空間力偶系的合成與平衡　
　5.3　空間任意力系的簡化　
　5.4　空間任意力系的平衡分析　
　5.5　空間平行力系中心、重心　
　本章小結(jié)　
　思考題　
　習題　
第6章　摩擦　
　6.1　靜摩擦和滑動摩擦　
　6.2　摩擦角和自鎖現(xiàn)象　
　6.3　考慮滑動摩擦時的平衡問題　
　6.4　滾動摩阻的概念　
　本章小結(jié)　
　思考題　
　習題　
附錄A　習題參考答案　
參考文獻　
　
　　

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：

編輯推薦

　　《靜力學》可作為高等院校土建類、機電類相關(guān)專業(yè)的理論力學教材，也可供高職、高專及成人教育各專業(yè)理論力學課程使用。

圖書封面

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