理論力學(xué)

前言

為滿足中等學(xué)時理論力學(xué)課程的教學(xué)需要及當(dāng)前教學(xué)改革的要求，我們在多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，參考了近年出版的多部教材，編寫了本書。對傳統(tǒng)的課程內(nèi)容的章節(jié)結(jié)構(gòu)作了調(diào)整，力求理論嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯清晰，敘述由淺入深，適當(dāng)簡化推導(dǎo)。本書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，重視物理概念及工程應(yīng)用。同時，為了增強(qiáng)學(xué)生使用現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)解決實(shí)際工程問題的能力，本書增加了MATLAB在理論力學(xué)中的應(yīng)用等新內(nèi)容。隨著高等教育的發(fā)展，根據(jù)學(xué)校類型和學(xué)生情況，對課程提出不同層次的要求是必要的，而理論力學(xué)的課時也有所減少，因此，需要一類以適量的篇幅講授基本內(nèi)容的新教材。本書的編寫基于以下考慮。（1） 采用傳統(tǒng)的靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)課程體系。教學(xué)實(shí)踐證明，這一教學(xué)體系是符合學(xué)生認(rèn)識規(guī)律的。（2） 將內(nèi)容較少的章節(jié)合并，使得物理概念和基本理論更為清晰，同時可避免敘述過于詳細(xì)，為學(xué)生留出思考的空間。書中提及的部分一般性概念定理的敘述及一些重要結(jié)論，文字下劃波浪線，主要概念用黑體字表示。（3） 設(shè)置典型例題，注意一題多解，避免同類型重復(fù)。精選習(xí)題和思考題，數(shù)量適當(dāng)。每章都有小結(jié)，列出主要的知識點(diǎn)，便于讀者明確重點(diǎn)，將所學(xué)知識系統(tǒng)化。（4） 增加MATLAB在理論力學(xué)中的應(yīng)用等內(nèi)容，體現(xiàn)了現(xiàn)代計(jì)算方法在傳統(tǒng)理論中的應(yīng)用。參加本書編寫的有河南工業(yè)大學(xué)邵興、梁醒培、王輝、張維祥、原方，中原工學(xué)院孫玉周。邵興擔(dān)任主編。其中，緒論，第1，2，4，5，6，7，8章由邵興編寫； 第9，10，11章及習(xí)題答案由張維祥編寫； 第3，12章，附錄A，附錄B由孫玉周編寫。梁醒培、王輝、原方等人也參加了部分編寫工作和校核工作。由于作者水平有限，本書不當(dāng)與錯誤之處在所難免，懇請讀者指正。

內(nèi)容概要

本書講述理論力學(xué)的基本理論及應(yīng)用。對傳統(tǒng)的課程體系作了適當(dāng)改進(jìn)，力求物理概念明確、邏輯清晰。書中例題和習(xí)題豐富，增加了MATLAB在理論力學(xué)中的應(yīng)用等新內(nèi)容，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)日益普及的現(xiàn)狀，提高利用現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)求解工程問題的能力。    本書共12章。靜力學(xué)3章，包括靜力學(xué)公理和物體的受力分析、平面力系和空間力系的簡化與平衡。運(yùn)動學(xué)3章，包括點(diǎn)的運(yùn)動和剛體的簡單運(yùn)動、點(diǎn)的合成運(yùn)動、剛體的平面運(yùn)動。動力學(xué)6章，包括動力學(xué)基本方程和動量定理、動量矩定理、動能定理、達(dá)朗貝爾原理、虛位移原理以及機(jī)械振動等內(nèi)容。    本書適用于高等學(xué)校土木工程、機(jī)械類專業(yè)本科生使用，也可作為高等院校工科其他專業(yè)的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第1篇 靜力學(xué)  引言  第1章 靜力學(xué)公理和物體的受力分析    1.1 靜力學(xué)公理    1.2 力的投影力矩力偶    1.3 約束    1.4 物體的受力分析和受力圖    小結(jié)    思考題    習(xí)題  第2章 平面力系的簡化與平衡    2.1 平面匯交力系平面力偶系    2.2 平面任意力系向一點(diǎn)簡化    2.3 平面任意力系的平衡條件    2.4 物體系統(tǒng)的平衡    2.5 平面簡單桁架的內(nèi)力    2.6 摩擦    小結(jié)    思考題    習(xí)題  第3章 空間力系的簡化與平衡    3.1 空間中力的投影、力矩與力偶    3.2 空間匯交力系空間力偶系    3.3 空間任意力系的簡化與平衡    3.4 重心    小結(jié)    思考題    習(xí)題第2篇 運(yùn)動學(xué)  引言  第4章 點(diǎn)的運(yùn)動和剛體的簡單運(yùn)動    4.1 點(diǎn)的運(yùn)動的直角坐標(biāo)法    4.2 點(diǎn)的運(yùn)動的自然法    4.3 剛體的平移    4.4 剛體的定軸轉(zhuǎn)動    小結(jié)    思考題    習(xí)題  第5章 點(diǎn)的合成運(yùn)動    5.1 相對運(yùn)動牽連運(yùn)動絕對運(yùn)動    5.2 速度合成定理    5.3 加速度合成定理    小結(jié)    思考題    習(xí)題  第6章 剛體的平面運(yùn)動    6.1 平面運(yùn)動概念與運(yùn)動分解    6.2 平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度    6.3 平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度    小結(jié)    思考題    習(xí)題第3篇 動力學(xué)  引言  第7章 動力學(xué)基本方程和動量定理    7.1 質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)的基本方程    7.2 動量與沖量    7.3 動量定理質(zhì)心運(yùn)動定理    小結(jié)    思考題    習(xí)題  第8章 動量矩定理  第9章 動能定理  第10章 達(dá)朗貝爾原理  第11章 虛位移原理  第12章 機(jī)械振動基礎(chǔ)附錄A MATLAB在理論力學(xué)中的應(yīng)用附錄B 簡單均質(zhì)幾何形體的重心位置和轉(zhuǎn)動慣量習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：由若干個物體通過約束連接而構(gòu)成的系統(tǒng)稱為物體系統(tǒng)。當(dāng)物體系平衡時，系統(tǒng)內(nèi)的每一個物體都處于平衡狀態(tài)，因此對于每一個受平面任意力系作用的物體，均可寫出3個平衡方程。如物體系由n個物體組成，則共有3竹個獨(dú)立方程。靜定和超靜定問題在研究單個物體或物體系統(tǒng)的平衡問題時，由于每一種力系的獨(dú)立平衡方程的數(shù)目是一定的，當(dāng)系統(tǒng)中的未知量數(shù)目等于獨(dú)立平衡方程的數(shù)目時，則所有未知量都能由平衡方程求出，這樣的問題稱為靜定問題。在工程實(shí)際中，有時為了提高結(jié)構(gòu)的剛度和堅(jiān)固性，常常增加多余的約束，因而使這些結(jié)構(gòu)的未知量的數(shù)目多于平衡方程的數(shù)目，未知量就不能全部由平衡方程求出，這樣的問題稱為超靜定問題。對于超靜定問題，必須考慮物體因受力作用而產(chǎn)生的變形，加列某些補(bǔ)充方程后，才能使方程的數(shù)目等于未知量的數(shù)目。超靜定問題已超出剛體靜力學(xué)的范圍，須在材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)中研究。設(shè)用兩根繩子懸掛一重物，如圖2-18（a）所示，未知的約束力有2個，而重物受平面匯交力系作用，共有2個平衡方程，因此是靜定問題。如用三根繩子懸掛重物，且力線在平面內(nèi)交于一點(diǎn)，如圖2-18（b）所示，則未知的約束力有3個，而平衡方程只有2個，因此是超靜定問題。圖2-18（c）所示簡支梁，未知的約束力有3個，因梁受平面任意力系作用，共有3個平衡方程，因此是靜定的。若梁的中間增加一活動支座，如圖2-18（d）所示，則未知的約束力有4個，而平衡方程只有3個，因此是一次超靜定問題。圖2-18（e）所示三鉸拱由AC和BC兩部分鉸接組成，每部分有3個平衡方程，共有6個平衡方程，未知量共計(jì)6個約束力，因此，也是靜定的。圖2-18（f）中支座A為固定端，則系統(tǒng)共有7個未知約束力，因此是超靜定的。

編輯推薦

《理論力學(xué)》由清華大學(xué)出版社出版。

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