理論力學(xué)

前言

理論力學(xué)高等學(xué)校本科相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用的分析能力和科學(xué)研究素養(yǎng)的重要課程。本書依據(jù)國家力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會的工科理論力學(xué)教學(xué)大綱，突出教材的基本概念、基本原理、基本方法，力圖做到理論嚴(yán)謹、邏輯清晰、由淺入深、論述簡明。同時，在保持基本內(nèi)容的前提下，考慮到教學(xué)課時的限制，對部分內(nèi)容進行了精簡，并刪減了個別章節(jié)，如刪減了機械振動基礎(chǔ)這一章。本書分為靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三大部分，共十三章。本書適用于高等學(xué)校工科力學(xué)和工程類各專業(yè)的理論力學(xué)教材，各專業(yè)可以根據(jù)需要選用全部或部分內(nèi)容，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。參加編寫本書的有：武漢理工大學(xué)李卓球教授（緒論）、朱四榮教授（第8章、第9章）、黃莉副教授（第10章）、董北川副教授（第11章）、王茵副教授（第12章）；湖北工業(yè)大學(xué)周金枝教授與黃菊華副教授（第l章、第2章）、朱若燕副教授與姜久紅副教授（第3章）；長江大學(xué)張新紅副教授（第5章）、侯作富教授（第6章）、胡述龍副教授（第7章）；武漢科技大學(xué)磨季云副教授（第4章）、姜翠香副教授（第13章）。全書由李卓球教授任主編，周金枝、侯作富、磨季云任副主編。朱四榮教授為全書的統(tǒng)稿做了大量工作。在本書的編寫中，得到了作者所在單位教師的幫助和支持。武漢理工大學(xué)鄭立霞副教授編寫了第8～11章的習(xí)題部分，武漢科技大學(xué)陳桂娟講師編寫了第4、12、13章的習(xí)題部分，部分習(xí)題選自其他作者的教材，在此向他們表示衷心的感謝。本書由華中科技大學(xué)黃玉盈教授主審，黃教授提出了許多精辟而中肯的意見，筆者在此表示由衷的感謝。鑒于編者水平有限，書中缺點和錯誤難以避免，熱忱期待讀者給予批評指正。衷心感謝為該教材的編寫、出版、使用提供支持和方便的所有同志。

內(nèi)容概要

根據(jù)高等學(xué)校工作本科理論力學(xué)課程教學(xué)基本要求，結(jié)合機械設(shè)計制造及自動化本科專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的特點，適當(dāng)更新課程內(nèi)容。    本書主要內(nèi)容為靜力學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)等3大部分?！　”緯勺鳛楦叩葘W(xué)校機械、航空、動力、自動化等類專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)理論力學(xué)課程教材，也可作為成人教育學(xué)院、函授大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教材以及供有關(guān)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

0  緒論  0.1  理論力學(xué)的研究對象與內(nèi)容  0.2  理論力學(xué)的研究方法  0.3  學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的第一篇  靜力學(xué)  1  靜力學(xué)基本概念與受力分析    1.1  靜力學(xué)基本概念    1.2  靜力學(xué)公理    1.3  約束與約束力·物體的受力分析    思考題    習(xí)題  2  平面力系    2.1  平面匯交力系合成與平衡的幾何法    2.2  平面匯交力系合成與平衡的解析法    2.3  平面力系中力對點之矩的概念及計算    2.4  平面力偶    2.5  平面任意力系合成與平衡    思考題    習(xí)題  3  空間力系    3.1  空間力的分解及其投影    3.2  力對軸之矩    3.3  空間力系的合成與平衡    3.4  重心和形心    思考題    習(xí)題  4  摩擦    4.1  滑動摩擦    4.2  考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題    4.3  滾動摩阻    思考題    習(xí)題第二篇  運動學(xué)  5  點的運動學(xué)描述和剛體的簡單運動    5.1  點的運動學(xué)描述    5.2  剛體的平移    5.3  剛體的定軸轉(zhuǎn)動    5.4  輪系的傳動比    5.5  以矢量表示角速度和角加速度·以矢積表示點的速度和加速度    思考題    習(xí)題  6  點的合成運動    6.1  絕對運動、相對運動和牽連運動    6.2  速度合成定理    6.3  加速度合成定理    思考題    習(xí)題  7  剛體的平面運動    7.1  剛體平面運動的描述    7.2  平面運動剛體上各點的速度    7.3  平面運動剛體上各點的加速度    思考題    習(xí)題第三篇  動力學(xué)  8  動量定理    8.1  動量與沖量    8.2  質(zhì)點系的動量定理    8.3  質(zhì)心運動定理    思考題    習(xí)題  9  動量矩定理    9.1  質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩    9.2  動量矩定理    9.3  剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動微分方程    9.4  剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量    9.5  質(zhì)點系對于質(zhì)心的動量矩定理    9.6  剛體的平面運動微分方程    思考題    習(xí)題  10  動能定理    10.1  力的功    10.2  質(zhì)點和質(zhì)點系的動能    10.3  動能定理    10.4  功率·功率方程·機械效率    10.5  勢力場·勢能·機械能守恒定律    10.6  普遍定理的綜合應(yīng)用舉例    思考題    習(xí)題  11  達朗貝爾原理    11.1  慣性力·達朗貝爾原理    11.2  剛體慣性力系的簡化    11.3  剛體繞定軸轉(zhuǎn)動時軸承的附加動約束力    思考題    習(xí)題  12  虛位移原理    12.1  約束、自由度與廣義力    12.2  虛位移、虛功和理想約束    12.3  虛位移原理及應(yīng)用    思考題    習(xí)題  13  動力學(xué)普遍方程和拉格朗日方程    13.1  動力學(xué)普遍方程    13.2  拉格朗日方程    思考題    習(xí)題習(xí)題參考答案索引SynopsisContents主要符號表主要參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：公理5 剛化原理變形體在力系作用下處于平衡狀態(tài)時，如果將此變形體剛化為剛體，則此剛化后的物體在原力系作用下仍然保持平衡。這一公理提供了把變形體抽象為剛體模型的條件。如柔性繩索在等值、反向、共線的兩個拉力作用下處于平衡，可將繩索剛化為剛體，其平衡狀態(tài)不會改變。而繩索在兩個等值、反向、共線的壓力作用下則不能平衡，這時，繩索不能剛化為剛體?？梢?，剛體的平衡條件是變形體平衡的必要條件，而非充分條件。剛化原理建立了剛體與變形體平衡條件的聯(lián)系，提供了用剛體模型來研究變形體平衡的依據(jù)。在剛體靜力學(xué)的基礎(chǔ)上考慮變形體的特性，可進一步研究變形體的平衡問題。1.3 約束與約束力·物體的受力分析1.3.1 約束與約束力在空中運動不受限制可以有任意方向位移的物體稱為自由體，如空中飛行的炮彈、飛機、人造衛(wèi)星等。而某些物體的位移受到事先給定的限制，不可能在空間作隨意運動的物體稱為非自由體，如在軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸、汽缸中運動的活塞等。對非自由體的位移起限制作用的周圍物體稱為約束，例如，鐵軌對于機車、軸承對于電機轉(zhuǎn)軸、吊車鋼索對于重物等，則鐵軌、軸承、吊車鋼索等都是相應(yīng)物體的約束。既然約束阻礙物體沿某些方向運動，那么，當(dāng)物體沿著約束所能阻礙的運動方向有運動趨勢時，約束對它就有改變運動狀態(tài)的作用，也就是力。這種約束作用于被約束物體上的力，稱為約束力。約束力的方向總是與約束所能阻礙的物體的運動方向相反。約束力的作用點就是物體上與作為約束的物體相接觸的點。約束力的大小一般都是未知的，在靜力學(xué)中，約束力與物體所受的其他已知力（主動力）組成平衡力系，可由力系的平衡條件求出。約束力以外的其他力稱為主動力，如重力、水壓力、風(fēng)壓力、電磁力和彈簧力等。物體所受的主動力一般都是已知的。下面介紹工程實際中常見的幾種約束，說明這幾種約束的性質(zhì)以及相應(yīng)的約束力的特征。1.3.2 常見約束類型及約束力（1）柔索約束由繩索、鏈條、皮帶等所構(gòu)成的約束統(tǒng)稱為柔索約束，這種約束的特點是柔軟易變形，它給物體的約束力只能是拉力。因此，柔索對物體的約束力作用在接觸點，方向沿柔索且背離物體。

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《理論力學(xué)(修訂版)》：21世紀(jì)高等學(xué)校教材

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