目錄
緒論 1
第1章 基本力學(xué)概念與物體受力分析 3
1.1 基本力學(xué)模型與概念 3
1.1.1 物體的模型 3
1.1.2 力的概念 3
1.1.3 力的作用效應(yīng) 4
1.1.4 力系 5
1.2 靜力學(xué)基本原理 5
1.2.1 力的平行四邊形法則?矢量的合成 5
1.2.2 二力平衡原理 6
1.2.3 加減平衡力系原理 6
1.2.4 作用和反作用定律 7
1.2.5 剛化原理 7
1.3 力的投影與正交分解 8
1.3.1 力在直角坐標(biāo)軸上投影 8
1.3.2 力的正交分解與矢量表達(dá) 9
1.4 力矩概念的擴(kuò)展和延伸 9
1.4.1 力對(duì)點(diǎn)之矩及其矢量表示 9
1.4.2 力對(duì)軸之矩 10
1.4.3 合力矩定理 11
1.4.4 力矩關(guān)系定理 12
1.5 力偶及其力偶矩 13
1.5.1 力偶的定義 13
1.5.2 力偶的基本性質(zhì)及力偶矩 14
1.6 約束與約束力 16
1.6.1 約束的概念 16
1.6.2 工程中常見的約束與約束力 16
1.7 受力分析初步 20
習(xí)題 23
第2章 力系的簡(jiǎn)化與平衡 28
2.1 匯交力系的簡(jiǎn)化與平衡 28
2.1.1 匯交力系的簡(jiǎn)化 28
2.1.2 匯交力系的平衡 28
2.2 力偶系的簡(jiǎn)化與平衡 31
2.2.1 力偶系的簡(jiǎn)化 31
2.2.2 力偶系的平衡 32
2.3 任意力系的簡(jiǎn)化 33
2.3.1 力的平移定理 33
2.3.2 力系的主矢與主矩 34
2.3.3 任意力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化 36
2.3.4 任意力系簡(jiǎn)化結(jié)果的討論 37
2.3.5 同向平行分布力系的簡(jiǎn)化?重心和質(zhì)心 39
2.4 任意力系的平衡 44
2.4.1 空間任意力系的平衡 44
2.4.2 平面任意力系的平衡 45
2.5 物體系統(tǒng)的平衡及靜定與靜不定問題 51
2.5.1 物體系統(tǒng)的平衡 51
2.5.2 平衡的靜定與靜不定問題 55
習(xí)題 57
第3章 靜力學(xué)應(yīng)用專題 68
3.1 平面靜定桁架的靜力分析 68
3.1.1 桁架的概念 68
3.1.2 桁架的簡(jiǎn)化 69
3.1.3 平面桁架內(nèi)力分析的基本方法 70
3.1.4 關(guān)于零力桿 72
3.2 考慮摩擦的平衡問題 73
3.2.1 摩擦的概念 73
3.2.2 滑動(dòng)摩擦力?庫(kù)侖摩擦定律 73
3.2.3 摩擦角與自鎖現(xiàn)象 75
3.2.4 具有滑動(dòng)摩擦的平衡問題 78
3.2.5 滾動(dòng)摩阻概述 85
習(xí)題 88
第4章 點(diǎn)的一般運(yùn)動(dòng)與剛體的基本運(yùn)動(dòng) 95
4.1 點(diǎn)的一般運(yùn)動(dòng) 95
4.1.1 描述點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的矢量法 95
4.1.2 描述點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的直角坐標(biāo)法 96
4.1.3 描述點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的弧坐標(biāo)法 97
4.2 剛體的基本運(yùn)動(dòng) 103
4.2.1 剛體的平移 103
4.2.2 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 104
習(xí)題 109
第5章 點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng) 113
5.1 點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的概念 113
5.1.1 兩種參考系 113
5.1.2 三種運(yùn)動(dòng) 113
5.1.3 三種速度和三種加速度 113
5.1.4 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)方程與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程 114
5.2 點(diǎn)的速度合成定理 115
5.3 點(diǎn)的加速度合成定理 118
5.3.1 加速度合成定理 118
5.3.2 科氏加速度 119
習(xí)題 128
第6章 剛體平面運(yùn)動(dòng) 134
6.1 剛體平面運(yùn)動(dòng)的概念 134
6.1.1 剛體平面運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型的簡(jiǎn)化 134
6.1.2 剛體平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程 135
6.2 平面運(yùn)動(dòng)的分解 136
6.3 平面圖形上各點(diǎn)的速度分析 138
6.3.1 基點(diǎn)法 138
6.3.2 速度投影法 139
6.3.3 瞬時(shí)速度中心法 140
6.4 平面圖形上各點(diǎn)的加速度分析 145
習(xí)題 151
第7章 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理 157
7.1 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)力學(xué)普遍定理概述 157
7.1.1 動(dòng)力學(xué)普遍定理概述 157
7.1.2 質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心 157
7.1.3 質(zhì)點(diǎn)系的外力和內(nèi)力 157
7.2 動(dòng)量 158
7.3 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理與質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理 159
7.3.1 動(dòng)量定理 159
7.3.2 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理 160
7.3.3 動(dòng)量定理與質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理的投影式與守恒式 160
7.4 動(dòng)量定理應(yīng)用于簡(jiǎn)單剛體系統(tǒng) 161
習(xí)題 165
第8章 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩定理 170
8.1 質(zhì)點(diǎn)及質(zhì)點(diǎn)系對(duì)定點(diǎn)的動(dòng)量矩定理 170
8.1.1 質(zhì)點(diǎn)對(duì)定點(diǎn)的動(dòng)量矩 170
8.1.2 質(zhì)點(diǎn)系對(duì)定點(diǎn)的動(dòng)量矩 170
8.1.3 質(zhì)點(diǎn)系對(duì)定點(diǎn)的動(dòng)量矩定理 170
8.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程·剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 172
8.2.1 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程 172
8.2.2 剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 173
8.3 質(zhì)點(diǎn)系對(duì)質(zhì)心的動(dòng)量矩定理及討論 176
8.3.1 質(zhì)點(diǎn)系對(duì)質(zhì)心的動(dòng)量矩 176
8.3.2 質(zhì)點(diǎn)系對(duì)質(zhì)心的動(dòng)量矩定理 177
8.3.3 關(guān)于質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)質(zhì)心(平移參考系)動(dòng)量矩定理的討論 178
8.4 剛體平面運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程及討論 179
8.4.1 剛體平面運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程 179
8.4.2 關(guān)于剛體平面運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的討論 180
習(xí)題 182
第9章 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能及動(dòng)能定理 187
9.1 力的功 187
9.1.1 力的功的定義 187
9.1.2 彈簧力的功 187
9.1.3 作用在剛體上力偶的功 188
9.1.4 內(nèi)力的功 188
9.1.5 約束力的功 189
9.2 質(zhì)點(diǎn)系與剛體的動(dòng)能 190
9.2.1 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能 190
9.2.2 柯尼希定理 191
9.2.3 剛體的動(dòng)能 191
9.3 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理與機(jī)械能守恒 193
9.3.1 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理 193
9.3.2 有勢(shì)力和勢(shì)能 194
9.3.3 機(jī)械能守恒 195
9.4 動(dòng)力學(xué)普遍定理綜合應(yīng)用 198
習(xí)題 203
第10章 達(dá)朗貝爾原理 209
10.1 質(zhì)點(diǎn)的達(dá)朗貝爾原理 209
10.2 質(zhì)點(diǎn)系的達(dá)朗貝爾原理 210
10.3 慣性力系的簡(jiǎn)化 211
10.3.1 一般質(zhì)點(diǎn)系慣性力系的簡(jiǎn)化 211
10.3.2 剛體慣性力系的簡(jiǎn)化 211
10.3.3 慣性力系的主矢與主矩的物理意義 214
習(xí)題 219
第11章 分析靜力學(xué) 223
11.1 分析力學(xué)的基本概念 223
11.1.1 剛體靜力學(xué)與分析靜力學(xué)的比較 223
11.1.2 約束與約束方程 224
11.1.3 廣義坐標(biāo)與自由度 226
11.1.4 虛位移與虛功 227
11.1.5 理想約束 228
11.2 虛位移原理及應(yīng)用 228
11.2.1 虛位移原理 228
11.2.2 虛位移原理應(yīng)用概述 229
11.3 勢(shì)能駐值定理與最小勢(shì)能原理 234
11.3.1 勢(shì)能駐值定理 234
11.3.2 最小勢(shì)能原理 234
習(xí)題 236
第12章 動(dòng)力學(xué)應(yīng)用專題 240
12.1 非慣性參考系中的質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué) 240
12.1.1 質(zhì)點(diǎn)在非慣性參考系中的動(dòng)力學(xué)微分方程 240
12.1.2 幾種特殊情況 241
12.1.3 應(yīng)用舉例 241
12.1.4 幾點(diǎn)討論 245
12.2 振動(dòng)分析基礎(chǔ) 247
12.2.1 單自由度線性系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程 247
12.2.2 單自由度系統(tǒng)的無阻尼自由振動(dòng) 249
12.2.3 單自由度系統(tǒng)的有阻尼自由振動(dòng) 251
12.2.4 單自由度線性系統(tǒng)的受迫振動(dòng) 254
12.2.5 單自由度線性系統(tǒng)的振動(dòng)實(shí)驗(yàn) 259
習(xí)題 259
附錄 習(xí)題答案 263
參考文獻(xiàn) 272