目錄
緒論 1
第1章 基本力學概念與物體受力分析 3
1.1 基本力學模型與概念 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 4
1.1.4 力系 5
1.2 靜力學基本原理 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 力在直角坐標軸上投影 8
1.3.2 力的正交分解與矢量表達 9
1.4 力矩概念的擴展和延伸 9
1.4.1 力對點之矩及其矢量表示 9
1.4.2 力對軸之矩 10
1.4.3 合力矩定理 11
1.4.4 力矩關系定理 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
習題 23
第2章 力系的簡化與平衡 28
2.1 匯交力系的簡化與平衡 28
2.1.1 匯交力系的簡化 28
2.1.2 匯交力系的平衡 28
2.2 力偶系的簡化與平衡 31
2.2.1 力偶系的簡化 31
2.2.2 力偶系的平衡 32
2.3 任意力系的簡化 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 任意力系向一點的簡化 36
2.3.4 任意力系簡化結果的討論 37
2.3.5 同向平行分布力系的簡化?重心和質心 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
習題 57
第3章 靜力學應用專題 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 桁架的簡化 69
3.1.3 平面桁架內力分析的基本方法 70
3.1.4 關于零力桿 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 滑動摩擦力?庫侖摩擦定律 73
3.2.3 摩擦角與自鎖現(xiàn)象 75
3.2.4 具有滑動摩擦的平衡問題 78
3.2.5 滾動摩阻概述 85
習題 88
第4章 點的一般運動與剛體的基本運動 95
4.1 點的一般運動 95
4.1.1 描述點運動的矢量法 95
4.1.2 描述點運動的直角坐標法 96
4.1.3 描述點運動的弧坐標法 97
4.2 剛體的基本運動 103
4.2.1 剛體的平移 103
4.2.2 剛體的定軸轉動 104
習題 109
第5章 點的復合運動 113
5.1 點的復合運動的概念 113
5.1.1 兩種參考系 113
5.1.2 三種運動 113
5.1.3 三種速度和三種加速度 113
5.1.4 絕對運動方程與相對運動方程 114
5.2 點的速度合成定理 115
5.3 點的加速度合成定理 118
5.3.1 加速度合成定理 118
5.3.2 科氏加速度 119
習題 128
第6章 剛體平面運動 134
6.1 剛體平面運動的概念 134
6.1.1 剛體平面運動力學模型的簡化 134
6.1.2 剛體平面運動的運動方程 135
6.2 平面運動的分解 136
6.3 平面圖形上各點的速度分析 138
6.3.1 基點法 138
6.3.2 速度投影法 139
6.3.3 瞬時速度中心法 140
6.4 平面圖形上各點的加速度分析 145
習題 151
第7章 質點系動量定理 157
7.1 質點系動力學普遍定理概述 157
7.1.1 動力學普遍定理概述 157
7.1.2 質點系的質心 157
7.1.3 質點系的外力和內力 157
7.2 動量 158
7.3 質點系動量定理與質心運動定理 159
7.3.1 動量定理 159
7.3.2 質心運動定理 160
7.3.3 動量定理與質心運動定理的投影式與守恒式 160
7.4 動量定理應用于簡單剛體系統(tǒng) 161
習題 165
第8章 質點系動量矩定理 170
8.1 質點及質點系對定點的動量矩定理 170
8.1.1 質點對定點的動量矩 170
8.1.2 質點系對定點的動量矩 170
8.1.3 質點系對定點的動量矩定理 170
8.2 剛體定軸轉動動力學方程·剛體對軸的轉動慣量 172
8.2.1 剛體定軸轉動動力學方程 172
8.2.2 剛體對軸的轉動慣量 173
8.3 質點系對質心的動量矩定理及討論 176
8.3.1 質點系對質心的動量矩 176
8.3.2 質點系對質心的動量矩定理 177
8.3.3 關于質點系相對質心(平移參考系)動量矩定理的討論 178
8.4 剛體平面運動動力學方程及討論 179
8.4.1 剛體平面運動動力學方程 179
8.4.2 關于剛體平面運動動力學方程的討論 180
習題 182
第9章 質點系的動能及動能定理 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 內力的功 188
9.1.5 約束力的功 189
9.2 質點系與剛體的動能 190
9.2.1 質點系的動能 190
9.2.2 柯尼希定理 191
9.2.3 剛體的動能 191
9.3 質點系動能定理與機械能守恒 193
9.3.1 質點系動能定理 193
9.3.2 有勢力和勢能 194
9.3.3 機械能守恒 195
9.4 動力學普遍定理綜合應用 198
習題 203
第10章 達朗貝爾原理 209
10.1 質點的達朗貝爾原理 209
10.2 質點系的達朗貝爾原理 210
10.3 慣性力系的簡化 211
10.3.1 一般質點系慣性力系的簡化 211
10.3.2 剛體慣性力系的簡化 211
10.3.3 慣性力系的主矢與主矩的物理意義 214
習題 219
第11章 分析靜力學 223
11.1 分析力學的基本概念 223
11.1.1 剛體靜力學與分析靜力學的比較 223
11.1.2 約束與約束方程 224
11.1.3 廣義坐標與自由度 226
11.1.4 虛位移與虛功 227
11.1.5 理想約束 228
11.2 虛位移原理及應用 228
11.2.1 虛位移原理 228
11.2.2 虛位移原理應用概述 229
11.3 勢能駐值定理與最小勢能原理 234
11.3.1 勢能駐值定理 234
11.3.2 最小勢能原理 234
習題 236
第12章 動力學應用專題 240
12.1 非慣性參考系中的質點動力學 240
12.1.1 質點在非慣性參考系中的動力學微分方程 240
12.1.2 幾種特殊情況 241
12.1.3 應用舉例 241
12.1.4 幾點討論 245
12.2 振動分析基礎 247
12.2.1 單自由度線性系統(tǒng)的振動微分方程 247
12.2.2 單自由度系統(tǒng)的無阻尼自由振動 249
12.2.3 單自由度系統(tǒng)的有阻尼自由振動 251
12.2.4 單自由度線性系統(tǒng)的受迫振動 254
12.2.5 單自由度線性系統(tǒng)的振動實驗 259
習題 259
附錄 習題答案 263
參考文獻 272