《理論力學(xué)》2016版圖書

《理論力學(xué)》是“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃配套教材”系列教材之一，是依據(jù)教育部力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的“理工科非力學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)基本要求”中“理論力學(xué)課程教學(xué)要求”和“卓越計劃”要求而編寫。卓越工程師培養(yǎng)是一種全新的工程人才培養(yǎng)模式，要求工科學(xué)校所培養(yǎng)的畢業(yè)生能適應(yīng)社會不斷變化的需求，在工程實際與應(yīng)用中能很快上手，通過工程實踐將理論與實踐相結(jié)合，快速成為滿足社會與工程實踐所需要的優(yōu)秀工程師。

上海工程技術(shù)大學(xué)是教育部提出的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”首批試點高校之一，卓越培養(yǎng)試點專業(yè)從汽車車輛工程、城市軌道交通車輛工程擴展到機械工程等。為了更好地配合“卓越計劃”的開展與實施，編者對卓越班級的“理論力學(xué)”課程進行了改革探索，根據(jù)上海工程技術(shù)大學(xué)以培養(yǎng)應(yīng)用型工程師為主的“理論力學(xué)”課程教學(xué)體系的教學(xué)改革與實踐編寫了本書。

本書立足于“中少學(xué)時”，理論闡述力求由淺入深，文字簡潔，講授基礎(chǔ)知識與方法，適當(dāng)加入一些專題內(nèi)容，以便學(xué)生自學(xué)；同時加強學(xué)生工程概念，突出力學(xué)在工程實際中的應(yīng)用，努力編入一些密切結(jié)合工程實際的例題與習(xí)題，以供教師選用和學(xué)生練習(xí)。為了加深學(xué)生對基本概念的理解，同時提高學(xué)生用理論力學(xué)基本原理分析問題、解決問題的能力，本書在例題講述中著重闡述了分析問題的思路、解決問題的方法與解題書寫過程的步驟。注重一題多解開拓學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生運用力學(xué)知識解決實際問題的能力。本書適合高等工科院校非力學(xué)專業(yè)中學(xué)時的理論力學(xué)課程使用。

本書由上海工程技術(shù)大學(xué)機械工程學(xué)院工程力學(xué)教學(xué)部編寫，曹麗杰編寫第1~3章，潘穎編寫第4章、第5章、第13章、第14章，劉立厚編寫第6~12章、第15章。全書由劉立厚任主編。

在編寫過程中，編者參考了國內(nèi)外眾多同類優(yōu)秀教材，吸取了它們的長處，選用了其中的部分例題和習(xí)題。需要指出的是，除了已列出參考文獻的書目外，編者也參考了其他很多相關(guān)書目和資料，限于篇幅難以逐一列出，編者在此一并對其作者表示衷心的感謝。

由于編者的水平有限，教材中難免有不妥和錯誤之處，懇請廣大讀者批評指正。

編者2016年5月

緒論

第Ⅰ篇靜力學(xué)

第1章靜力學(xué)公理與物體的受力分析

1.1靜力學(xué)的基本概念

1.1.1剛體的概念

1.1.2力的概念

1.2靜力學(xué)公理

1.3約束與約束力

1.3.1自由體與非自由體，約束與約束力

1.3.2工程中常見約束的基本類型及其約束力

1.4物體的受力分析與受力圖

思考題

習(xí)題

第2章平面特殊力系

2.1平面匯交力系合成與平衡的幾何法

2.1.1平面匯交力系合成的幾何法，力的多邊形法則

2.1.2平面匯交力系平衡的幾何條件

2.2平面匯交力系合成與平衡的解析法

2.2.1力在坐標軸上的投影

2.2.2合力投影定理

2.2.3平面匯交力系合成和平衡的解析法

2.3平面力對點之矩·合力矩定理

2.3.1力矩

2.3.2合力矩定理與力矩的解析表達式

2.4平面力偶

2.4.1力偶與力偶矩

2.4.2力偶的性質(zhì)

2.4.3平面力偶系的合成

2.4.4平面力偶系的平衡條件

思考題

習(xí)題

第3章平面一般力系

3.1平面一般力系的簡化

3.1.1力的平移定理

3.1.2平面一般力系向作用面內(nèi)一點簡化·主矢與主矩

3.1.3平面一般力系的簡化結(jié)果分析

3.2平面一般力系的平衡條件和平衡方程

3.2.1平面一般力系平衡方程的基本形式

3.2.2平面平行力系的平衡條件

3.3物系的平衡·靜定與超靜定問題

3.4平面簡單桁架的內(nèi)力計算

3.4.1節(jié)點法計算桁架的內(nèi)力

3.4.2截面法計算桁架桿件的內(nèi)力

思考題

習(xí)題

第4章空間力系

4.1空間匯交力系

4.1.1力在直角坐標軸上的投影與分解

4.1.2空間匯交力系的合成與平衡

4.2力對點的矩和力對軸的矩

4.2.1力對點的矩以矢量表示——力矩矢

4.2.2力對軸的矩

4.2.3力對點之矩與力對軸之矩的關(guān)系

4.3空間力偶

4.3.1力偶矩矢

4.3.2空間力偶等效定理

4.3.3空間力偶系的合成與平衡

4.4空間任意力系向一點簡化·主矢和主矩

4.4.1力系向一點簡化·主矢和主矩

4.4.2空間任意力系的簡化結(jié)果

4.5空間任意力系的平衡方程及應(yīng)用

4.5.1空間任意力系的平衡方程

4.5.2空間約束類型

4.5.3空間任意力系平衡問題舉例

4.6重心

4.6.1平行力系中心

4.6.2重力中心

4.6.3確定物體重心位置的方法

思考題

習(xí)題

第5章摩擦

5.1滑動摩擦

5.1.1摩擦的概念

5.1.2滑動摩擦力

5.2摩擦角和自鎖現(xiàn)象

5.2.1摩擦角

5.2.2自鎖現(xiàn)象

5.3考慮摩擦?xí)r的平衡問題

5.4滾動摩阻的概念

思考題

習(xí)題

第Ⅱ篇運動學(xué)

第6章點的運動學(xué)

6.1矢量法

6.1.1運動方程

6.1.2點的位移和速度

6.1.3點的加速度

6.2直角坐標法

6.2.1運動方程·軌跡

6.2.2點的速度

6.2.3點的加速度

6.3自然法

6.3.1弧坐標及運動方程

6.3.2自然軸系

6.3.3點的速度

6.3.4點的切向加速度和法向加速度

思考題

習(xí)題

第7章剛體的基本運動

7.1剛體的平行移動

7.2剛體的定軸轉(zhuǎn)動

7.2.1轉(zhuǎn)動方程

7.2.2角速度與角加速度

7.3定軸轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度

7.4定軸轉(zhuǎn)動剛體的傳動比

7.5角速度、角加速度的矢量表示以及點的速度與加速度的矢積表示

思考題

習(xí)題

第8章點的合成運動

8.1點的合成運動的概念

8.2點的速度合成定理

8.3牽連運動為平動時點的加速度合成定理

8.4牽連運動為轉(zhuǎn)動時點的加速度合成定理

思考題

習(xí)題

第9章剛體的平面運動

9.1剛體平面運動的簡化和分解

9.1.1剛體的平面運動簡化為平面圖形的運動

9.1.2剛體平面運動的描述

9.1.3剛體的平面運動分解為平動和轉(zhuǎn)動

9.2求平面圖形內(nèi)各點的速度

9.2.1基點法(合成法)

9.2.2速度投影法

9.2.3速度瞬心法

9.3用基點法求平面圖形內(nèi)各點的加速度

思考題

習(xí)題

第Ⅲ篇動力學(xué)

第10章質(zhì)點動力學(xué)

10.1動力學(xué)的基本定律

10.2質(zhì)點運動微分方程

10.3質(zhì)點在非慣性參考系中的運動

思考題

習(xí)題

第11章動量定理

11.1動量與沖量

11.1.1動量

11.1.2沖量

11.2動量定理

11.2.1質(zhì)點的動量定理

11.2.2質(zhì)點系的動量定理

11.2.3質(zhì)點系動量守恒定律

11.3質(zhì)心運動定理

11.3.1質(zhì)心運動定理

11.3.2質(zhì)心運動守恒定理

思考題

習(xí)題

第12章動量矩定理

12.1轉(zhuǎn)動慣量

12.1.1剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量

12.1.2回轉(zhuǎn)半徑

12.1.3具有規(guī)則幾何形狀的均勻剛體的轉(zhuǎn)動慣量

12.1.4轉(zhuǎn)動慣量的平行軸定理

12.1.5計算轉(zhuǎn)動慣量的組合法

12.2質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩

12.2.1質(zhì)點的動量矩

12.2.2質(zhì)點系的動量矩

12.3動量矩定理

12.3.1質(zhì)點的動量矩定理

12.3.2質(zhì)點系的動量矩定理

12.3.3質(zhì)點系的動量矩守恒

12.4剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的微分方程

12.5質(zhì)點系相對質(zhì)心的動量矩定理

12.6剛體平面運動微分方程

思考題

習(xí)題

第13章動能定理

13.1力的功

13.2質(zhì)點和質(zhì)點系的動能

13.3動能定理

13.3.1質(zhì)點的動能定理

13.3.2質(zhì)點系的動能定理

13.3.3理想約束及內(nèi)力做功

13.4功率功率方程

13.4.1功率

13.4.2功率方程

13.4.3機械效率

13.5勢力場、勢能和機械能守恒定律

13.5.1勢力場

13.5.2勢能

13.5.3機械能守恒定律

13.6普遍定理的綜合應(yīng)用舉例

思考題

習(xí)題

第14章達朗貝爾原理

14.1慣性力的概念

14.2質(zhì)點及質(zhì)點系的達朗貝爾原理

14.2.1質(zhì)點的達朗貝爾原理

14.2.2質(zhì)點系的達朗貝爾原理

14.3剛體慣性力系簡化

14.4定軸轉(zhuǎn)動剛體的軸承動約束力

14.4.1一般情況下軸承的動約束力

14.4.2定軸轉(zhuǎn)動剛體的靜平衡和動平衡的概念

思考題

習(xí)題

第15章虛位移原理

15.1約束自由度廣義坐標

15.1.1約束及其分類

15.1.2自由度廣義坐標

15.2虛位移虛功

15.2.1虛位移的概念

15.2.2虛位移的計算

15.2.3虛功

15.2.4理想約束

15.3虛位移原理

思考題

習(xí)題

第16章動力學(xué)普遍方程和第二類拉格朗日方程

16.1動力學(xué)普遍方程

16.2拉格朗日方程

思考題

習(xí)題

部分習(xí)題答案

參考文獻2100433B

本書根據(jù)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的“理論力學(xué)課程教學(xué)基本要求”和“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”編寫而成。

本書共分為3篇：靜力學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)。在編寫過程中，編者借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀教材并結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗，注重增強對理論的理解與應(yīng)用，并引入了許多工程實例，將理論與實際緊密聯(lián)系，幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)“理論力學(xué)”的意義及應(yīng)用。每章配置了適量的習(xí)題，以助于學(xué)生通過練習(xí)掌握基本理論、基本方法和計算技能。

本書內(nèi)容全面，適合高等工科院校學(xué)生使用，也可供相關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

《理論力學(xué)（第8版）》配套有《理論力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)》《理論力學(xué)思考題集》《理論力學(xué)解題指導(dǎo)及習(xí)題集（第3版）》《理論力學(xué)習(xí)題全解》等教材以及《理論力學(xué)電子教案》《理論力學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程》《理論力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)與查詢系統(tǒng)》等教學(xué)資源。

理論力學(xué)（第4版）修訂背景

《理論力學(xué)（第1版）》于2002年出版，被評為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材?！独碚摿W(xué)（第2版）》于2007年出版，被評為“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材?！独碚摿W(xué)（第3）》于2014年出版，增加了部分內(nèi)容，擴展了教材的使用范圍。為適應(yīng)教學(xué)發(fā)展的需要，編者編寫了《理論力學(xué)（第4版）》。

理論力學(xué)（第4版）修訂情況

《理論力學(xué)（第4版）》在文字方面保留了《理論力學(xué)（第3版）》的體系和風(fēng)格，對教材的內(nèi)容和習(xí)題做了增刪和修改，同時修正了第3版中的錯誤。該教材的修改工作和二維碼內(nèi)容是由劉習(xí)軍執(zhí)筆和完成的。教研室的張素俠等部分教師參加了對修改內(nèi)容的討論。

理論力學(xué)（第4版）出版工作

2019年5月20日，《理論力學(xué)（第4版）》由機械工業(yè)出版社出版。

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)發(fā)展的簡要回顧

0.3 理論力學(xué)的研究方法

0.4 學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的

第一篇 靜力學(xué)

1 靜力學(xué)公理和物體的受力分析

1.1 靜力學(xué)基本概念

1.2 靜力學(xué)公理

1.3 約束和約束反力 物體的受力分析

2 力系的等效與簡化

2.1 匯交力系的合成與平衡

2.2 力對點的矩和力對軸的矩

2.3 力偶和力偶系

2.4 一般力系的簡化 主矢和主矩

3 力系的平衡

3.1 力系的平衡條件和平衡方程

3.2 平面任意力系的平衡方程的應(yīng)用

3.3 空間力系平衡方程的應(yīng)用

3.4 重心和形心

3.5 考慮摩擦?xí)r的平衡問題

第二篇 運動學(xué)

4 點的運動學(xué)

4.1 矢量法

4.2 直角坐標法

4.3 自然法

5 剛體的基本運動

5.1 剛體的平行移動

5.2 剛體的定軸轉(zhuǎn)動

5.3 輪系的傳動比

5.4 角速度與角加速度的矢量表示法

6 點的合成運動

6.1 絕對運動 相對運動 牽連運動

6.2 點的速度合成定理

6.3 牽連運動是平動時點的加速度合成定理

6.4 牽連運動是轉(zhuǎn)動時點的加速度合成定理 科氏加速度

7 剛體的平面運動

7.1 剛體平面運動的概念與平面運動方程

7.2 平面圖形內(nèi)各點的速度分析

7.3 平面圖形上各點的加速度分析

7.4 運動學(xué)綜合應(yīng)用舉例

第三篇 動力學(xué)

8 質(zhì)點動力學(xué)的基本方程

8.1 動力學(xué)基本定律

8.2 質(zhì)點的運動微分方程

9 動量定理

9.1 動量與沖量

9.2 質(zhì)點系的動量定理

9.3 質(zhì)心運動定理

10 動量矩定理

10.1 質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩

10.2 動量矩定理

10.3 剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動微分方程

10.4 剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量

10.5 質(zhì)點系相對于質(zhì)心的動量矩定理

10.6 剛體的平面運動微分方程

11 動能定理

11.1 功和動能的概念及其計算

11.2 動能定理

11.3 功率和功率方程

11.4 勢力場和勢能及其性質(zhì)

11.5 機械能守恒定律

11.6 動力學(xué)普遍定理的綜合應(yīng)用

12 達朗伯原理

12.1 達朗伯原理與慣性力

12.2 剛體慣性力系的簡化

12.3 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動時軸承的附加動反力

13 虛位移原理

13.1 約束、自由度與廣義力

13.2 虛位移、虛功和理想約束

13.3 虛位移原理及應(yīng)用

14 機械振動基礎(chǔ)

14.1 單自由度系統(tǒng)的自由振動

14.2 計算自振頻率的能量法

14.3 單自由度系統(tǒng)的有阻尼自由振動

14.4 單自由度系統(tǒng)無阻尼強迫振動

14.5 單自由度系統(tǒng)有阻尼強迫振動

參考文獻2100433B