理论力学

为满足新工科建设对创新人才的需求，本书根据教育部高等学校力学类专业教学指导委员会面向21世纪力学课程教学改革要求，在借鉴现有的理论力学教材和近几年国家优秀教改成果的基础上，融合编者多年的教学实践编写而成。 本书继承了经典理论力学教科书的逻辑框架和知识体系，主要内容分为静力学、运动学、动力学三大篇。编者注重在以下几方面进行改进：结合新工科背景更新课堂教学内容，选取具有时代性和前沿性的工程案例及生活实例帮助读者理解力学定理并活学活用；基于矢量与力及力矩的计算，静力学篇直接对三维问题进行分析推导，加强读者对实际中常出现的三维问题的处理能力；书中穿插思考与讨论，每章结尾处提供思维导图，梳理本章知识点之间的脉络关系，有助于读者及时掌握和辨析基本概念和定理，并对所学知识建立整体性认知；配套“课程加油站”电子资源，形成力学专业课程与思政同向同行协同育人；配套用Maple软件求解典型例题的电子资源，引导读者应用计算机软件解决力学问题。 本书共16章，第1～5章为静力学，第6～9章为运动学，第10～16章为动力学。本书涵盖了理论力学的基础知识和理论，考虑到学时减少的因素，略去了碰撞和振动等专题应用篇章。 本书可供高等学校工科类专业不同层次教学选用。

高等院校教师

目录 前言 绪论1 第1篇静力学 第1章静力学公理与物体的受力分析4 11基本概念4 111力4 112力系4 113刚体5 12静力学公理及推论5 13约束和约束力10 131约束的概念10 132几种常见的平面约束11 14物体的受力分析和受力图13 本章思维导图17 习题18 习题答案19 第2章力、力矩及力偶20 21力20 211力的正交分解20 212力在轴上的投影20 213力的解析表达式22 214合力投影定理22 22力矩23 221力对点之矩23 222合力矩定理25 223力对轴之矩26 224空间力对点之矩与力对通过该点的 轴之矩的关系27 23力偶29 231力偶的概念29 232力偶的性质30 24分布载荷与重心32 241平行分布线载荷的简化32 242重心35 本章思维导图38 习题39 习题答案41 第3章力系的简化和平衡42 31汇交力系42 311汇交力系的简化42 312汇交力系的平衡43 32力偶系45 321力偶系的简化45 322力偶系的平衡46 33任意力系48 331任意力系的简化48 332平面任意力系简化与平面固定端 约束53 333任意力系的平衡56 本章思维导图63 习题64 习题答案67 第4章刚体系统的平衡及应用68 41静定和超静定问题68 42刚体系统平衡问题的应用70 43平面简单桁架的内力计算77 431平面简单桁架77 432节点法求桁架内力79 433截面法求桁架内力81 本章思维导图83 习题84 习题答案86 第5章摩擦87 51滑动摩擦87 511滑动摩擦定律87 512摩擦角和自锁现象89 52考虑摩擦时物体的平衡问题92 521工程中常见的摩擦平衡问题92 522求解滑动摩擦平衡问题的基本 方法93 53滚动摩擦97 531静滚动摩擦定律98 532动滚动摩擦定律98 本章思维导图100 习题101 习题答案103第2篇运动学 第6章点的运动学105 61矢量法105 611运动方程105 612速度105 613加速度106 62直角坐标法107 621运动方程107 622速度107 623加速度108 63自然法111 631运动方程111 632自然轴系112 633曲率和曲率半径112 634速度113 635加速度113 本章思维导图118 习题119 习题答案120 第7章刚体的基本运动121 71刚体的平动121 72刚体的定轴转动122 721定轴转动刚体的整体运动描述123 722定轴转动刚体上各点的速度和 加速度124 723轮系传动比126 724定轴转动刚体速度、加速度的 矢量表示128 本章思维导图130 习题131 习题答案133 第8章点的复合运动134 81绝对运动、相对运动和牵连运动134 811运动的合成与分解134 812三种运动135 813三种速度和加速度135 814复合运动中运动方程之间的 关系136 82点的速度合成定理137 83点的加速度合成定理144 831牵连运动为平动时点的加速度 合成定理144 832牵连运动为转动时点的加速度 合成定理148 本章思维导图157 习题158 习题答案161 第9章刚体的平面运动162 91刚体平面运动的简化与分解162 911刚体平面运动的简化162 912刚体平面运动方程163 913刚体平面运动的分解164 92平面图形内各点的速度分析165 921基点法165 922速度投影法167 923速度瞬心法168 93平面图形内各点的加速度分析173 94运动学综合应用178 本章思维导图187 习题188 习题答案191第3篇动力学 第10章质点动力学基本方程193 101动力学基本定律193 102质点运动微分方程194 1021矢量形式的质点运动微分方程195 1022直角坐标形式的质点运动微分 方程195 1023自然坐标形式的质点运动微分 方程195 103质点动力学两类基本问题196 1031第一类基本问题196 1032第二类基本问题196 本章思维导图202 习题203 习题答案205 第11章动量定理206 111质点和质点系的动量206 1111质点的动量206 1112质心、内外力及其性质 206 1113质点系的动量207 112动量定理209 1121质点的动量定理209 1122质点系的动量定理210 1123质点系动量守恒定律211 113质心运动定理及质心运动守恒定律213 1131质心运动定理213 1132质心运动守恒定律215 本章思维导图219 习题220 习题答案222 第12章动量矩定理223 121质点和质点系的动量矩223 1211质点的动量矩223 1212质点系的动量矩224 122动量矩定理227 1221质点的动量矩定理227 1222质点系的动量矩定理228 1223质点系动量矩守恒定律230 123刚体定轴转动微分方程231 124刚体对轴的转动惯量233 1241转动惯量的概念233 1242简单几何形状均质物体的 转动惯量234 1243转动惯量的平行轴定理235 1244用回转半径表示转动惯量236 125质点系相对质心的动量矩定理239 126刚体平面运动微分方程240 本章思维导图245 习题246 习题答案250 第13章动能定理251 131质点和质点系的动能251 1311质点的动能251 1312质点系的动能251 132力的功255 1321功的概念255 1322几种常见力的功256 133质点与质点系的动能定理259 1331质点的动能定理259 1332质点系的动能定理260 134势能与机械能守恒定律265 1341有势力与势能265 1342机械能守恒定律268 135动力学普遍定理的综合应用269 本章思维导图275 习题276 习题答案280 第14章达朗贝尔原理281 141质点及质点系的达朗贝尔原理281 1411达朗贝尔惯性力281 1412质点的达朗贝尔原理282 1413质点系的达朗贝尔原理283 142刚体惯性力系简化285 1421惯性力系主矢285 1422惯性力系主矩285 1423惯性力系主矢、主矩的物理 意义292 143绕定轴转动刚体的轴承动约束力293 1431任意定轴转动刚体惯性力系 简化结果294 1432刚体定轴转动轴承动约束力295 144质点的相对运动微分方程297 本章思维导图299 习题300 习题答案302 第15章虚位移原理303 151约束的分类及约束方程303 1511几何约束与运动约束303 1512定常约束与非定常约束304 1513双面约束与单面约束305 1514完整约束与非完整约束305 152虚位移的概念及计算306 1521虚位移的概念306 1522虚位移的计算307 153虚位移原理及应用309 1531虚功309 1532虚位移原理309 1533虚位移原理的应用311 本章思维导图318 习题319 习题答案321 第16章拉格朗日方程322 161自由度与广义坐标322 162以广义力表示的质点系平衡条件324 1621广义坐标表示的虚位移原理324 1622以广义力表示质点系的平衡 条件325 163保守系统的平衡条件·平衡的 稳定性329 1631用势能表示的保守系统的平衡 条件329 1632平衡的稳定性329 164动力学普遍方程332 165拉格朗日方程335 1651第二类拉格朗日方程的推导335 1652第二类拉格朗日方程的应用338 本章思维导图342 习题343 习题答案345 参考文献346