根据教育部高等学校工科本科理论力学课程教学基本要求 (70-80学时) 和教育部工科力学课程教学指导委员会面向21世纪课程教学的要求编写而成, 全书共四篇13章, 分别叙述了静力学、运动学、动力学和分析力学基础部分的理论和应用, 注重分析问题、解决问题的思路及表达叙述方法。书中例题典型, 各章后有习题, 书后附有答案, 适合课堂教学和学生练习、巩固所学知识。
本书是“陕西省级精品资源共享课程”建设计划的研究成果。本书具有理论严谨、逻辑清晰、由浅入深、理论联系实际、适于课堂教学等特点。
本书是陕西省“工程力学专业综合改革试点”项目及“省级精品资源共享课程——理论力学”项目的研究成果之一,获得长安大学中央高校教育教学改革专项资金建设项目(编号: 0012 310612170701)和长安大学教育教学改革研究(一般)项目(编号: 0012310600161000)资助。
本书是根据教育部高等学校工科本科理论力学课程(中、少学时)教学的基本要求编写的,是长安大学新编工科力学系列教材之一。编者根据多年来在理论力学教学实践中积累的经验,采纳部分专业教师及大学物理教师的建议,注重汲取同类教材的精华,注意与先修的高等数学、大学物理等课程的衔接及后续材料力学等课程的过渡,从实用的角度阐述理论力学的核心内容,在优化课程内容的同时,加强学生能力的培养。因此,本书在编写过程中考虑了以下几点:
(1) 充分利用先修课程的基础,提高起点,对教材内容进行较大幅度的整合与优化,以减少教材篇幅,减少教学学时。对与大学物理重复的内容只作了复习性介绍,精简了部分非基本内容(如变质量力学、碰撞问题等)。强调了矢量方法在公式推导和定理证明中的应用,从而使公式定理的推导证明更为简洁严谨,并试图使学生逐渐学会用更普遍的数学方法描述力学问题。
(2) 多年的实践教学证明“静力学—运动学—动力学—分析力学基础”这样的理论力学教学体系是最符合学生认知规律的,故本书沿用该教学体系。
(3) 加强矢量力学和分析力学方法在求解问题上的比较和对照,以利于培养学生应用计算机解决问题的能力。
(4) 注重阐述理论力学的基本概念、基本理论及基本方法。取材得当,问题分析深入浅出。各章例题丰富,并配备适当习题,便于读者学习。
(5) 本书定位明确,可作为高等院校机械、交通运输、土木、水利水电及能源动力等专业的理论力学课程(中、少学时)教材。
全书分4篇,共13章。第1篇静力学(第1~3章)由王爱勤编写,第2篇运动学(第4~6章)由尹冠生编写,第3篇动力学(第7~11章)、第4篇分析力学基础(第12~13章)由商泽进编写。全书由商泽进统稿、定稿并担任主编。
在本书编写过程中,长安大学理论力学教研室的各位教师给予了大力的支持与帮助,冯振宇教授认真细致地审阅了全书,提出了许多宝贵意见和建议。王慧博士、赵建华博士认真校阅书稿并验算了部分习题。同时,编者还参考了国内外一些优秀教材,选用了其中的部分例题和习题。本书的出版还得到清华大学出版社的大力支持。在此一并表示诚挚的感谢。
由于编者水平有限,书中欠妥之处在所难免,恳请同行及广大读者批评指正。
编者
2016年8月
商泽进,博士,长安大学副教授,工程力学系副主任。主要从事工程力学方向的教学科研工作,主讲课程有理论力学、材料力学、工程力学、工程力学专业英语;参编教材两部(《理论力学》、《工程力学》);省级精品课《理论力学》课程组成员,省级教学团队“工程力学教学团队”主要成员。
绪论
第1篇静力学
第1章静力学基础
1.1静力学公理及其推论
1.2约束和约束反力
1.3物体的受力分析及受力图
习题
第2章平面力系
2.1力在轴上的投影和平面力对点之矩
2.2平面力偶理论
2.3平面力系的简化
2.4平面力系的平衡条件和平衡方程
2.5物体系统的平衡、静定和静不定问题
2.6平面简单桁架的内力计算
2.7摩擦与考虑摩擦时物体的平衡问题
习题
第3章空间力系
3.1力在直角坐标轴上的投影
3.2力对点之矩和力对轴之矩
3.3空间力偶理论
3.4空间任意力系的简化
3.5空间力系的平衡条件和平衡方程
3.6空间力系平衡问题举例
3.7重心
习题
第2篇运动学
第4章运动学基础
4.1点的运动学
4.2刚体的基本运动
习题
第5章点的合成运动
理论力学(第2版)
目录
5.1点的合成运动的基本概念
5.2点的合成运动定理
5.3点的合成运动定理应用举例
习题
第6章刚体的平面运动
6.1平面运动的基本概念及运动描述
6.2求平面运动刚体内各点的速度
6.3求平面运动刚体内各点的加速度
6.4运动学综合应用举例
习题
第3篇动力学
第7章动力学基础
7.1动力学基本定律
7.2质点运动微分方程
习题
第8章动量原理
8.1质心和转动惯量
8.2动量、动量矩和冲量
8.3动量定理
8.4动量矩定理
习题
第9章动能定理
9.1力的功和功率
9.2动能
9.3动能定理
9.4势力场、势能、机械能守恒定律
习题
第10章达朗贝尔原理
10.1惯性力达朗贝尔原理
10.2刚体惯性力系的简化
10.3达朗贝尔原理应用举例
10.4定轴转动刚体的轴承动反力
10.5质点系动力学综合应用
习题
综合题
第11章机械振动基础
11.1单自由度系统的自由振动
11.2单自由度系统的受迫振动
习题
第4篇分析力学基础
第12章虚位移原理
12.1分析力学基本概念
12.2虚位移原理
12.3广义力及以广义力表示的质点系平衡条件
习题
第13章动力学普遍方程和拉格朗日方程
13.1动力学普遍方程
13.2拉格朗日方程
习题
各章习题参考答案
参考文献