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理论力学

“十一五”国家规划教材

作者:
刘又文 彭献
定价:
43.10元
ISBN:
978-7-04-019329-9
版面字数:
510.000千字
开本:
16开
全书页数:
426页
装帧形式:
平装
重点项目:
“十一五”国家规划教材
出版时间:
2008-04-10
读者对象:
高等教育
一级分类:
力学类
二级分类:
工科各专业力学基础课程
三级分类:
理论力学

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,根据教育部制定的理论力学教学基本要求编写,包括全部必修基本内容和大部分选修专题内容。本书特点是:以质点系为模型,突出理论力学原理的普遍性,以刚体为主要应用对象,同时涉及有关变形固体和流体问题,与后续材料力学、结构力学、流体力学等课程建立了自然的联系。与以往工科教材明显不同之处还有:其一,各篇的理论体系,均从一般到特殊,起点高,理论严谨,结构紧凑,表述简洁,内容较为深广;其二,除重视理论分析外,特别注重理论的应用,如题型的归纳和分析、难点的剖析和梳理、难题的化简和求解;其三,全书贯穿创新训练,正文内容引导探索思维,问题解析激发直觉与灵感,题型变换训练发散与联想,每章后的习题与讨论题提供了不同层次的训练素材。书中许多问题、例题与讨论题是作者的教研成果。

本书分为3篇共9章。静力学篇包含力系的简化和力系的平衡两章;运动学篇包含点的复合运动和刚体的平面运动两章;动力学篇包含动量定理和动量矩定理、动能定理、达朗贝尔原理、虚位移原理与能量法、分析动力学基础五章。与本教材配套的教学辅助课件《理论力学概念·题型与方法》,内容包含概念答疑、思考解析与习题选解等。与本教材配套的还有多媒体电子教案,均以光盘形式与教材同时出版。

本书内容分为两个层次,以不带*号和带*号表示,前者为各类专业的必修内容;后者是供不同专业选用的专题内容。本书可作为高等院校土木、交通、水利、地矿、材料、能源、动力和机械类等专业本科生教材或教学参考书。

  • 绪论
    • 0.1 力学、土木工程力学与理论力学
    • 0.2 理论力学的研究途径与方法
    • 0.3 学习理论力学的目的
  • 第一篇 静力学
    • 引言
    • 第1章 力系的简化
      • 1.1 静力学公理
      • 1.2 力的投影、力矩与力偶
        • 1.2.1 力的投影
        • 1.2.2 力矩
        • 1.2.3 力偶
      • 1.3 力系的简化
        • 1.3.1 力的平移定理
        • 1.3.2 一般力系向一点的简化
        • 1.3.3 力系的最简形式
      • 1.4 物体的重心、质心和形心
      • 1.5 物体的受力分析
        • 1.5.1 受力的简化——分布力与集中力
        • 1.5.2 典型约束模型
        • 1.5.3 研究对象和受力图
      • 习题
      • 讨论题
    • 第2章 力系的平衡
      • 2.1 一般力系的平衡原理
        • 2.1.1 一般力系的平衡条件
        • 2.1.2 特殊力系的平衡方程
      • 2.2 物体系统的平衡问题
        • 2.2.1 静定与超静定问题的概念
        • 2.2.2 物体系统平衡问题的解法
      • 2.3 考虑摩擦的物体平衡
        • 2.3.1 滑动摩擦
        • 2.3.2 摩擦角与自锁
        • 2.3.3 滚动摩阻
        • 2.3.4 典型摩擦平衡问题
      • 习题
      • 讨论题
  • 第二篇 运动学
    • 引言
    • 第3章 点的复合运动
      • 3.1 运动学基础
        • 3.1.1 点的运动描述
        • 3.1.2 点的运动问题
        • 3.1.3 刚体平移
        • 3.1.4 刚体定轴转动
      • 3.2 点的复合运动概念
        • 3.2.1 点的绝对运动、相对运动和牵连运动
        • 3.2.2 动点的运动方程、三种速度和加速度
      • 3.3 点的运动合成定理
        • 3.3.1 动点运动量的坐标表示
        • 3.3.2 点的速度合成定理与加速度合成定理
      • 3.4 点的复合运动问题
        • 3.4.1 点的复合运动的研究方法
        • 3.4.2 典型复合运动问题
      • 习题
      • 讨论题
    • 第4章 刚体的平面运动
      • 4.1 刚体平面运动方程
      • 4.2 平面图形上各点的速度与加速度
        • 4.2.1 基点法
        • 4.2.2 瞬心法
        • 4.2.3 投影形式
      • 4.3 平面机构的运动分析
        • 4.3.1 一般分析方法
        • 4.3.2 典型机构分析
      • 习题
      • 讨论题
  • 第三篇 动力学
    • 引言
    • 第5章 动量定理和动量矩定理
      • 5.1 质点动力学
        • 5.1.1 牛顿三大定律
        • 5.1.2 质点的运动微分方程
      • 5.2 质点系动量定理
        • 5.2.1 质点系的动量
        • 5.2.2 质点系动量定理
        • 5.2.3 质心运动定理
        • 5.2.4 动量守恒与质心运动守恒
        • *5.2.5 变质量系统的质心运动定理
      • 5.3 质点系动量矩定理
        • 5.3.1 刚体的转动惯量
        • 5.3.2 质点系的动量矩
        • 5.3.3 质点系相对固定点的动量矩定理
        • 5.3.4 质点系相对运动点的动量矩定理
      • 5.4 动量定理和动量矩定理的应用
      • 习题
      • 讨论题
    • 第6章 动能定理
      • 6.1 功与动能
        • 6.1.1 力的功
        • 6.1.2 质点系的动能
      • 6.2 质点系动能定理
        • 6.2.1 动能定理的三种形式
        • 6.2.2 动能定理的应用
      • *6.3 碰撞
        • 6.3.1 碰撞过程的特点与简化
        • 6.3.2 材料对碰撞的影响·恢复因数
        • 6.3.3 对心碰撞的动能损耗
        • 6.3.4 碰撞冲量对定轴转动刚体的作用·撞击中心
        • 6.3.5 碰撞系统的动能定理
      • 6.4 动力学普遍定理的综合应用
      • 习题
      • 讨论题
    • 第7章 达朗贝尔原理
      • 7.1 质点系的达朗贝尔原理
        • 7.1.1 惯性力与质点的达朗贝尔原理
        • 7.1.2 质点系的达朗贝尔原理
      • 7.2 惯性力系的简化
        • 7.2.1 质点系惯性力系的主矢和主矩
        • 7.2.2 刚体惯性力系的简化
      • 7.3 动静法的应用
        • 7.3.1 动静法的特点
        • 7.3.2 典型非碰撞动力学问题
      • *7.4 定轴转动刚体的轴承动约束力
        • 7.4.1 定轴转动刚体惯性力系的简化
        • 7.4.2 轴承动约束力
      • *7.5 非惯性系动力学
        • 7.5.1 非惯性系质点动力学
        • 7.5.2 非惯性系动力学普遍定理
      • 习题
      • 讨论题
    • 第8章 虚位移原理与能量法
      • 8.1 约束分类与位形描述
        • 8.1.1 约束及其分类
        • 8.1.2 广义坐标与位形描述
      • 8.2 虚位移与虚位移原理
        • 8.2.1 虚位移
        • 8.2.2 虚功与理想约束
        • 8.2.3 虚位移原理
      • 8.3 虚功方程应用于刚体系统
        • 8.3.1 方法要点
        • 8.3.2 典型问题
      • *8.4 虚功方程应用于变形体·卡氏定理·莫尔定理
        • 8.4.1 虚功方程应用于变形体
        • 8.4.2 卡氏定理
        • 8.4.3 莫尔定理
      • 8.5 势力场虚功方程·平衡稳定性
        • 8.5.1 势力场虚功方程
        • 8.5.2 平衡的稳定性
      • 习题
      • 讨论题
    • *第9章 分析动力学基础
      • 9.1 动力学普遍方程
        • 9.1.1 动力学普遍方程的一般形式
        • 9.1.2 动力学普遍方程的广义坐标形式
        • 9.1.3 动力学普遍方程的应用
      • 9.2 拉格朗日第二类方程
        • 9.2.1 两个经典拉格朗日关系式
        • 9.2.2 基本形式的拉格朗日方程
        • 9.2.3 势力场中的拉格朗日方程
        • 9.2.4 拉格朗日方程的应用
      • 9.3 碰撞系统的拉格朗日方程
      • 9.4 拉格朗日方程的首次积分
        • 9.4.1 广义动量积分
        • 9.4.2 广义能量积分
      • 9.5 拉格朗日第一类方程
        • 9.5.1 拉格朗日第一类方程的建立
        • 9.5.2 拉格朗日第一类方程的应用
      • 9.6 哈密顿正则方程
        • 9.6.1 正则方程的建立
        • 9.6.2 正则方程的初积分
      • 9.7 哈密顿原理
        • 9.7.1 完整系统的哈密顿原理
        • 9.7.2 哈密顿原理的应用
      • 习题
      • 讨论题
  • 主要参考书目
  • 附录A 简单均质几何体的重心和转动惯量
  • 附录B 习题答案
  • 附录C 索引
  • Synopsis
  • Contents
  • 作者简介
  • Preface
    • 0.1 Mechanics,Civil Engineering Mechanics and Theoretical Mechanics
    • 0.2 Channel and Method of Study of Theoretical Mechanics
    • 0.3 Purpose of Study Theoretical Mechanics
  • Section I Statics 5
    • Introduction
    • Chapter 1 Reduction of Force Systems
      • 1.1 Axioms of Statics
      • 1.2 Projection of a Force,Moment of a Force and Couple
        • 1.2.1 Projection of a Force
        • 1.2.2 Moment of a Force
        • 1.2.3 Couple
      • 1.3 Reduction of Force Systems
        • 1.3.1 Theorem of Translation of a Force
        • 1.3.2 Reduction of General Force System to a Point
        • 1.3.3 The Simplest Forms of Force Systems
      • 1.4 Gravity Center,Mass Center and Centroid of Body
      • 1.5 Force Analysis of Body
        • 1.5.1 Reduction of Force Systems——Distributive Forces and Concentrated Force
        • 1.5.2 Typical Constraint Mode
        • 1.5.3 Research Object and Free Body Diagram
      • Exercises
      • Discuss Problems
    • Chapter 2 Equilibrium of Force Systems
      • 2.1 Equilibrium Principle of General Force System
        • 2.1.1 Equilibrium Conditions of General Force System
        • 2.1.2 Equilibrium Equations of Particular Force System
      • 2.2 Equilibrium Problems of Body System
        • 2.2.1 Concept of Determinate and Indeterminate Problem
        • 2.2.2 Method of Solving Equilibrium Problems of Body System
      • 2.3 Equilibrium Problems of the Body System with Friction
        • 2.3.1 Sliding Friction
        • 2.3.2 Angle of Friction and Phenomena of Self-locking
        • 2.3.3 Rolling Resistance
        • 2.3.4 Typical Equilibrium Problems with Friction
      • Exercises
      • Discuss Problems
  • SectionⅡ Kinematics
    • Introduction
    • Chapter 3 Composite Motion of a Point
      • 3.1 Foundation of Kinematics
        • 3.1.1 Motion Descriptions of a Point
        • 3.1.2 Motion Problems of a Point
        • 3.1.3 Translation of Rigid Body
        • 3.1.4 Rotation of a Rigid Body about a Fixed Axis
      • 3.2 Concept of Composite Motion of a Point
        • 3.2.1 Absolute Motion Relative Motion and Convected Motion of a Point
        • 3.2.2 Motion Equations of a Point Three Forms of Velocities and Accelerations
      • 3.3 Theorem on Motion Composite of a Point
        • 3.3.1 Coordinate Description on Motions
        • 3.3.2 Theorem on Composition of Velocities and Theorem on Composition of Acceleration
      • 3.4 Problems of Composite Motion of a Point
        • 3.4.1 Method on Composite Motion of a Point
        • 3.4.2 Typical Problems on Composite Motion of a Point
      • Exercises
      • Discuss Problems
    • Chapter 4 Planar Motion of Rigid Bodies
      • 4.1 Equation of Planar Motion of a Rigid Body
      • 4.2 Determination of the Velocity and the Acceleration of the Points of a Body
        • 4.2.1 The Method of Base Point
        • 4.2.2 The Method of Instant Taneous Center
        • 4.2.3 Projection Forms
      • 4.3 Motion Analysis of Planar Mechanism
        • 4.3.1 General Analysis Method
        • 4.3.2 Analysis on Typical Mechanism
      • Exercises
      • Discuss Problems
  • SectionⅢ Dynamics
    • Introduction
    • Chapter 5 Theorem of Momentum and Theorem of Moment of Momentum
      • 5.1 Dynamics of a Particle
        • 5.1.1 Newton'Three Laws
        • 5.1.2 Differential Equations of Motion for a Particle
      • 5.2 Theorem of Momentum of Particle System
        • 5.2.1 Momentum of Particle Systems
        • 5.2.2 Theorem of Momentum of Particle System
        • 5.2.3 Theorem of Motion of Mass Center
        • 5.2.4 Conservation of Momentum and Conservation of Motion of Mass Center
        • *5.2.5 Theorem of Motion of Mass Center for a Mass-varying System
      • 5.3 Theorem of Moment of Momentum for Particle Systems
        • 5.3.1 Moment of Inertia of a Rigid Body
        • 5.3.2 Moment of Momentum for Particle Systems
        • 5.3.3 Theorem of Moment of Momentum to a Fixed Point for Particle Systems
        • 5.3.4 Theorem of Moment of Momentum to a Motion Point for Particle Systems
      • 5.4 Application of Theorems of Momentum and Theorems of Moment of Momentum
      • Exercises
      • Discuss Problems
    • Chapter 6 Theorem of Kinetic Energy
      • 6.1 Work and Kinetic Energy
        • 6.1.1 Work of Force
        • 6.1.2 Kinetic Energy of Particle Systems
      • 6.2 Theorem of Kinetic Energy for Particle Systems
        • 6.2.1 Three Forms of Theorem of Kinetic Energy
        • 6.2.2 Application of Theorem of Kinetic Energy
      • *6.3 Collision
        • 6.3.1 Characters and Simplifications of Collision Process
        • 6.3.2 Influence of Materials for Collision·Coefficient of Restitution
        • 6.3.3 Loss of Kinetic Energy for Central Collision
        • 6.3.4 Action of Collision Impulse against a Rigid Body in Fixed-axis Rotation·Center of Percussion
        • 6.3.5 Theorem of Kinetic Energy for Collision Systems
      • 6.4 Illustrations of Application of General Theorems of Dynamics
      • Exercises
      • Discuss Problems
    • Chapter 7 D'Alembert's Principle
      • 7.1 D'Alembert's Principle for Particle Systems
        • 7.1.1 D'Alembert's Principle for a Particle and Inertia Force
        • 7.1.2 D'Alembert's Principle for Particle Systems
      • 7.2 Reduction of Inertia Force Systems
        • 7.2.1 Principal Vector and Principal Moment of Inertia Force Systems for Particle System
        • 7.2.2 Reduction of Inertial Force Systems for a Rigid Body
      • 7.3 Application of Kineto-statics Method
        • 7.3.1 Characters of Kineto-statics Method
        • 7.3.2 Typical Problems of No-collision Kinematics
      • *7.4 Dynamic Reaction on the Axis of General Rotating Rigid Body
        • 7.4.1 Reduction of Inertia Force Systems for a Rotating Rigid Body on the Fixed Axis
        • 7.4.2 Dynamic Reaction of Bearing
      • *7.5 Dynamics in Non-inertia Reference System
        • 7.5.1 Particle Movements of Non-inertia Reference System
        • 7.5.2 General Theorems of Dynamics in Non-inertia Reference System
      • Exercises
      • Discuss Problems
    • Chapter 8 Principle of Virtual Displacement and Energy Method
      • 8.1 Classification of Constraints and Descriptions of Configuration
        • 8.1.1 Constraints and its Classification
        • 8.1.2 Generalized Coordinate and Descriptions of Configuration
      • 8.2 Virtual Displacement and Principle of Virtual Displacement
        • 8.2.1 Virtual Displacement
        • 8.2.2 Virtual Work and Ideal Constraint
        • 8.2.3 Principle of Virtual Displacement
      • 8.3 Equation of Virtual Work Applying to Rigid Body Systems
        • 8.3.1 Techniques and Outlines
        • 8.3.2 Representative Questions
      • *8.4 Equation of Virtual Work Applying to Deformation Body·Castigliano Theorem·Mohr Theorem
        • 8.4.1 Equation of Virtual Work Applying to Plasmodium
        • 8.4.2 Castigliano Theorem
        • 8.4.3 Mohr Theorem
      • 8.5 Equation of Virtual Work of Particle Systems in Potential Field Stability of Equilibrium
        • 8.5.1 Equation of Virtual Work in Potential Field
        • 8.5.2 Stability of Equilibrium
      • Exercises
      • Discuss Problems
    • *Chapter 9 Fundamentals of Analytical Dynamics Mechanics
      • 9.1 General Equation of Dynamics
        • 9.1.1 Common Forms of General Equation of Dynamics
        • 9.1.2 Forms of Generalized Coordinate of General Equation of Dynamics
        • 9.1.3 Application of General Equation of Dynamics
      • 9.2 Lagrange Equations of the Second Kind
        • 9.2.1 Two Sutra Lagrange's Equations
        • 9.2.2 Basic Forms of Lagrange's Equations
        • 9.2.3 Lagrange's Equations of Field of Conservation Force
        • 9.3.4 Application of Lagrange's Equations
      • 9.3 Lagrange's Equations of Collision Systems
      • 9.4 First Integrals of Lagrange's Equations
        • 9.4.1 Integral of Generalized Momentum
        • 9.4.2 Integral of Generalized Energy
      • 9.5 First Kind of Lagrange Equation
        • 9.5.1 Formulation of the First Kind of Lagrange Equation
        • 9.5.2 Application of the First Kind of Lagrange Equation
      • 9.6 Hamilton Canonical Equations
        • 9.6.1 Formulation of Canonical Equations
        • 9.6.2 First Integral of Canonical Equations
      • 9.7 Hamilton Principle
        • 9.7.1 Hamilton Principle of Holonomic Constrant
        • 9.7.2 Apply of Hamilton Principle
      • Exercises
      • Discuss problems
  • Main bibliography
  • Appendix A Center of Gravity and Moment of Inertia of Simple and Equal Geometry
  • Appendix B Key to Problems
  • Appendix C Index
  • Appendix D English Summary
  • Appendix E English Contents
  • A Brief Introduction to the Author

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