本书是“十四五”普通高等教育本科国家级规划教材。第1版以面向21世纪课程教材出版;第2版被评为普通高等教育“十五”国家级规划教材,获2003年上海市优秀教材一等奖;第3版是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,被评为2008年度普通高等教育精品教材;第4版获首届全国教材建设奖全国优秀教材二等奖,是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书是第4次修订,已入选工业和信息化部“十四五”规划教材。
作者力图通过本书对已有物理基础的读者实现三个能力的培养,即对工程对象正确建立力学模型的能力;对力学模型进行静力学、运动学与动力学(瞬时或过程)分析的能力;利用理论力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。为此,教材在强化理论力学基本概念的基础上,优化了处理理论力学问题的传统方法,增加了理论力学问题计算机辅助分析的原理与方法。利用配套的辅助教学软件《理论力学问题求解器》,培养读者解决研究对象力学性态分析的能力,实现与国内外大型通用工程分析软件的接轨。本书是一本全新构思的教材,对传统的理论力学体系与教学内容作了较大的改进。
全书除绪论外共分9章。第1章介绍阅读本书所需的几何矢量、矢量代数与矩阵运算等最基本的概念。第2章静力学包括力、约束与摩擦等概念,处理力系简化与平衡的方法等。第3章与第4章分别介绍刚体平面与空间运动学,重点阐述了处理运动学问题的矢量瞬时分析方法。由于运动学的切入点是刚体,与传统教材的分析方法相比,这两章在叙述上有较大的创新。第6章介绍矢量动力学基础,包括动力学的基本概念、动力学三大定理及其应用。第7章介绍利用矢量动力学建立刚体(系)动力学方程与处理刚体动力学的方法,包括非惯性基下运动、碰撞与定点运动等刚体动力学专题。第8章的分析力学基础包括达朗贝尔原理与虚位移原理及其应用、动力学普遍方程、拉格朗日第一与第二类方程等。第5章与第9章分别介绍运动学与动(静)力学计算机辅助分析的原理与方法,培养学生利用软件处理系统运动学、动力学与静力学问题的能力。
除数学基础(第1章)外,全书在总体上分为两个模块,即理论力学基本概念与方法(第2~4章,第6~8章)与理论力学问题计算机辅助分析原理与方法(第5,9章)。由于两个模块相对独立,在介绍理论力学的基本概念与方法时,二维与三维问题亦相对独立,并且基本概念与进阶内容已有区分,故全书便于不同学时和内容需求的读者选用。
本书可作为高等院校工科各专业学生学习理论力学的教科书,也可作为从事机械、航空航天、车辆、土木与水利等领域的工程技术人员知识更新的参考书。
- 目录
- 前辅文
- 主要符号表
- 绪论
- 第1章 数学基础
- 1.1 矩阵
- 1.2 矢量
- 1.3 方向余弦阵
- 1.4 平面矢量
- 习题
- 第2章 静力学
- 2.1 力
- 2.2 力偶
- 2.3 力系的简化
- 2.4 约束
- 2.5 力系的平衡
- 2.6 摩擦与摩擦力
- 习题
- 第3章 刚体平面运动学
- 3.1 刚体的连体基 刚体位形的描述
- 3.2 刚体的平面运动
- 3.3 刚体姿态变化的描述
- 3.4 基点的位置、速度与加速度
- 3.5 刚体上给定点的位置、速度与加速度
- 3.6 相对刚体运动任意点的位置、速度与加速度
- 习题
- 第4章 刚体空间运动学
- 第5章 刚体系运动学计算机辅助分析
- 5.1 刚体系位形的描述、约束方程
- 5.2 运动学计算机辅助分析基础
- 5.3 常见平面运动约束的约束方程
- 5.4 平面机械系统运动学模型的定义
- 习题
- 第6章 矢量动力学基础
- 6.1 惯量
- 6.2 动量定理
- 6.3 动量矩定理
- 6.4 动能定理
- 习题
- 第7章 刚体动力学
- 7.1 刚体的平面运动
- 7.2 非惯性基下刚体的动力学方程
- 7.3 碰撞
- 7.4 刚体的定点运动
- 7.5 刚体的空间一般运动
- 习题
- 第8章 分析力学基础
- 8.1 达朗贝尔原理
- 8.2 虚位移原理
- 8.3 动力学普遍方程
- 8.4 拉格朗日第一类方程
- 8.5 拉格朗日第二类方程
- 习题
- 第9章 刚体系动(静)力学计算机辅助分析
- 9.1 动力学计算机辅助分析基础
- 9.2 动力学逆问题与理想约束力
- 9.3 刚体系静平衡分析
- 9.4 平面机械系统动(静)力学模型的定义
- 习题
- 附录A 简单均质几何体的重心和转动惯量
- 附录B 《理论力学问题求解器》使用简介
- B.1 求解器的基本操作
- B.2 示例1 曲柄滑块机构的运动学分析
- B.3 示例2 双摆的动力学分析
- B.4 示例3 吊灯平衡位置分析
- 部分习题参考答案
- 索引
- 参考文献
- Synopsis
- Contents
- 作者简介