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第一篇 静力学 5

第1章 静力学的基本概念与物体的受力分析 5

1.1 静力学的基本概念 5

1.1.1 力的概念及其分类 5

1.1.2 刚体、质点、质点系 6

1.1.3 平衡 6

1.2 静力学公理 6

1.3 约束与约束反力 9

1.3.1 约束与约束反力的概念 9

1.3.2 工程中常见的约束及其反力 10

1.4 物体的受力分析与受力图 13

思考题 16

习题 18

第2章 平面基本力系 20

2.1 平面汇交力系合成与平衡的几何法 20

2.1.1 平面汇交力系合成的几何法 20

2.1.2 平面汇交力系平衡的几何条件 21

2.2 平面汇交力系合成与平衡的解析法 22

2.2.1 力的投影及其求法 22

2.2.2 合力投影定理 22

2.2.3 平面汇交力系合成的解析法 23

2.2.4 平面汇交力系的平衡方程 23

2.3 平面力对点之矩 26

2.3.1 力对点之矩 26

2.3.2 合力矩定理 27

2.3.3 力对点之矩的求法 27

2.4 平面力偶理论 28

2.4.1 力偶与力偶矩 28

2.4.2 力偶的性质 29

2.4.3 平面力偶系的合成与平衡条件 30

思考题 32

习题 33

第3章 平面任意力系 37

3.1 力的平移定理 37

3.2 平面任意力系的简化 38

3.2.1 平面任意力系向作用面内任意一点的简化 38

3.2.2 固定端约束 39

3.2.3 平面任意力系的简化结果分析 40

3.3 平面任意力系的平衡条件与平衡方程 41

3.3.1 平面任意力系的平衡条件 41

3.3.2 平面任意力系的平衡方程 41

3.3.3 平面平行力系的平衡方程 42

3.4 物体系统的平衡问题和静定与静不定问题 46

3.4.1 物体系统的平衡问题 46

3.4.2 静定与静不定问题 46

3.5 简单平面桁架 51

3.5.1 桁架及其简化模型 51

3.5.2 计算桁架内力的节点法 52

3.5.3 计算桁架内力的截面法 54

3.6 摩擦及其平衡问题 55

3.6.1 摩擦及其分类 55

3.6.2 滑动摩擦力及其性质 55

3.6.3 摩擦角的概念与自锁现象 57

3.6.4 有摩擦时的平衡问题举例 58

3.6.5 滚动摩阻 61

思考题 63

习题 64

第4章 空间力系 72

4.1 力在空间直角坐标轴上的分解与投影 72

4.1.1 力在空间直角坐标轴上的分解 72

4.1.2 力在空间直角坐标轴上的投影 72

4.2 力对点之矩、力对轴之矩及空间力偶矩矢 74

4.2.1 力对点之矩 74

4.2.2 力对轴之矩 74

4.2.3 空间力偶矩矢 76

4.3 空间力系的简化 77

4.3.1 空间汇交力系的简化 77

4.3.2 空间力偶系的简化 77

4.3.3 空间任意力系的简化 77

4.4 空间力系的平衡 79

4.4.1 空间汇交力系的平衡方程 79

4.4.2 空间平行力系的平衡方程 79

4.4.3 平面任意力系的平衡方程 80

4.5 平行力系的中心与物体的重心 84

4.5.1 平行力系的中心 84

4.5.2 物体重心的概念 85

4.5.3 确定重心位置的方法 86

思考题 90

习题 90

第二篇 运动学 97

第5章 运动学基础 97

5.1 点的运动学 97

5.1.1 矢量法 97

5.1.2 直角坐标法 98

5.1.3 自然法 100

5.2 刚体的平行移动 105

5.3 刚体的定轴转动 106

5.3.1 定轴转动的运动方程、角速度与角加速度 106

5.3.2 转动刚体内各点的速度和加速度 107

5.3.3 轮系的传动比 110

5.3.4 角速度与角加速度的矢量表示及速度与加速度的矢积表示 111

思考题 112

习题 113

第6章 点的合成运动 118

6.1 相对运动、牵连运动及绝对运动 118

6.1.1 两种参考系 118

6.1.2 三种运动 118

6.2 点的速度合成定理 119

6.3 牵连运动为平动时点的加速度合成定理 122

6.4 牵连运动为转动时点的加速度合成定理及科氏加速度 125

思考题 130

习题 131

第7章 刚体的平面运动 135

7.1 刚体平面运动概述与运动分解 135

7.2 平面图形上各点的速度分析 137

7.2.1 求平面图形内各点速度的基点法 137

7.2.2 求平面图形内各点速度的瞬心法 140

7.3 用基点法求平面图形内各点的加速度 144

7.4 运动学知识的综合应用 147

思考题 151

习题 152

第三篇 动力学 159

第8章 质点动力学 159

8.1 动力学基本定律 159

8.2 质点运动微分方程 160

8.2.1 直角坐标投影式 160

8.2.2 自然坐标投影式 160

思考题 164

习题 165

第9章 动量定理及其应用 168

9.1 动量和冲量 168

9.1.1 动量 168

9.1.2 力的冲量 169

9.2 动量定理 169

9.2.1 质点动量定理 169

9.2.2 质点系动量定理 170

9.2.3 质点系动量守恒定律 171

9.3 质心运动定理及质心运动守恒定律 174

9.3.1 质心运动定理 174

9.3.2 质心运动守恒定律 175

思考题 176

习题 178

第10章 动量矩定理及其应用 181

10.1 动量矩的计算 181

10.1.1 质点的动量矩 181

10.1.2 质点系的动量矩 181

10.1.3 定轴转动刚体的动量矩 182

10.2 动量矩定理 182

10.2.1 质点的动量矩定理 182

10.2.2 质点系的动量矩定理 183

10.2.3 动量矩守恒定律 185

10.3 刚体对轴的转动惯量 186

10.3.1 刚体对轴的转动惯量的定义 186

10.3.2 常见刚体对轴的转动惯量 187

10.3.3 回转半径（或惯性半径） 189

10.3.4 平行轴定理 189

10.4 刚体定轴转动微分方程 191

10.5 质点系相对于质心的动量矩定理及刚体平面运动微分方程 193

10.5.1 质点系相对于质心的动量矩定理 193

10.5.2 刚体平面运动微分方程 193

思考题 197

习题 198

第11章 动能定理及其应用 202

11.1 功与功率 202

11.1.1 常力的功 202

11.1.2 变力在曲线路程中的功 202

11.1.3 合力的功 203

11.1.4 常见力的功 203

11.1.5 约束力的功与理想约束 205

11.1.6 功率 206

11.2 动能的计算 207

11.2.1 质点的动能 207

11.2.2 质点系的动能 207

11.2.3 刚体的动能 207

11.3 动能定理 208

11.3.1 质点的动能定理 208

11.3.2 质点系的动能定理 209

11.3.3 功率方程 210

11.4 势能及机械能守恒定律 214

11.4.1 势力场与势能 214

11.4.2 几种常见的势能 214

11.4.3 机械能守恒定律 215

11.5 动力学普遍定理的综合应用 216

思考题 219

习题 220

第12章 达朗贝尔原理（动静法）及其应用 224

12.1 达朗贝尔原理 224

12.1.1 达朗贝尔惯性力与质点的达朗贝尔原理 224

12.1.2 质点系的达朗贝尔原理 225

12.2 惯性力系的简化 227

12.2.1 惯性力系的主矢 227

12.2.2 惯性力系的主矩 227

12.3 刚体绕定轴转动时轴承的动约束力 232

12.3.1 静约束力与动约束力 233

12.3.2 静平衡与动平衡 233

思考题 235

习题 236

第13章 虚位移原理（静动法）及其应用 240

13.1 约束、自由度与广义坐标 240

13.1.1 约束及其分类 240

13.1.2 自由度与广义坐标 241

13.2 虚位移与理想约束 242

13.2.1 虚位移 242

13.2.2 确定虚位移间关系的方法 242

13.2.3 虚功与理想约束 244

13.3 虚位移原理 245

思考题 250

习题 251

第14章 机械振动基础 255

14.1 单自由度系统的自由振动 255

14.1.1 无阻尼自由振动微分方程 255

14.1.2 无阻尼自由振动的特点 256

14.1.3 弹簧的串联与并联 257

14.1.4 其它类型的单自由度振动系统 259

14.1.5 计算固有频率的能量法 260

14.2 单自由度系统的有阻尼自由振动 261

14.2.1 阻尼的概念 261

14.2.2 振动微分方程 262

14.2.3 阻尼对自由振动的影响 262

14.3 单自由度系统的受迫振动 266

14.3.1 无阻尼受迫振动 266

14.3.2 有阻尼受迫振动 269

14.4 隔振 273

14.4.1 主动隔振 273

14.4.2 被动隔振 274

14.5 两个自由度系统的自由振动 276

14.5.1 作用力方程及其解 277

14.5.2 位移方程及其解 280

14.6 两个自由度系统的受迫振动及动力减振器 282

14.6.1 两个自由度受迫振动微分方程及其解 282

14.6.2 动力减振器及其应用 283

思考题 285

习题 286

习题答案 290

参考文献 300