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绪论 1

第1篇　静力学 2

第1章　静力学基本概念与物体受力分析 2

1.1　静力学基本概念 2

1.1.1　力与力系 2

1.1.2　平衡 3

1.1.3 刚体 3

1.1.4　力矩 3

1.1.5　合力矩定理 5

1.2　静力学公理 6

1.3　基本约束及其约束力 7

1.3.1　柔性约束 8

1.3.2　刚性约束 8

1.3.3 约束力特点 11

1.4　物体的受力分析和受力图 12

1.4.1　解除约束与受力图 12

1.4.2　画受力图的步骤 12

小结 15

思考题 16

习题 16

第2章 力系的简化 19

2.1 汇交力系 19

2.2　力偶系 20

2.2.1　力偶的定义 20

2.2.2　力偶的性质 20

2.2.3　力偶系合成 22

2.3　力的平移定理与任意力系简化 23

2.3.1 力的平移定理 23

2.3.2 空间任意力系简化 24

2.3.3 空间力系简化结果讨论 25

2.3.4　固定端约束 26

小结 28

思考题 29

习题 29

第3章 力系平衡方程及应用 32

3.1　平面力系平衡方程 32

3.1.1　平面任意力系平衡方程的基本形式 32

3.1.2　平面任意力系平衡方程的其他形式 35

3.1.3　平面平行力系平衡方程 36

3.1.4　平面汇交力系平衡方程 37

3.1.5　平面力偶系平衡方程 37

3.2　平面物体系平衡问题 38

3.3　静定和超静定问题概念 44

3.4　空间力系平衡方程 45

3.4.1 空间汇交力系平衡方程 45

3.4.2　空间力偶系平衡方程 46

3.4.3　空间平行力系平衡方程 47

3.4.4　空间一般力系平衡方程应用举例 48

小结 50

思考题 51

习题 53

第4章　静力学应用专题 61

4.1　平面简单桁架 61

4.1.1　平面简单桁架的构成 61

4.1.2　平面简单桁架的内力分析 62

4.2　摩擦 65

4.2.1　滑动摩擦 65

4.2.2　摩擦角与自锁现象 66

4.2.3　考虑摩擦的平衡问题 67

4.3　滚动阻力偶的概念 70

小结 72

思考题 73

习题 74

第2篇　运动学 79

第5章 点的运动和刚体的基本运动 79

5.1 点的运动 79

5.2　刚体的基本运动 83

5.2.1 平移 83

5.2.2　定轴转动 84

小结 88

思考题 89

习题 90

第6章　点的合成运动 94

6.1　点的合成运动基本概念 94

6.1.1　定参考系和动参考系 94

6.1.2　绝对运动、相对运动和牵连运动 94

6.2　点的速度合成定理 95

6.3　牵连运动为平移时的加速度合成定理 98

6.4　牵连运动为定轴转动时的加速度合成定理 99

6.4.1 一个反例 99

6.4.2　定理证明　科氏加速度 100

小结 109

思考题 110

习题 112

第7章　刚体平面运动 117

7.1 刚体平面运动方程及运动分解 117

7.1.1 刚体平面运动力学模型的简化 117

7.1.2　刚体平面运动的自由度、广义坐标和运动方程 117

7.1.3　平面运动分解为平移和转动 119

7.2　平面图形上各点的速度分析 120

7.2.1 基点法 120

7.2.2　速度投影定理法 121

7.2.3　瞬时速度中心法 122

7.3　平面图形上各点的加速度分析 126

7.4　运动学综合应用举例 129

小结 135

思考题 136

习题 138

第3篇　动力学 144

第8章　动力学基础 144

8.1　质点运动微分方程 144

8.1.1　动力学基本定律 144

8.1.2　质点运动微分方程 145

8.2　质点动力学的两类基本问题 147

8.3　质点的相对运动微分方程 149

8.4　质点系的基本惯性特征 152

8.4.1 质心 152

8.4.2　转动惯量 152

8.4.3　平行轴定理 154

小结 156

思考题 157

习题 157

第9章　动量定理 161

9.1 动量定理与动量守恒 161

9.1.1　动量 161

9.1.2　冲量 162

9.1.3　动量定理与动量守恒 162

9.2　质心运动定理 166

9.2.1　质心运动定理 166

9.2.2　质心运动守恒定律 167

9.3　流体在管道内定常流动时引起的动压力 170

小结 171

思考题 171

习题 173

第10章　动量矩定理 176

10.1 动量矩 176

10.1.1　质点的动量矩 176

10.1.2　质点系的动量矩 177

10.2　动量矩定理与动量矩守恒 178

10.2.1　质点的动量矩定理 178

10.2.2　质点系的动量矩定理 179

10.2.3　质点系动量矩守恒定律 179

10.3　刚体定轴转动微分方程 181

10.4　质点系相对质心的动量矩定理 184

10.5　刚体平面运动微分方程 184

10.6　动量和动量矩定理在碰撞中的应用 188

10.6.1　基本假定与恢复因数 188

10.6.2　碰撞的基本定理 189

小结 192

思考题 193

习题 194

第11章　动能定理 199

11.1 力的功 199

11.1.1　功的一般表达式 199

11.1.2　几种常见力的功 200

11.1.3　质点系内力的功 202

11.1.4　约束力的功 202

11.2　质点系和刚体的动能 203

11.2.1　质点的动能 203

11.2.2　质点系的动能 203

11.2.3　平移刚体的动能 203

11.2.4　定轴转动刚体的动能 203

11.2.5　平面运动刚体的动能 204

11.3　质点系动能定理 205

11.3.1　质点的动能定理 205

11.3.2　质点系的动能定理 205

11.4　功率和功率方程 208

11.4.1　功率 208

11.4.2　功率方程 208

11.4.3　机械效率 209

11.5　势力场　势能　机械能守恒定律 210

11.5.1 势力场 210

11.5.2　势能 210

11.5.3　有势力的功与势能的关系 211

11.5.4　机械能守恒定律 211

11.6　动力学普遍定理的综合应用举例 212

小结 217

思考题 218

习题 220

第12章　达朗贝尔原理 225

12.1　达朗贝尔原理 225

12.1.1　质点的达朗贝尔原理 225

12.1.2　质点系的达朗贝尔原理 227

12.2　刚体惯性力系的简化 228

12.2.1　刚体作平移 228

12.2.2　刚体作定轴转动 228

12.2.3　刚体作平面运动 229

12.3　定轴转动刚体的轴承动约束力 232

12.3.1　一般状况下惯性力系的简化 233

12.3.2　轴承动约束力 234

12.4 静平衡与动平衡简介 235

小结 236

思考题 237

习题 239

第13章　虚位移原理及动力学普遍方程 242

13.1　虚位移的基本概念 242

13.1.1　约束 242

13.1.2　虚位移 244

13.1.3　虚功、理想约束 244

13.1.4 自由度和广义坐标 244

13.2　虚位移原理及应用举例 246

13.3　动力学普遍方程 252

小结 254

思考题 255

习题 257

第14章　单自由度系统的振动 262

14.1　单自由度系统的自由振动 262

14.1.1 自由振动微分方程 262

14.1.2 自由振动的周期、频率、振幅和相位 263

14.1.3　扭振系统 265

14.1.4　弹簧的并联与串联 265

14.1.5　计算固有频率的能量法 267

14.2　单自由度系统的衰减振动 269

14.2.1　振动微分方程 269

14.2.2　欠阻尼状态 270

14.2.3　临界阻尼状态 272

14.2.4　过阻尼状态 272

14.3　单自由度系统的受迫振动 274

14.3.1　运动微分方程及其解 274

14.3.2　幅频特性与相频特性 275

14.3.3　隔振 281

小结 282

思考题 283

习题 284

习题答案 290