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理論力學(xué)簡明教程及案例解析 版權(quán)信息
- ISBN：9787566728692
- 條形碼：9787566728692 ; 978-7-5667-2869-2
- 裝幀：一般輕型紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
理論力學(xué)簡明教程及案例解析 本書特色
本書在編寫過程中，為了滿足不同文化基礎(chǔ)的讀者對知識掌握的需要，力爭做到例題精煉，解題步驟規(guī)范，語言通俗易懂，視頻動畫形象直觀，可讀性很強(qiáng)。本書可供工科專業(yè)本科生和相關(guān)專業(yè)教研人員學(xué)習(xí)參考。
理論力學(xué)簡明教程及案例解析 內(nèi)容簡介
本書包括靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三部分分共十六章內(nèi)容，涵蓋了一般工科專業(yè)學(xué)生發(fā)展所需的理論力學(xué)的大部分內(nèi)容，深入淺出，通俗易懂。在介紹理論力學(xué)基本理論的同時，還附加一章案例解析，使讀者能夠?qū)W以致用，理論聯(lián)系實際，啟發(fā)工程思維和問題意識。
理論力學(xué)簡明教程及案例解析 目錄
緒論 ................ 001
**篇 靜力學(xué)
**章 靜力學(xué)的基本概念與公理 ................ 004
學(xué)習(xí)指南 .........................004
**節(jié) 靜力學(xué)的基本概念 .................005
第二節(jié) 靜力學(xué)公理 .................... 007
第三節(jié) 約束和約束反力 .................. 011
第四節(jié) 受力分析和受力圖 .................015
本章小結(jié) .........................019
第二章 平面匯交力系 ................ 020
學(xué)習(xí)指南 .........................020
**節(jié) 平面匯交力系的合成與平衡——幾何法 ............... 021
第二節(jié) 力在坐標(biāo)軸上的投影·合力投影定理 ...............024
第三節(jié) 平面匯交力系的合成與平衡 ....................027
本章小結(jié) .........................033
第三章 力矩和平面力偶理論 ................ 034
學(xué)習(xí)指南 .........................034
**節(jié) 力對點之矩的概念與計算 .............. 035
第二節(jié) 力偶及其性質(zhì) ...................039
第三節(jié) 平面力偶系的合成與平衡 .............. 042
本章小結(jié) .........................046
第四章 平面任意力系 .. 047
學(xué)習(xí)指南 .........................047
**節(jié) 力線平移定理 ...................048
第二節(jié) 平面任意力系向已知點的簡化·主矢與主矩 ............. 050
第三節(jié) 簡化結(jié)果的分析·合力矩定理 ............ 052
第四節(jié) 平面任意力系的平衡條件與平衡方程 .........054
第五節(jié) 平面平行力系的平衡方程 .............. 058
第六節(jié) 物體系統(tǒng)的平衡·靜定與靜不定問題的概念 ............. 061
本章小結(jié) .........................065
第五章 摩擦 ................ 067
學(xué)習(xí)指南 .........................067
**節(jié) 滑動摩擦 .....................067
第二節(jié) 摩擦角和自鎖現(xiàn)象 .................071
第三節(jié) 具有滑動摩擦的平衡問題 .............. 074
第四節(jié) 滾動摩擦 .....................080
本章小結(jié) .........................083
第六章 空間力系 ................ 085
學(xué)習(xí)指南 .........................085
**節(jié) 空間匯交力系 ...................086
第二節(jié) 空間力偶理論 ...................091
第三節(jié) 力對點之矩與力對軸之矩 .............. 093
第四節(jié) 空間任意力系向已知點的簡化·主矢與主矩·空間力系的合力矩定理 .................... 099
第五節(jié) 空間任意力系的平衡條件與平衡方程 .........103
第六節(jié) 重心·平行力系中心 ................ 107
本章小結(jié) .........................110
第二篇 運動學(xué)
第七章 點的運動 ................ 114
學(xué)習(xí)指南 .........................114
**節(jié) 點的運動描述的矢量法 ...............114
第二節(jié) 點的運動描述的直角坐標(biāo)法 .............116
第三節(jié) 點的運動描述的自然法 ...............122
本章小結(jié) .........................131
第八章 剛體的基本運動 .. 133
學(xué)習(xí)指南 .........................133
**節(jié) 剛體的平行移動 .................. 134
第二節(jié) 剛體的定軸轉(zhuǎn)動 .................. 136
第三節(jié) 轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度 ...........138
第四節(jié) 角速度和角加速度的矢量表示·以矢積表示轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)點的速度和加速度 .......142
本章小結(jié) .........................145
第九章 點的合成運動 .. 147
學(xué)習(xí)指南 .........................147
**節(jié) 點的合成運動的概念 ................ 148
第二節(jié) 絕對運動、相對運動和牽連運動的速度與加速度 .... 149
第三節(jié) 點的速度合成定理 .................151
第四節(jié) 牽連運動為平動時點的加速度合成定理 ............... 157
第五節(jié) 牽連運動為轉(zhuǎn)動時點的加速度合成定理 ........ 163
本章小結(jié) .........................176
第十章 剛體的平面運動 .. 178
學(xué)習(xí)指南 .........................178
**節(jié) 剛體平面運動的概述 ................ 179
第二節(jié) 平面運動分解為平動與轉(zhuǎn)動 .............180
第三節(jié) 平面圖形內(nèi)各點的速度—基點法 ...........183
第四節(jié) 平面圖形內(nèi)各點的速度——速度瞬心法 ........ 188
第五節(jié) 平面圖形內(nèi)各點的加速度 .............. 195
本章小結(jié) .........................199
第三篇 動力學(xué)
第十一章 動量定理 ................ 202
學(xué)習(xí)指南 .........................202
**節(jié) 動力學(xué)普遍定理概述 ................ 202
第二節(jié) 質(zhì)點的動量定理 .................. 203
第三節(jié) 質(zhì)點系的動量定理 .................206
第四節(jié) 質(zhì)心運動定理 ...................211
本章小結(jié) .........................217
第十二章 動量矩定理 .. 218
學(xué)習(xí)指南 .........................218
**節(jié) 質(zhì)點的動量矩定理 .................219
第二節(jié) 質(zhì)點系的動量矩定理 ................ 222
第三節(jié) 剛體的定軸轉(zhuǎn)動微分方程 .............. 226
第四節(jié) 轉(zhuǎn)動慣量 .....................230
第五節(jié) 質(zhì)點系相對質(zhì)心的動量矩定理 ............ 234
第六節(jié) 剛體的平面運動微分方程 .............. 236
本章小結(jié) .........................240
第十三章 動能定理 ................ 242
學(xué)習(xí)指南 .........................242
**節(jié) 力的功 ...................... 242
第二節(jié) 質(zhì)點的動能定理 .................. 247
第三節(jié) 質(zhì)點系的動能定理 .................251
本章小結(jié) .........................262
第十四章 達(dá)朗伯原理 ................ 264
學(xué)習(xí)指南 .........................264
**節(jié) 質(zhì)點的慣性力 ...................265
第二節(jié) 達(dá)朗伯原理 .................... 265
第三節(jié) 剛體慣性力系的簡化 ................ 271
本章小結(jié) .........................279
第十五章 剛體定點運動與陀螺近似理論 ................ 280
學(xué)習(xí)指南 .........................280
**節(jié) 剛體定點運動的概念·歐拉角 ................... 281
第二節(jié) 歐拉運動學(xué)方程 .................. 283
第三節(jié) 歐拉動力學(xué)方程 .................. 287
第四節(jié) 賴柴定理·進(jìn)動規(guī)律 ....................... 293
第五節(jié) 陀螺力矩與陀螺效應(yīng) ................ 297
本章小結(jié) .........................300
第十六章 案例解析 ......... 302
**節(jié) 某型飛機(jī)座艙三維激光掃描與逆向建模 ............... 302
第二節(jié) 跳傘著陸動作可視化實施診斷與考核系統(tǒng) ..............312
第三節(jié) 固定滾輪訓(xùn)練人體關(guān)節(jié)力矩計算逆動力學(xué) ..............318
本章小結(jié) .........................322
參考文獻(xiàn)......... 323
展開全部
理論力學(xué)簡明教程及案例解析 節(jié)選
緒論 一、理論力學(xué)的研究對象和內(nèi)容 理論力學(xué)是研究物體機(jī)械運動一般規(guī)律的一門學(xué)科。 所謂機(jī)械運動，是指物體在空間的位置隨時間而發(fā)生的變化。機(jī)械運動是*常見、*普遍的一種運動。物體的平衡是物體機(jī)械運動的特殊情況。宇宙間一切物質(zhì)都在不停地運動。在客觀世界中，存在著各種各樣的物質(zhì)運動。在多種多樣的運動形式中，機(jī)械運動是*簡單的一種。物質(zhì)的各種運動形式在一定的條件下可能相互轉(zhuǎn)化，任何比較復(fù)雜的物質(zhì)運動形式總是與機(jī)械運動存在著或多或少的聯(lián)系。 物體的機(jī)械運動都遵循某些一般規(guī)律，這些一般規(guī)律就是理論力學(xué)研究的對象。 理論力學(xué)屬于以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的范疇。近代物理學(xué)的發(fā)展說明了經(jīng)典力學(xué)的局限性，經(jīng)典力學(xué)僅適用于低速、宏觀物體的運動。當(dāng)物體的速度接近于光速時，其運動應(yīng)當(dāng)用相對論力學(xué)來研究；當(dāng)物體的大小接近于微觀粒子時，其運動應(yīng)當(dāng)用量子力學(xué)來研究；而對于速度遠(yuǎn)低于光速的宏觀物體的運動，經(jīng)典力學(xué)推得的結(jié)果具有足夠的精確度。因此，一般工程中所遇到的大量力學(xué)問題，經(jīng)典力學(xué)仍然是研究機(jī)械運動的既準(zhǔn)確又方便的工具。 本書的內(nèi)容包括以下三個部分： 靜力學(xué)——研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律，同時也研究力系的等效與簡化的方法等。 運動學(xué)——研究物體機(jī)械運動的幾何性質(zhì)，而不涉及引起物體運動的原因。 動力學(xué)——研究物體機(jī)械運動與所受力之間的關(guān)系。 二、理論力學(xué)的研究方法 研究科學(xué)的過程，就是認(rèn)識客觀世界的過程。力學(xué)發(fā)展的歷史表明，理論力學(xué)與任何一門科學(xué)一樣，它的方法也遵循認(rèn)識過程的客觀規(guī)律。概括地說，理論力學(xué)的研究方法是從觀察、實踐和科學(xué)實驗出發(fā)，經(jīng)過分析、綜合和歸納，總結(jié)出力學(xué)的*基本的概念和規(guī)律；在對事物觀察和實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過抽象化建立起力學(xué)模型；并在建立力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，從基本規(guī)律出發(fā)，利用數(shù)學(xué)工具推理演繹，得出正確的具有物理意義和實用意義的結(jié)論和定理，從而將通過實踐得來的大量感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識，構(gòu)成力學(xué)理論；然后再回到實踐過程中去驗證理論的正確性，并在更高的水平上指導(dǎo)實踐，同時從這個過程中獲得新的材料，這些材料的積累又為力學(xué)理論的完善和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 三、學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的 理論力學(xué)是現(xiàn)代工程技術(shù)的基礎(chǔ)理論，在工程實際中得到了廣泛的應(yīng)用。各種機(jī)械、設(shè)備和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，機(jī)器的自動調(diào)節(jié)，機(jī)器和結(jié)構(gòu)振動的研究，航空、航天技術(shù)等，都要以理論力學(xué)理論為基礎(chǔ)。為了正確理解和利用航空及工程中出現(xiàn)的各種力學(xué)現(xiàn)象，也需要理論力學(xué)的知識。理論力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，我們要掌握物體機(jī)械運動的基本規(guī)律，為解決航空及工程實際問題打下一定的基礎(chǔ)，并為學(xué)習(xí)飛行力學(xué)、空氣動力學(xué)、流體力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理等后繼課程做好相應(yīng)的知識儲備。另外，充分的理解力學(xué)的研究方法，有助于學(xué)習(xí)其他基礎(chǔ)理論，也有助于建立辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)正確的分析問題和解決問題的能力。 **篇 靜力學(xué) 靜力學(xué)是研究物體在力系作用下的平衡條件的科學(xué)。在靜力學(xué)中，我們將著重研究兩個基本問題：力系的簡化；力系的平衡條件及其應(yīng)用。 所謂力系的簡化就是用一個簡單力系等效地替換一個復(fù)雜力系。在研究力系等效替換的問題時，物體并不一定處于平衡狀態(tài)，我們可以暫不考慮物體的運動，而僅研究作用力的替換。例如，飛行中的飛機(jī)，受到升力、牽引力、重力、空氣阻力等作用，這群力錯綜復(fù)雜地分布在飛機(jī)的各個部分，每個力都影響飛機(jī)的運動。要想確定飛機(jī)的運動規(guī)律，必須了解這群力的總的作用效果，這就需要用一個簡單的等效力系來代替這群復(fù)雜的力，然后再進(jìn)行運動分析。所以研究力系的簡化是為了導(dǎo)出力系的平衡條件，同時也是為動力學(xué)研究提供基礎(chǔ)。所謂力系的平衡條件是物體平衡時，作用在物體上的各種力系所需滿足的條件。力系的平衡條件是設(shè)計構(gòu)件、結(jié)構(gòu)和機(jī)械零件時進(jìn)行靜力計算的基礎(chǔ)。由此可見，靜力學(xué)在工程實際中有著廣泛的應(yīng)用。 **章 靜力學(xué)的基本概念與公理 學(xué)習(xí)指南 1. 學(xué)習(xí)目標(biāo) （1）知識目標(biāo)。能闡述理論力學(xué)在人才培養(yǎng)中的地位作用；說出理論力學(xué)的主要內(nèi)容、研究對象和研究方法；解釋靜力學(xué)基本概念；闡述靜力學(xué)公理及推論，并區(qū)分公理及推論的適用范圍。解釋約束、約束力、主動力的概念；說明工程中常見約束的類型；根據(jù)約束類型的特點和性質(zhì)畫出相應(yīng)的約束力；對單個剛體和剛體系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，并熟練畫出受力圖。 （2）能力目標(biāo)。建模能力、邏輯分析能力。將工程實際抽象為靜力學(xué)模型，對靜力學(xué)模型進(jìn)行受力分析；知識遷移能力，力學(xué)語言表達(dá)能力。 （3）素質(zhì)目標(biāo)。學(xué)習(xí)理論力學(xué)的興趣和熱情。發(fā)散思維，探索精神；科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、求真。 2. 學(xué)習(xí)重點 （1）理論力學(xué)在人才培養(yǎng)中的地位作用。 （2）靜力學(xué)公理和推論。 （3）工程中常見的約束及約束力。 （4）對單個剛體及簡單剛體系統(tǒng)進(jìn)行受力分析并畫出受力圖。 3. 學(xué)習(xí)難點 （1）靜力學(xué)公理和推論。 （2）分辨二力桿。 （3）應(yīng)用三力平衡匯交定理對剛體進(jìn)行受力分析。 （4）剛體系統(tǒng)的受力分析。 本章將介紹作為靜力學(xué)理論基礎(chǔ)的幾個公理，并闡述在研究靜力學(xué)時遇 到的幾個基本概念，*后介紹物體的受力分析和受力圖。 **節(jié) 靜力學(xué)的基本概念 在靜力學(xué)中，經(jīng)常用到平衡、剛體和力這三個基本概念，下面分別加以闡述。 一、平衡的概念 所謂平衡，是指物體相對于地面保持靜止或做勻速直線運動的狀態(tài)。如建在地面上的樓房、橋梁，做勻速直線飛行的飛機(jī)等，都是處于平衡狀態(tài)。平衡是物體運動的一種特殊形式。值得注意的是，運動是絕對的，而平衡則是相對的。建在地面上的樓房，它只是相對于地球處于靜止?fàn)顟B(tài)，實際上樓房隨地球在宇宙間以極高的速度在運動。 二、剛體的概念 所謂剛體，就是在任何情況下永遠(yuǎn)不變形的物體。這一特征表現(xiàn)為剛體內(nèi)任意兩點之間的距離始終不變。它是一個理想化的力學(xué)模型。實際物體在力的作用下，都會產(chǎn)生程度不同的變形。但是，這些微小的變形，不影響所研究問題的實質(zhì)，就可以略去不計，這樣可使問題的研究大為簡化。這種撇開次要矛盾，抓住主要矛盾的作法是科學(xué)的抽象。當(dāng)然，同一物體，在理論 力學(xué)問題里被看作剛體，而在材料力學(xué)問題中，當(dāng)需要了解作用力和變形之間的關(guān)系時，就要被看成是變形體。 在理論力學(xué)的靜力學(xué)中，所研究的物體只限于剛體，故又稱剛體靜力學(xué)，它是研究變形體力學(xué)的基礎(chǔ)。 三、力的概念 力是物體間相互的機(jī)械作用，這種作用使物體的機(jī)械運動狀態(tài)發(fā)生變化。在理論力學(xué)中，并不探究力的物理來源，而僅研究力的表現(xiàn)，即力對于物體作用的效應(yīng)。物體受到力的作用后，一方面改變了運動狀態(tài)，同時也改變了物體的形狀，即產(chǎn)生了變形。前者稱為力的外效應(yīng)，后者稱為力的內(nèi)效應(yīng)。在理論力學(xué)中主要研究力的外效應(yīng)。 實踐表明，力對物體的作用效果決定于三個要素：力的大；力的方向；力的作用點。 力是矢量，可以用一個矢量來表示力的三個要素，如圖1-1 所示。這矢量的長度（ AB ）按一定的比例尺表示力的大小，矢量的方向表示力的方向，矢量的始端（點A ）或終端（點B ）表示力的作用點。矢量所沿著的直線表示力的作用線。以后書中以字母上方加箭頭表示矢量，如等，并用相應(yīng)的普通字母，如F表示力的大小，即矢量的模。 為了測定力的大小，必須確定力的單位。在國際單位制（SI 制）中，以“牛頓”作為力的單位，記作N。有時也以“千牛頓”作為單位，記作kN。力系是指作用在物體上的一群力。力系有各種不同的類型，按照力系中各力的作用線是否在同一平面內(nèi)來分，可將力系分為平面力系和空間力系兩類；按照力系中各力的作用線是否相交來分，力系又可分為匯交力系、平行力系和任意力系三類。 若物體在某力系的作用下保持平衡，則稱這個力系為平衡力系。若兩力系分別作用于同一物體而效應(yīng)相同時，則這兩力系稱為等效力系。若力系與一力等效，則此力就稱為該力系的合力，而力系中的各力，則稱為此合力的分力。把各分力代換成合力的過程，稱為力系的合成；把合力代換成幾個分力的過程，則稱為力的分解。
理論力學(xué)簡明教程及案例解析 作者簡介
郭文晶，空軍航空大學(xué)航空基礎(chǔ)學(xué)院基礎(chǔ)部力學(xué)教研室副教授，固體力學(xué)博士后。從事力學(xué)領(lǐng)域教學(xué)及科研工作十余年，主持完成空軍級課題3項，參與完成國家自然科學(xué)基金項目2項，國家社會科學(xué)基金項目1項，發(fā)表論文十余篇，公開出版專著1部，獲批實用新型專利3項，軟件著作權(quán)1項。獲得空軍裝備理論優(yōu)秀成果三等獎1項，吉林省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果三等獎1項。2013 年榮獲第二批“吉林省高？蒲写好缛瞬拧狈Q號。
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