本书是根据教育部“力学基础课程教学基本要求”编写的,由浅入深按照由质点到质点系、由矢量到代数量循序渐进的次序,分三篇进行介绍。第一篇静力学介绍了静力学公理与物体的受力分析、平面力系及其应用、空间力系、摩擦;第二篇运动学介绍了运动学基础、点的合成运动和刚体的平面运动;第三篇动力学介绍了质点动力学基本方程、动量定理、动量矩定理以及动能定理。章后附有习题及思考题便于读者练习及评估学习效果。本书可作为高等学校机械、化工、石油、土木、交通、水利、采矿、冶金等各工科专业少学时教材或教学参考书,也可供相关专业工程技术人员参考。
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本书是根据教育部高等学校工科本科理论力学课程(中、少学时)教学的基本要求、教育部工科力学课程教学指导委员理论课程教学改革的要求编写而成的。
理论力学是一门重要的、理论性较强的专业基础课,是各门专业课的基础,在工程上具有广泛的应用。通过本课程的学习,使学生在掌握本课程基本知识的基础上,学会运用基本理论、方法解决工程中的实际问题,培养学生的辩证唯物主义世界观及分析解决问题的能力,为学习后续课程打好基础。近年来,随着普通院校教学改革的深入开展,很多高校将本科培养目标定位为培养应用型高级专门人才。现有的《理论力学》教材,几乎涵盖了经典力学的全部内容,也几乎涵盖了工科所有专业长学时的内容,特色不明显,不适合少学时并且专业特色明确的石油、石化类高校学生“理论力学”课程的学习。因此,编写一本适用于少学时的、具有石化类院校特色的教材以及“重实践、轻理论”的教材正是本教材编写的初衷。
在编写过程中,编者根据多年来在理论力学教学中积累的经验,注意汲取同类教材的精华,试图用现代和实用的观点阐述理论力学的核心内容和方法,既满足了本课程的基本要求,又注意与先修的“高等数学”“大学物理”课程的衔接及向“材料力学”等后续课程的过渡。在优化教学内容的同时,加强学生能力的培养,全书特点概括如下。
(1)充分利用先修课程的基础,减少课程间内容的重复。教材内容做了较大幅度的整合和调整,激发学生的学习兴趣和主观能动性。
(2)注重以工程实际为背景,加深对基本概念的阐述和工程建模能力的培养,轻理论、重视对解题过程的分析。
(3)本书定位明确,可作为高等学校相关专业本科及专科理论力学课程(中、少学时)的教材。
(4)本书精选了一定数量的典型例题、思考题和习题供教师和学生选用。
本书内容分三篇,共11章。绪论、第一篇静力学(第一至四章)由张巨伟、王丽、龚雪、李晋编写,第二篇运动学(第五至七章)由李金权、仲兆金编写,第三篇动力学(第八至十一章)由杨雪峰、张巨伟、王伟编写。张巨伟、王伟担任主编,杨雪峰、仲兆金担任副主编,负责全书统稿、修改和定稿工作。王文广担任主审。
由于时间仓促,疏漏之处,敬请读者批评指正。
编者
2016年2月
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绪论 1
第一篇静力学
第一章静力学公理与物体的受力分析 4
第一节静力学公理4
第二节约束与约束反力6
第三节物体的受力分析与受力图9
小结12
思考题12
习题13
第二章平面力系及其应用 17
第一节平面汇交力系合成及平衡17
第二节力矩及其计算22
第三节力偶系合成及平衡24
第四节平面任意力系的简化27
第五节平面任意力系平衡方程31
第六节物体系统平衡、超静定问题简介35
第七节平面桁架简介38
小结40
思考题41
习题41
第三章空间力系 46
第一节空间汇交力系46
第二节力对点和轴的矩及空间力偶49
第三节空间任意力系的简化及平衡问题53
第四节重心56
小结59
思考题60
习题61
第四章摩擦 64
第一节摩擦力64
第二节摩擦角及自锁66
第三节考虑摩擦时物体系统的平衡问题67
第四节滚动摩擦70
习题72
第二篇运动学
第五章运动学基础 77
第一节矢量法77
第二节直角坐标法78
第三节自然坐标法80
第四节刚体平移85
第五节刚体定轴转动86
小结89
思考题90
习题91
第六章点的合成运动 93
第一节点的合成运动的概念93
第二节点的速度合成定理95
第三节牵连运动为平移时点的加速度合成定理99
第四节牵连运动为定轴转动时点的加速度合成定理102
小结110
思考题111
习题112
第七章刚体的平面运动 116
第一节刚体平面运动的概述与运动分解116
第二节求平面图形内各点速度的基点法119
第三节求平面图形内各点速度的瞬心法122
第四节用基点法求平面图形内各点的加速度127
第五节运动学综合应用举例131
小结135
思考题136
习题138
第三篇动力学
第八章质点动力学基本方程 142
第一节动力学基本方程概述142
第二节动力学基本定律142
小结144
思考题144
第九章动量定理 145
第一节质点系动量定理145
第二节质心运动定理147
第三节动量守恒与质心运动守恒148
小结150
思考题150
习题151
第十章动量矩定理 153
第一节质点和质点系的动量矩153
第二节动量矩定理154
第三节刚体对轴的转动惯量157
第四节刚体绕定轴的转动微分方程161
第五节刚体的平面运动微分方程164
小结166
思考题166
习题168
第十一章动能定理 172
第一节力的功172
第二节质点和质点系的动能175
第三节动能定理177
第四节功率、功率方程及机械效率179
第五节势力场、势能及机械能守恒定律180
第六节动力学普遍定理的综合应用181
小结184
思考题185
习题187
综合应用习题 189
附录各章习题答案 191
参考文献 196 |
本书可作为高等学校机械、化工、石油、土木、交通、水利、采矿、冶金等各工科专业中少学时教材或教学参考书,也可供相关专业工程技术人员参考。 | |