本套书分上、下册。上册为矢量力学的基本内容,包括静力学、运动学、动力学三篇。其中,静力学包括受力分析、力系简化、平衡方程、摩擦、桁架等;运动学包括坐标描述、平面运动、定点转动、速度和加速度合成定理等;动力学包括非惯性系中的质点动力学、变质量质点动力学、动力学普遍定理等。下册为提高性内容,包括动力学专题和分析力学基础两篇。其中,动力学专题包括刚体动力学、机械振动、碰撞等;分析力学基础包括达朗贝尔原理、虚位移原理、拉格朗日方程、哈密顿理论等。
本套书从航空航天、机械、武器装备等工程实际问题出发,面向综合能力培养,精选设计了典型例题、习题。在内容设计上采用从一般到特殊的演绎型知识架构,并附加了数字资源。
样章试读
目录
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第0章 绪论 1
习题 7
第一篇 静力学
第1章 静力学基础 9
1.1 力与矢量 9
1.1.1 静力学基本概念 9
1.1.2 力的矢量描述 10
1.1.3 矢量运算 11
1.2 力矩和力偶 13
1.2.1 力矩 13
1.2.2 力偶 15
1.3 静力学公理 17
1.4 力系等效相关定理 20
1.4.1 力偶的等效定理 20
1.4.2 汇交力系的合力矩定理 22
1.4.3 力的平移定理 23
1.5 约束和约束反力 24
1.6 刚体的受力分析和受力图 28
习题 33
第2章 力系简化 38
2.1 任意力系简化 38
2.2 最简力系 39
2.3 平行力系的中心和重心 43
习题 48
第3章 力系平衡 52
3.1 力系的平衡条件和平衡方程 52
3.2 平衡方程的应用 53
3.3 平面桁架 58
3.4 摩擦 61
3.4.1 库仑摩擦定律 61
3.4.2 摩擦角与自锁 62
3.4.3 考虑摩擦的平衡问题 63
习题 67
第二篇 运动学
第4章 运动学基础 71
4.1 点运动描述的直角坐标法 71
4.1.1 点的运动方程 71
4.1.2 点的速度和加速度 72
4.2 点运动描述的自然坐标法 76
4.2.1 点的运动方程 76
4.2.2 空间曲线相关概念 77
4.2.3 点的速度和加速度 78
4.3 点运动描述的极坐标法 84
4.3.1 点的运动方程 84
4.3.2 点的速度和加速度 84
4.4 刚体的平动 86
4.5 刚体的定轴转动 87
4.5.1 转动方程、角速度和角加速度 87
4.5.2 定轴转动刚体内各点的速度和加速度 88
4.5.3 泊松公式 89
习题 91
第5章 刚体复杂运动 97
5.1 刚体的平面运动 97
5.1.1 刚体平面运动的简化 97
5.1.2 刚体平面运动方程 98
5.1.3 刚体平面运动分解 98
5.1.4 平面图形各点的速度 99
5.1.5 平面图形各点的加速度 103
5.2 刚体的定点转动 105
5.2.1 定点转动方程和欧拉角 106
5.2.2 欧拉角表示的坐标变换 107
5.2.3 角速度、角加速度矢量 109
5.2.4 欧拉运动学方程 112
5.2.5 刚体内任一点的速度与加速度 113
5.3 刚体的一般运动 115
习题 116
第6章 点的复合运动 121
6.1 点的三种运动 121
6.2 动系中矢量的导数 123
6.3 速度合成定理 124
6.4 加速度合成定理 127
6.4.1 动系一般运动时点的加速度 127
6.4.2 动系平动时点的加速度 129
6.4.3 动系定轴转动时点的加速度 130
习题 133
第三篇 动力学
第7章 质点动力学 141
7.1 动力学概述 141
7.2 惯性系中的质点动力学 142
7.2.1 动力学基本定律 142
7.2.2 质点动力学基本方程 143
7.2.3 质点运动微分方程的应用 144
7.3 非惯性系中的质点动力学 148
7.3.1 相对运动动力学基本方程 149
7.3.2 非惯性系中质点运动特殊情况 150
7.3.3 相对运动动力学基本方程的应用 151
7.4 地球固连坐标系中的质点运动 154
7.4.1 铅垂线偏差 154
7.4.2 地球固连坐标系下的质点运动微分方程 156
习题 162
第8章 动量定理及应用 166
8.1 动量与冲量 166
8.1.1 动量 166
8.1.2 冲量 168
8.2 动量定理与动量守恒 168
8.2.1 内力 168
8.2.2 动量定理与动量守恒定律 169
8.3 质心运动定理与质心守恒 172
8.3.1 质心运动定理 172
8.3.2 质心守恒 173
8.4 变质量质点动力学 178
8.4.1 变质量质点的动力学基本方程 178
8.4.2 火箭的运动 181
习题 182
第9章 动量矩定理及应用 186
9.1 动量矩 186
9.1.1 质点系对固定点的动量矩 186
9.1.2 对固定点的动量矩与对质心的动量矩的关系 186
9.1.3 刚体对固定点(轴)动量矩的计算 187
9.2 转动惯量与惯量张量 190
9.2.1 转动惯量 190
9.2.2 惯量张量 194
9.2.3 惯量张量的平行轴定理 196
9.3 相对定点的动量矩定理 197
9.3.1 质点的动量矩定理 197
9.3.2 质点系的动量矩定理 198
9.4 相对动点的动量矩定理 202
9.4.1 相对任意动点的动量矩定理 202
9.4.2 相对质心的动量矩定理 203
9.5 刚体平面运动微分方程 204
习题 207
第10章 动能定理及应用 212
10.1 力的功 212
10.1.1 内力系的功 213
10.1.2 外力系对刚体的功 214
10.1.3 约束力的功 215
10.2 质点系的动能 217
10.3 动能定理 220
10.3.1 质点的动能定理 220
10.3.2 质点系的动能定理 220
10.4 机械能与机械能守恒定律 225
10.4.1 势能的概念 225
10.4.2 有势力的判断 225
10.4.3 常见有势力场中的势能 227
10.4.4 机械能守恒定律 228
10.5 非惯性系动力学普遍定理简介 229
10.6 动力学普遍定理的综合运用 230
习题 233
参考文献 238