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理論力學簡明教程及案例解析 版權信息
- ISBN：9787566728692
- 條形碼：9787566728692 ; 978-7-5667-2869-2
- 裝幀：一般輕型紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
理論力學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的讀者對知識掌握的需要，力爭做到例題精煉，解題步驟規范，語言通俗易懂，視頻動畫形象直觀，可讀性很強。本書可供工科專業本科生和相關專業教研人員學習參考。
理論力學簡明教程及案例解析 內容簡介
本書包括靜力學、運動學和動力學三部分分共十六章內容，涵蓋了一般工科專業學生發展所需的理論力學的大部分內容，深入淺出，通俗易懂。在介紹理論力學基本理論的同時，還附加一章案例解析，使讀者能夠學以致用，理論聯系實際，啟發工程思維和問題意識。
理論力學簡明教程及案例解析 目錄
緒論 ................ 001
**篇 靜力學
**章 靜力學的基本概念與公理 ................ 004
學習指南 .........................004
**節 靜力學的基本概念 .................005
第二節 靜力學公理 .................... 007
第三節 約束和約束反力 .................. 011
第四節 受力分析和受力圖 .................015
本章小結 .........................019
第二章 平面匯交力系 ................ 020
學習指南 .........................020
**節 平面匯交力系的合成與平衡——幾何法 ............... 021
第二節 力在坐標軸上的投影·合力投影定理 ...............024
第三節 平面匯交力系的合成與平衡 ....................027
本章小結 .........................033
第三章 力矩和平面力偶理論 ................ 034
學習指南 .........................034
**節 力對點之矩的概念與計算 .............. 035
第二節 力偶及其性質 ...................039
第三節 平面力偶系的合成與平衡 .............. 042
本章小結 .........................046
第四章 平面任意力系 .. 047
學習指南 .........................047
**節 力線平移定理 ...................048
第二節 平面任意力系向已知點的簡化·主矢與主矩 ............. 050
第三節 簡化結果的分析·合力矩定理 ............ 052
第四節 平面任意力系的平衡條件與平衡方程 .........054
第五節 平面平行力系的平衡方程 .............. 058
第六節 物體系統的平衡·靜定與靜不定問題的概念 ............. 061
本章小結 .........................065
第五章 摩擦 ................ 067
學習指南 .........................067
**節 滑動摩擦 .....................067
第二節 摩擦角和自鎖現象 .................071
第三節 具有滑動摩擦的平衡問題 .............. 074
第四節 滾動摩擦 .....................080
本章小結 .........................083
第六章 空間力系 ................ 085
學習指南 .........................085
**節 空間匯交力系 ...................086
第二節 空間力偶理論 ...................091
第三節 力對點之矩與力對軸之矩 .............. 093
第四節 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 空間任意力系的平衡條件與平衡方程 .........103
第六節 重心·平行力系中心 ................ 107
本章小結 .........................110
第二篇 運動學
第七章 點的運動 ................ 114
學習指南 .........................114
**節 點的運動描述的矢量法 ...............114
第二節 點的運動描述的直角坐標法 .............116
第三節 點的運動描述的自然法 ...............122
本章小結 .........................131
第八章 剛體的基本運動 .. 133
學習指南 .........................133
**節 剛體的平行移動 .................. 134
第二節 剛體的定軸轉動 .................. 136
第三節 轉動剛體內各點的速度和加速度 ...........138
第四節 角速度和角加速度的矢量表示·以矢積表示轉動剛體內點的速度和加速度 .......142
本章小結 .........................145
第九章 點的合成運動 .. 147
學習指南 .........................147
**節 點的合成運動的概念 ................ 148
第二節 絕對運動、相對運動和牽連運動的速度與加速度 .... 149
第三節 點的速度合成定理 .................151
第四節 牽連運動為平動時點的加速度合成定理 ............... 157
第五節 牽連運動為轉動時點的加速度合成定理 ........ 163
本章小結 .........................176
第十章 剛體的平面運動 .. 178
學習指南 .........................178
**節 剛體平面運動的概述 ................ 179
第二節 平面運動分解為平動與轉動 .............180
第三節 平面圖形內各點的速度—基點法 ...........183
第四節 平面圖形內各點的速度——速度瞬心法 ........ 188
第五節 平面圖形內各點的加速度 .............. 195
本章小結 .........................199
第三篇 動力學
第十一章 動量定理 ................ 202
學習指南 .........................202
**節 動力學普遍定理概述 ................ 202
第二節 質點的動量定理 .................. 203
第三節 質點系的動量定理 .................206
第四節 質心運動定理 ...................211
本章小結 .........................217
第十二章 動量矩定理 .. 218
學習指南 .........................218
**節 質點的動量矩定理 .................219
第二節 質點系的動量矩定理 ................ 222
第三節 剛體的定軸轉動微分方程 .............. 226
第四節 轉動慣量 .....................230
第五節 質點系相對質心的動量矩定理 ............ 234
第六節 剛體的平面運動微分方程 .............. 236
本章小結 .........................240
第十三章 動能定理 ................ 242
學習指南 .........................242
**節 力的功 ...................... 242
第二節 質點的動能定理 .................. 247
第三節 質點系的動能定理 .................251
本章小結 .........................262
第十四章 達朗伯原理 ................ 264
學習指南 .........................264
**節 質點的慣性力 ...................265
第二節 達朗伯原理 .................... 265
第三節 剛體慣性力系的簡化 ................ 271
本章小結 .........................279
第十五章 剛體定點運動與陀螺近似理論 ................ 280
學習指南 .........................280
**節 剛體定點運動的概念·歐拉角 ................... 281
第二節 歐拉運動學方程 .................. 283
第三節 歐拉動力學方程 .................. 287
第四節 賴柴定理·進動規律 ....................... 293
第五節 陀螺力矩與陀螺效應 ................ 297
本章小結 .........................300
第十六章 案例解析 ......... 302
**節 某型飛機座艙三維激光掃描與逆向建模 ............... 302
第二節 跳傘著陸動作可視化實施診斷與考核系統 ..............312
第三節 固定滾輪訓練人體關節力矩計算逆動力學 ..............318
本章小結 .........................322
參考文獻......... 323
展開全部
理論力學簡明教程及案例解析 節選
緒論 一、理論力學的研究對象和內容 理論力學是研究物體機械運動一般規律的一門學科。 所謂機械運動，是指物體在空間的位置隨時間而發生的變化。機械運動是*常見、*普遍的一種運動。物體的平衡是物體機械運動的特殊情況。宇宙間一切物質都在不停地運動。在客觀世界中，存在著各種各樣的物質運動。在多種多樣的運動形式中，機械運動是*簡單的一種。物質的各種運動形式在一定的條件下可能相互轉化，任何比較復雜的物質運動形式總是與機械運動存在著或多或少的聯系。 物體的機械運動都遵循某些一般規律，這些一般規律就是理論力學研究的對象。 理論力學屬于以牛頓定律為基礎的經典力學的范疇。近代物理學的發展說明了經典力學的局限性，經典力學僅適用于低速、宏觀物體的運動。當物體的速度接近于光速時，其運動應當用相對論力學來研究；當物體的大小接近于微觀粒子時，其運動應當用量子力學來研究；而對于速度遠低于光速的宏觀物體的運動，經典力學推得的結果具有足夠的精確度。因此，一般工程中所遇到的大量力學問題，經典力學仍然是研究機械運動的既準確又方便的工具。 本書的內容包括以下三個部分： 靜力學——研究物體在力系作用下的平衡規律，同時也研究力系的等效與簡化的方法等。 運動學——研究物體機械運動的幾何性質，而不涉及引起物體運動的原因。 動力學——研究物體機械運動與所受力之間的關系。 二、理論力學的研究方法 研究科學的過程，就是認識客觀世界的過程。力學發展的歷史表明，理論力學與任何一門科學一樣，它的方法也遵循認識過程的客觀規律。概括地說，理論力學的研究方法是從觀察、實踐和科學實驗出發，經過分析、綜合和歸納，總結出力學的*基本的概念和規律；在對事物觀察和實驗的基礎上，經過抽象化建立起力學模型；并在建立力學模型的基礎上，從基本規律出發，利用數學工具推理演繹，得出正確的具有物理意義和實用意義的結論和定理，從而將通過實踐得來的大量感性認識上升為理性認識，構成力學理論；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理論的完善和發展奠定基礎。 三、學習理論力學的目的 理論力學是現代工程技術的基礎理論，在工程實際中得到了廣泛的應用。各種機械、設備和結構的設計，機器的自動調節，機器和結構振動的研究，航空、航天技術等，都要以理論力學理論為基礎。為了正確理解和利用航空及工程中出現的各種力學現象，也需要理論力學的知識。理論力學是一門理論性較強的技術基礎課。通過本課程的學習，我們要掌握物體機械運動的基本規律，為解決航空及工程實際問題打下一定的基礎，并為學習飛行力學、空氣動力學、流體力學、材料力學、機械原理等后繼課程做好相應的知識儲備。另外，充分的理解力學的研究方法，有助于學習其他基礎理論，也有助于建立辯證唯物主義世界觀，培養正確的分析問題和解決問題的能力。 **篇 靜力學 靜力學是研究物體在力系作用下的平衡條件的科學。在靜力學中，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，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，受到升力、牽引力、重力、空氣阻力等作用，這群力錯綜復雜地分布在飛機的各個部分，每個力都影響飛機的運動。要想確定飛機的運動規律，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雜的力，然后再進行運動分析。所以研究力系的簡化是為了導出力系的平衡條件，同時也是為動力學研究提供基礎。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計構件、結構和機械零件時進行靜力計算的基礎。由此可見，靜力學在工程實際中有著廣泛的應用。 **章 靜力學的基本概念與公理 學習指南 1. 學習目標 （1）知識目標。能闡述理論力學在人才培養中的地位作用；說出理論力學的主要內容、研究對象和研究方法；解釋靜力學基本概念；闡述靜力學公理及推論，并區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；根據約束類型的特點和性質畫出相應的約束力；對單個剛體和剛體系統進行受力分析，并熟練畫出受力圖。 （2）能力目標。建模能力、邏輯分析能力。將工程實際抽象為靜力學模型，對靜力學模型進行受力分析；知識遷移能力，力學語言表達能力。 （3）素質目標。學習理論力學的興趣和熱情。發散思維，探索精神；科學、嚴謹、細致、求真。 2. 學習重點 （1）理論力學在人才培養中的地位作用。 （2）靜力學公理和推論。 （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進行受力分析并畫出受力圖。 3. 學習難點 （1）靜力學公理和推論。 （2）分辨二力桿。 （3）應用三力平衡匯交定理對剛體進行受力分析。 （4）剛體系統的受力分析。 本章將介紹作為靜力學理論基礎的幾個公理，并闡述在研究靜力學時遇 到的幾個基本概念，*后介紹物體的受力分析和受力圖。 **節 靜力學的基本概念 在靜力學中，經常用到平衡、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。如建在地面上的樓房、橋梁，做勻速直線飛行的飛機等，都是處于平衡狀態。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狀態，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不變形的物體。這一特征表現為剛體內任意兩點之間的距離始終不變。它是一個理想化的力學模型。實際物體在力的作用下，都會產生程度不同的變形。但是，這些微小的變形，不影響所研究問題的實質，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的抽象。當然，同一物體，在理論 力學問題里被看作剛體，而在材料力學問題中，當需要了解作用力和變形之間的關系時，就要被看成是變形體。 在理論力學的靜力學中，所研究的物體只限于剛體，故又稱剛體靜力學，它是研究變形體力學的基礎。 三、力的概念 力是物體間相互的機械作用，這種作用使物體的機械運動狀態發生變化。在理論力學中，并不探究力的物理來源，而僅研究力的表現，即力對于物體作用的效應。物體受到力的作用后，一方面改變了運動狀態，同時也改變了物體的形狀，即產生了變形。前者稱為力的外效應，后者稱為力的內效應。在理論力學中主要研究力的外效應。 實踐表明，力對物體的作用效果決定于三個要素：力的大小；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。
理論力學簡明教程及案例解析 作者簡介
郭文晶，空軍航空大學航空基礎學院基礎部力學教研室副教授，固體力學博士后。從事力學領域教學及科研工作十余年，主持完成空軍級課題3項，參與完成國家自然科學基金項目2項，國家社會科學基金項目1項，發表論文十余篇，公開出版專著1部，獲批實用新型專利3項，軟件著作權1項。獲得空軍裝備理論優秀成果三等獎1項，吉林省自然科學學術成果三等獎1項。2013 年榮獲第二批“吉林省高校科研春苗人才”稱號。
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