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第一篇 静 力学5

第1章 静力学的基本概念与物体的受力分析5

1.1 静力学的基本概念5

1.1.1 力与力系5

1.1.2 刚体、质点、质点系6

1.1.3 平衡6

1.2 静力学公理6

1.3 约束与约束反力9

1.3.1 约束与约束反力的概念9

1.3.2 工程中常见的约束及其反力10

1.4 物体的受力分析与受力图14

思考题17

习题19

第2章 平面基本力系21

2.1 平面汇交力系合成与平衡的几何法21

2.1.1 平面汇交力系合成的几何法21

2.1.2 平面汇交力系平衡的几何条件22

2.2 平面汇交力系合成与平衡的解析法23

2.2.1 力的投影及其求法23

2.2.2 合力投影定理23

2.2.3 平面汇交力系合成的解析法24

2.2.4 平面汇交力系的平衡方程24

2.3 平面力对点之矩27

2.3.1 力对点之矩27

2.3.2 合力矩定理28

2.3.3 力对点之矩的求法28

2.4 平面力偶理论29

2.4.1 力偶与力偶矩29

2.4.2 力偶的性质30

2.4.3 平面力偶系的合成与平衡条件31

思考题33

习题34

第3章 平面任意力系38

3.1 力的平移定理38

3.2 平面任意力系的简化39

3.2.1 平面任意力系向作用面内 任意一点的简化39

3.2.2 固定端约束40

3.2.3 平面任意力系的简化结果分析41

3.3 平面任意力系的平衡条件与平衡方程42

3.3.1 平面任意力系的平衡条件42

3.3.2 平面任意力系的平衡方程42

3.3.3 平面平行力系的平衡方程43

3.4 物体系统的平衡问题和静定与静不定问题47

3.4.1 物体系统的平衡问题47

3.4.2 静定与静不定问题47

3.5 简单平面桁架52

3.5.1 桁架及其简化模型52

3.5.2 计算桁架内力的节点法53

3.5.3 计算桁架内力的截面法55

3.6 摩擦及其平衡问题56

3.6.1 摩擦及其分类56

3.6.2 滑动摩擦力及其性质56

3.6.3 摩擦角的概念与自锁现象58

3.6.4 有摩擦时的平衡问题举例59

3.6.5 滚动摩阻62

思考题64

习题65

第4章 空间力系73

4.1 力在空间直角坐标轴上的分解与投影73

4.1.1 力在空间直角坐标轴上的分解73

4.1.2 力在空间直角坐标轴上的投影73

4.2 力对点之矩、力对轴之矩及空间力偶矩矢75

4.2.1 力对点之矩75

4.2.2 力对轴之矩75

4.2.3 空间力偶矩矢77

4.3 空间力系的简化78

4.3.1 空间汇交力系的简化78

4.3.2 空间力偶系的简化78

4.3.3 空间任意力系的简化78

4.3.4 空间任意力系简化结果的物理意义80

4.4 空间力系的平衡80

4.4.1 空间汇交力系的平衡方程81

4.4.2 空间平行力系的平衡方程81

4.4.3 平面任意力系的平衡方程82

4.5 平行力系的中心与物体的重心86

4.5.1 平行力系的中心86

4.5.2 物体重心的概念87

4.5.3 确定重心位置的方法88

思考题92

习题92

第二篇 运 动学99

第5章 运动学基础99

5.1 点的运动学99

5.1.1 矢量法99

5.1.2 直角坐标法100

5.1.3 自然法102

5.2 刚体的平行移动107

5.3 刚体的定轴转动108

5.3.1 定轴转动的运动方程、角速度与角加速度108

5.3.2 转动刚体内各点的速度和加速度109

5.3.3 轮系的传动比112

5.3.4 角速度与角加速度的矢量表示及速度与加速度的矢积表示113

思考题114

习题115

第6章 点的合成运动120

6.1 相对运动、牵连运动及绝对运动120

6.1.1 两种参考系120

6.1.2 三种运动120

6.1.3 坐标变换121

6.2 点的速度合成定理122

6.3 牵连运动为平动时点的加速度合成定理126

6.4 牵连运动为转动时点的加速度合成定理及科氏加速度128

思考题134

习题135

第7章 刚体的平面运动140

7.1 刚体平面运动概述与运动分解140

7.2 平面图形上各点的速度分析142

7.2.1 求平面图形内各点速度的基点法142

7.2.2 求平面图形内各点速度的瞬心法145

7.3 用基点法求平面图形内各点的加速度149

7.4 运动学知识的综合应用152

思考题157

习题158

第三篇 动力学165

第8章 质点动力学165

8.1 动力学基本定律165

8.2 质点运动微分方程166

8.2.1 直角坐标投影式166

8.2.2 自然坐标投影式166

思考题170

习题171

第9章 动量定理及其应用174

9.1 动量和冲量174

9.1.1 动量174

9.1.2 力的冲量175

9.2 动量定理176

9.2.1 质点动量定理176

9.2.2 质点系动量定理176

9.2.3 质点系动量守恒定律178

9.3 质心运动定理及质心运动守恒定律180

9.3.1 质心运动定理180

9.3.2 质心运动守恒定律181

思考题183

习题184

第10章 动量矩定理及其应用188

10.1 动量矩的计算188

10.1.1 质点的动量矩188

10.1.2 质点系的动量矩188

10.1.3 刚体的动量矩189

10.2 动量矩定理190

10.2.1 质点的动量矩定理190

10.2.2 质点系的动量矩定理190

10.2.3 动量矩守恒定律193

10.3 刚体对轴的转动惯量194

10.3.1 刚体对轴的转动惯量的定义194

10.3.2 常见刚体对轴的转动惯量194

10.3.3 回转半径（或惯性半径）197

10.3.4 平行轴定理197

10.4 刚体定轴转动微分方程198

10.5 质点系相对于质心的动量矩定理及刚体平面运动微分方程200

10.5.1 质点系相对于质心的动量矩定理200

10.5.2 刚体平面运动微分方程201

思考题205

习题206

第11章 动能定理及其应用210

11.1 功与功率210

11.1.1 常力在直线路程上的功210

11.1.2 变力在曲线路程中的功210

11.1.3 合力的功211

11.1.4 常见力的功211

11.1.5 约束力的功与理想约束213

11.1.6 功率214

11.2 动能的计算215

11.2.1 质点的动能215

11.2.2 质点系的动能215

11.2.3 刚体的动能216

11.3 动能定理217

11.3.1 质点的动能定理217

11.3.2 质点系的动能定理218

11.3.3 功率方程219

11.4 势能及机械能守恒定律223

11.4.1 势力场与势能223

11.4.2 几种常见的势能224

11.4.3 机械能守恒定律225

11.5 动力学普遍定理的综合应用225

思考题230

习题231

第12章 达朗贝尔原理（动静法）及其应用235

12.1 达朗贝尔原理235

12.1.1 达朗贝尔惯性力与质点的达朗贝尔原理235

12.1.2 质点系的达朗贝尔原理236

12.2 惯性力系的简化238

12.2.1 惯性力系的主矢238

12.2.2 惯性力系的主矩238

12.3 刚体绕定轴转动时轴承的动约束力243

12.3.1 静约束力与动约束力244

12.3.2 静平衡与动平衡244

思考题246

习题247

第13章 虚位移原理（静动法）及其应用251

13.1 约束、自由度与广义坐标251

13.1.1 约束及其分类251

13.1.2 自由度与广义坐标252

13.2 虚位移与理想约束253

13.2.1 虚位移253

13.2.2 确定虚位移间关系的方法253

13.2.3 虚功与理想约束255

13.3 虚位移原理256

思考题261

习题262

第14章 机械振动基础265

14.1 单自由度系统的自由振动265

14.1.1 无阻尼自由振动微分方程265

14.1.2 无阻尼自由振动的特点266

14.1.3 弹簧的串联与并联267

14.1.4 其它类型的单自由度振动系统269

14.1.5 计算固有频率的能量法270

14.2 单自由度系统的有阻尼自由振动271

14.2.1 阻尼的概念271

14.2.2 振动微分方程272

14.2.3 阻尼对自由振动的影响272

14.3 单自由度系统的受迫振动276

14.3.1 无阻尼受迫振动276

14.3.2 有阻尼受迫振动279

14.4 隔振283

14.4.1 主动隔振283

14.4.2 被动隔振284

14.5 两个自由度系统的自由振动286

14.5.1 作用力方程及其解287

14.5.2 位移方程及其解290

14.6 两个自由度系统的受迫振动及动力减振器292

14.6.1 两个自由度受迫振动微分方程及其解292

14.6.2 动力减振器及其应用293

思考题295

习题296

习题答案300

参考文献310