当当正版 理论力学 冯维明 9787111586630 机械工业出版社
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作者冯维明
出版社机械工业出版社
ISBN9787111586630
出版时间2018-06
装帧平装
开本16开
定价43元
货号25299725
上书时间2024-10-19
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前言
为适应新世纪科学技术的发展和教学改革的需要, 编者在近几年取得的教学改革成果的基础上, 结合各位同仁多年教学的实践经验, 参照的《理论力学课程教学基本要求》, 编写了本教材。编者一方面考虑到学生的入学水平逐年提高及前期课程扎实的理论基础; 另一方面兼顾在我国高等教育的发展与改革中, 学校的数量与类型增多, 对课程提出了不同层次的要求; 同时结合理论力学课程的学时不断压缩的实际情况, 本着“提高起点, 降低重心” 的原则, 对原有经典内容进行了改革, 在课程内容的取舍和构造方式上, 具有针对性、应用性和综合性。编者积极引入面向21 世纪的新内容, 并在一定程度上消除了大学物理中力学部分与理论力学之间的重叠内容。在不降低基本要求的前提下, 对课程体系进行了较大幅度的改革与创新, 把教材由传统的三篇改为运动学、动力学两篇, 静力学内容放在动力学相应的章节中讲授。此前, 按这种体系改革的教材编者已使用多届, 取得了良好的教学效果, 明显节省了学时, 提高了教学效率, 得到了各高校众多师生的认同。
本教材第1 篇为运动学部分。该篇分为四章, 其主要内容为: 点的运动学、刚体的简单运动、点的合成运动及刚体的平面运动。本教材以矢量数学作为工具, 使理论力学基本概念的数学描述更为简洁, 点的速度、加速度在直角坐标轴上的投影已在物理学中涉及, 可作复习性讲授, 重点讲授自然轴系的生成、点的加速度在自然轴上的投影; 以矢量表示角速度、角加速度, 以矢量积表示定轴转动刚体上任一点的速度、加速度; 用矢量直接推导动系为转动时点的加速度合成定理, 与从传统教材静力学导入相比, 显然提高了起点。让学生一开始就涉及高等数学中的微积分知识, 容易引起他们的兴趣和学习的主动性, 为学好后续内容奠定了基础。考虑到矢量运算的重要性, 编者在附录中新增“矢量分析” 一节, 叙述了矢量的概念和基本运算, 可供对矢量分析知识薄弱的读者选学。其次, 运动学研究物体运动的几何性质, 而不考虑物体运动的原因, 因此将静力学问题放到其后的动力学中讲授, 对运动学的讲授没有任何影响。
第2 篇为动力学部分。该篇分为九章, 其主要内容为: 刚体动力学的基本概念、力系的简化与平衡、质点动力学、动量定理、动量矩定理、动能定理、达朗贝尔原理、虚位移原理及动力学普遍方程和机械振动基础。
静力学问题原本就是动力学问题的一个特例, 它的分析方法(如力的投影、合成、分解及平衡) 也是动力学分析的基础, 将原静力学问题回归到动力学中, 并作为其基础叙述, 使此部分知识更容易融会贯通、易教易学。静力学内容在动力学中是这样处理的: 力、力偶的概念和性质、力的投影与分解、约束和约束力、受力分析等, 作为动力Ⅲ学基本概念放在第5 章中讲授。力系的简化与平衡在第6 章讲授, 为强化基本概念, 让学生对问题有一个全局的认识, 编者采取了从特殊到一般再到特殊的方法引入基本概念。首先介绍了空间汇交力系和力偶系的简化与平衡这一特殊问题, 而后引入的空间任意力系的简化结果即为前两个问题的简化, 其平衡方程也为前两个问题平衡方程的综合。对特殊情形下的力系, 如平面任意力系、平行力系等, 可根据其限制条件方便地得出相应的平衡方程。本章还讨论了系统的平衡、摩擦平衡及重心问题。
第7 章至第10 章分别对质点动力学、动量定理、动量矩定理和动能定理进行了讨论。上述内容应作为中低学时所应涉及的主要内容。
第11 章至第13 章介绍了达朗贝尔原理、虚位移原理及动力学普遍方程和机械振动基础, 对此类较深的、提高性的内容, 则抓住实质和特点做精炼的陈述。教师可根据授课学时掌握讲授内容。
本教材在每一章结尾增加了小结, 小结内容分为本章基本要求、本章重点、本章难点和学习建议四个部分, 目的是为了读者在学习本章的过程中, 能对该章的主要内容有一个系统的认识和梳理, 为按教学大纲的要求迅速掌握该章知识要点提供了方便。每章后都附有难易不等的大量习题, 读者可根据自身情况选做。
本教材力求做到重点突出, 条理清晰, 结构紧凑, 叙述严谨。此前, 本教材作为自编教材曾在山东大学和国内部分高校使用多年, 取得了满意的效果。今编者对部分内容进行了调整, 使之更趋于合理, 对教材中的符号均按国家标准处理。
参加本教材编写工作的有: 刘广荣(第1 章至第4 章)、冯维明(第5 章至第7 章、第12 章、第13 章和附录A 至附录C)、李文娟(第8 章至第11 章、附录D)。书中插图全部由冯维明绘制。总体框架、前言和全书的统稿由冯维明负责。
山东大学工程力学系部分教师对本书的构思、编辑提出了宝贵的意见, 本教材作为省级和校级教学改革项目的一部分得到了相关部门的支持与资助, 编者在此谨表深深的谢意。
由于编者水平有限, 欠妥之处在所难免, 恳请同行及读者指正。
编 者2018 年于山东大学Ⅳ
导语摘要
本教材是为适应新世纪科学技术的发展和教学改革的需要，按照国家*颁布的理论力学课程教学的基本要求，吸收国内外教材的优点，结合近几年的教学实践和教学改革成果而编写的。为适应目前教学课时数大幅减少的现状，编者在不降低基本要求的前提下，对课程体系进行了较大幅度的改革与创新，把教材由传统的三篇改为运动学、动力学两篇，静力学内容作为动力学的基础和特例，放在动力学相应的章节中讲授，从而提高了起点、节省了授课学时，提高了教学效率。运动学部分共分四章，主要内容为点的运动的描述、刚体的基本运动、点的复合运动及刚体的平面运动。动力学部分为九章，主要内容为动力学的基本概念、力系的简化与平衡、质点动力学、动量定理、动量矩定理和动能定理、达朗贝尔原理和虚位移原理、机械振动基础。本教材在内容上力求达到重点突出、条理清晰、结构紧凑、叙述严谨，对较深的、提高性的内容，则抓住实质和特点作精炼的陈述。本教材还精选了例题和习题，注重启发式教学，给学生留有充足的思维空间。本教材可作为工科高等院校各专业及高职、高专各专业的理论力学中学时教科书，也可供职业大学和成人教育学院师生及有关工程技术人员参考。
作者简介
冯维明，山东大学教授／博士。博士生导师。先后获得原山东工业大学一般力学理学学士学位、固体力学工学硕士学位和山东大学工程力学工学博士学位。现任中国自动化学会空间与运动体控制专业委员会委员，华东基础力学与应用协会副理事长，《力学与实践》编委。
主要从事动力学与控制、航天器轨道机动很优控制、非线性振动等方面的研究，曾主持和参与相关的国家自然科学基金和国家高科技863资助项目10余项。长期从事一线教学，同时主讲材料力学、理论力学、工程力学、实验力学、复合材料力学、高等动力学和轨道动力学等课程，曾主持和参与省、部级教学研究项目4项。主编出版教材6部。
曾获宝钢很好教师奖、全国徐芝纶力学很好教师奖；曾获山东大学爱岗敬业十大模范人物称号、山东大学首届“学生很喜爱的老师”称号，三次获山东大学很好教师称号。主编教材《工程力学》获山东省高校很好教材一等奖。主编教材《理论力学》获山东省高校很好教材二等奖。
目录
前言
主要符号表
绪论 1
第1 篇 运 动 学
引言 2
第1 章 点的运动学 3
1. 1 矢量法 3
1. 2 直角坐标法 4
1. 3 自然法 8
本章小结 14
习题 14
第2 章 刚体的简单运动 17
2. 1 刚体的平行移动 17
2. 2 刚体绕定轴的转动 18
2. 3 转动刚体内各点的速度和加速度 19
2. 4 轮系的传动比 21
2. 5 以矢量表示角速度和角加速度
以矢量积表示点的速度和加速度 23
本章小结 25
习题 26
第3 章 点的合成运动 29
3. 1 运动·相对运动·牵连运动 29
3. 2 点的速度合成定理 30
3. 3 牵连运动为平移时点的加速度合成
定理 33
3. 4 牵连运动为转动时点的加速度合成
定理 36
本章小结 41
习题 42
第4 章 刚体的平面运动 48
4. 1 刚体的平面运动概述和运动分解 48
4. 2 求平面图形内各点速度的基点法 50
4. 3 求平面图形内各点速度的瞬心法 53
4. 4 平面图形内各点的加速度·运动学
综合问题 56
. 4. 5 刚体绕平行轴转动的合成 62
本章小结 66
习题 67
第2 篇 动 力 学
引言 74
第5 章 刚体动力学的基本概念 75
5. 1 力的概念与基本规律 75
5. 2 力矩与力偶 77
5. 3 约束与约束力 82
5. 4 物体的受力分析和受力图 86
本章小结 88
习题 89
第6 章 力系的简化与平衡 94
6. 1 汇交力系的简化与平衡 94
6. 2 力偶系的简化与平衡 97
6. 3 空间任意力系的简化 99
6. 4 空间任意力系的平衡 102
6. 5 平面任意力系的平衡 103
6. 6 刚体系统的平衡·静定与超静定
概念 105
6. 7 平行力系的简化·重心 111
6. 8 考虑摩擦时的平衡 116
Ⅶ
本章小结 121
习题 122
第7 章 质点动力学 133
7. 1 质点的运动微分方程 133
7. 2 质点动力学的两类基本问题 134
7. 3 质点相对运动动力学的基本
方程 140
本章小结 144
习题 145
第8 章 动量定理 149
8. 1 质点系的动量 149
8. 2 质点系的动量定理 150
8. 3 质心运动定理 153
本章小结 158
习题 159
第9 章 动量矩定理 163
9. 1 质点系的动量矩 163
9. 2 质点系的动量矩定理 167
9. 3 刚体绕定轴的转动微分方程 170
9. 4 刚体的平面运动微分方程 175
本章小结 178
习题 179
第10 章 动能定理 187
10. 1 动能 187
10. 2 力的功 189
10. 3 动能定理 193
10. 4 功率·功率方程·机械效率 196
10. 5 势力场·势能·机械能守恒定律 198
10. 6 普遍定理的综合应用举例 202
本章小结 205
习题 206
第11 章 达朗贝尔原理 213
11. 1 惯性力·质点的达朗贝尔原理 213
11. 2 质点系的达朗贝尔原理 214
11. 3 刚体惯性力系的简化 215
11. 4 绕定轴转动刚体的轴承动约束力 221
本章小结 226
习题 226
第12 章 虚位移原理及动力学普遍
方程 231
12. 1 约束·自由度和广义坐标 231
12. 2 虚位移·虚功和理想约束 233
12. 3 虚位移原理及应用 235
12. 4 动力学普遍方程 239
本章小结 240
习题 241
第13 章 机械振动基础 245
13. 1 单自由度系统的自由振动 245
13. 2 单自由度系统的有阻尼自由振动 250
13. 3 单自由度系统的强迫振动 254
13. 4 隔振 257
本章小结 260
习题 261
附录 266
附录A 矢量分析 266
附录B 力系分类及其平衡方程 269
附录C 简单形体重心表 270
附录D 均质物体的转动惯量 271
附录E 部分习题参考答案 273
参考文献 288
内容摘要
本教材是为适应新世纪科学技术的发展和教学改革的需要，按照国家*颁布的理论力学课程教学的基本要求，吸收国内外教材的优点，结合近几年的教学实践和教学改革成果而编写的。为适应目前教学课时数大幅减少的现状，编者在不降低基本要求的前提下，对课程体系进行了较大幅度的改革与创新，把教材由传统的三篇改为运动学、动力学两篇，静力学内容作为动力学的基础和特例，放在动力学相应的章节中讲授，从而提高了起点、节省了授课学时，提高了教学效率。运动学部分共分四章，主要内容为点的运动的描述、刚体的基本运动、点的复合运动及刚体的平面运动。动力学部分为九章，主要内容为动力学的基本概念、力系的简化与平衡、质点动力学、动量定理、动量矩定理和动能定理、达朗贝尔原理和虚位移原理、机械振动基础。本教材在内容上力求达到重点突出、条理清晰、结构紧凑、叙述严谨，对较深的、提高性的内容，则抓住实质和特点作精炼的陈述。本教材还精选了例题和习题，注重启发式教学，给学生留有充足的思维空间。本教材可作为工科高等院校各专业及高职、高专各专业的理论力学中学时教科书，也可供职业大学和成人教育学院师生及有关工程技术人员参考。
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