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绪论 1

第1篇 静力学 5

第1章 静力学的基本概念和物体的受力分析 5

1.1 静力学的基本概念 5

1.1.1 刚体的概念 5

1.1.2 力的概念 5

1.2 静力学公理 6

1.3 约束和约束反力 8

1.3.1 柔软绳索（包括皮带和链条） 8

1.3.2 光滑接触面 9

1.3.3 活动铰支座 9

1.3.4 固定铰支座 9

1.3.5 铰链连接 10

1.3.6 二力构件 10

1.4 物体的受力分析和受力图 11

习题 14

第2章 力的投影·力矩和力偶 16

2.1 力在轴上的投影·合力投影定理 16

2.1.1 力在平面上的投影 16

2.1.2 力在轴上的投影 16

2.1.3 合力投影定理 17

2.2 力在直角坐标轴上的投影和力沿直角坐标轴的分解 17

2.2.1 力的平面直角坐标轴上的投影和力沿平面直角坐标轴的分解 17

2.2.2 力在空间直角坐标轴上的投影和力沿空间直角坐标轴的分解 18

2.3 力矩·合力矩定理 20

2.3.1 力对点的矩 20

2.3.2 合力矩定理 21

2.3.3 力对点的矩的矢量表示法 22

2.3.4 力对轴的矩 23

2.3.5 力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系 24

2.4 力偶理论 25

2.4.1 两个平行力的合成 25

2.4.2 平面力偶理论 27

2.4.3 空间力偶理论 30

习题 32

第3章 力系的简化理论 36

3.1 力的平移定理 36

3.2 平面力系的简化 37

3.2.1 平面汇交力系的合成 37

3.2.2 平面任意力系向作用面内一点简化 39

3.2.3 平面任意力系的简化结果 42

3.3 空间力系的简化 45

3.3.1 空间汇交力系的合成 45

3.3.2 空间任意力系向一点的简化 46

3.3.3 空间任意力系的简化结果 48

3.4 平行力系中心和重心 50

3.4.1 平行力系中心 50

3.4.2 物体的重心 51

习题 56

第4章 力系的平衡条件及平衡方程 59

4.1 力系的平衡条件及平衡方程 59

4.1.1 空间力系的平衡条件及平衡方程 59

4.1.2 平面力系的平衡条件及平衡方程 61

4.2 平面力系平衡问题举例 64

4.3 静定与静不定问题·物体系的平衡 69

4.3.1 静定与静不定问题 69

4.3.2 平面物体系统的平衡 70

4.4 平面静定桁架的内力计算 74

4.4.1 节点法 75

4.4.2 截面法 76

4.5 空间力系平衡问题举例 78

习题 81

第5章 摩擦 94

5.1 摩擦的分类、滑动摩擦的机理分析 94

5.1.1 摩擦的分类 94

5.1.2 滑动摩擦的产生原因 94

5.2 滑动摩擦 95

5.2.1 静摩擦力 95

5.2.2 最大静摩擦力 96

5.2.3 动摩擦力 96

5.3 摩擦角与自锁现象 97

5.3.1 摩擦角 97

5.3.2 自锁现象 97

5.3.3 摩擦角应用举例 98

5.4 考虑摩擦的平衡问题 99

5.5 滚动摩阻的概念 103

习题 105

第2篇 运动学 114

第6章 点的运动 114

6.1 点的直线运动 114

6.1.1 运动方程 114

6.1.2 速度方程 114

6.1.3 加速度方程 115

6.1.4 例题 116

6.2 点运动的矢量法 118

6.2.1 运动方程 118

6.2.2 速度方程 118

6.2.3 加速度方程 118

6.3 点运动的直角坐标法 119

6.3.1 运动方程 119

6.3.2 速度方程 120

6.3.3 加速度方程 120

6.3.4 例题 121

6.4 点运动的自然法 124

6.4.1 运动方程 124

6.4.2 曲线的曲率和自然轴系 124

6.4.3 速度 126

6.4.4 加速度 126

6.4.5 例题 129

习题 132

第7章 刚体的基本（简单）运动 135

7.1 刚体的平行移动 135

7.1.1 平行移动的概念 135

7.1.2 平行移动的特点 135

7.2 刚体的定轴转动 136

7.2.1 定轴转动的基本概念与抽象简化 136

7.2.2 刚体转动的运动方程 137

7.2.3 角速度 137

7.2.4 角加速度 138

7.3 转动刚体内各点的速度和加速度 138

7.3.1 转动刚体内各点的速度 138

7.3.2 转动刚体内各点的加速度 139

7.3.3 例题 140

7.4 定轴轮系的传动比 142

7.4.1 带（链）齿轮的同向传动 142

7.4.2 带（链）齿轮的反向传动 143

7.4.3 例题 144

7.5 以矢量表示角速度和角加速度·以矢积表示点的速度和加速度 145

7.5.1 角速度的矢量表示法 145

7.5.2 角加速度的矢量表示法 145

7.5.3 用矢积表示刚体内任一点的速度 146

7.5.4 用矢积表示刚体内任一点的切向加速度与法向加速度 146

习题 147

第8章 点的合成运动 150

8.1 点的合成运动的概念 150

8.1.1 实例 150

8.1.2 绝对运动、相对运动和牵连运动 150

8.2 点的速度合成定理 152

8.2.1 定理 152

8.2.2 例题 153

8.3 牵连运动是平动时点的加速度合成定理 157

8.3.1 定理 157

8.3.2 例题 159

8.4 牵连运动是转动时点的加速度合成定理 161

8.4.1 从一个特例谈起 161

8.4.2 验证牵连运动是转动时点的加速度合成定理 161

8.4.3 例题 164

习题 168

第9章 刚体的平面运动 175

9.1 刚体平面运动 175

9.1.1 刚体平面运动的基本概念 175

9.1.2 刚体平面运动的抽象简化 175

9.1.3 平面形S分解为随基点的平动与绕基点的转动 176

9.2 求平面形上各点的速度 177

9.2.1 基点法 177

9.2.2 速度投影定理 178

9.2.3 求平面形内各点速度的瞬心法 180

9.3 用基点法求平面形内各点的加速度 186

习题 195

第3篇 动力学 202

第10章 动力学的基本定律与质点运动微分方程 202

10.1 动力学的基本定律 202

10.1.1 第一定律（惯性定律） 202

10.1.2 第二定律（力与加速度之间的关系定律） 202

10.1.3 第三定律（作用与反作用定律） 203

10.2 质点的运动微分方程 204

10.2.1 质点运动微分方程在直角坐标轴上的投影 204

10.2.2 质点运动微分方程在自然轴上的投影 205

10.3 质点动力学的两类基本问题 206

10.3.1 已知运动求力 206

10.3.2 已知力求运动 208

习题 215

第11章 动量定理 219

11.1 质点的动量定理 219

11.1.1 动量 219

11.1.2 冲量 220

11.1.3 质点的动量定理 221

11.1.4 例题 222

11.2 质点系的动量定理 223

11.2.1 质点系的动量 223

11.2.2 质点系的动量定理 224

11.2.3 质点系的动量守恒定律 225

11.2.4 例题 226

11.3 质心运动定理 229

11.3.1 质量中心 229

11.3.2 质心运动定理 230

11.3.3 质心运动守恒定律 231

11.3.4 例题 232

习题 235

第12章 动量矩定理 240

12.1 质点的动量矩定理 240

12.1.1 质点的动量矩 240

12.1.2 质点的动量矩定理 241

12.1.3 质点动量矩守恒定律 241

12.1.4 例题 243

12.2 质点系的动量矩定理 244

12.2.1 质点系的动量矩 244

12.2.2 质点系的动量矩定理 244

12.2.3 质点系的动量矩守恒定律 245

12.2.4 例题 246

12.3 刚体绕定轴转动微分方程 247

12.3.1 绕定轴转动的刚体对转轴的动量矩 247

12.3.2 刚体绕定轴转动微分方程 247

12.3.3 例题 248

12.4 刚体对轴的转动惯量 251

12.4.1 转动惯量的概念 251

12.4.2 转动惯量的计算方法 252

12.4.3 转动惯量的查表法 256

12.4.4 转动惯量的实验测定法 258

12.5 质点系相对于质心的动量矩定理 259

12.6 刚体的平面运动微分方程 261

习题 268

第13章 动能定理 273

13.1 功与功率 273

13.1.1 功 273

13.1.2 功率 280

13.2 质点与质点系的动能 282

13.2.1 质点的动能 282

13.2.2 质点系的动能 283

13.3 质点的动能定理 286

13.3.1 定理 286

13.3.2 例题 287

13.4 质点系的动能定理 288

13.4.1 定理 288

13.4.2 例题 289

13.5 势力场与势能的概念 292

13.5.1 势力场的概念 292

13.5.2 势能的概念 294

13.6 机械能守恒定律 295

13.6.1 定律 295

13.6.2 例题 296

13.7 动力学普遍定理的综合应用 297

13.7.1 动力学普遍定理小结 297

13.7.2 动力学普遍定理的综合应用 299

13.7.3 解综合题的例题 299

习题 304

第14章 达朗伯原理与动静法 312

14.1 惯性力·质点的达朗伯原理 312

14.1.1 惯性力·质点的达朗伯原理 312

14.1.2 例题 313

14.2 质点系的达朗伯原理 314

14.3 刚体惯性力系的简化 316

14.3.1 刚体作平动 317

14.3.2 刚体绕定轴转动 317

14.3.3 刚体作平面运动 319

14.4 动静法和应用 320

14.5 定轴转动刚体的动反力 326

14.5.1 刚体绕定轴转动时惯性力系的简化 326

14.5.2 刚体绕定轴转动时轴承的动反力 328

14.5.3 惯性主轴的确定 329

14.5.4 惯性积的平行轴定理 330

14.5.5 静平衡与动平衡的概念 333

习题 334

第15章 虚位移原理 341

15.1 约束与约束方程 342

15.1.1 几何约束与运动约束 342

15.1.2 定常（稳定）和非定常（不稳定）约束 343

15.1.3 固执约束与非固执约束 344

15.1.4 完整约束与非完整约束 345

15.2 质点系的广义坐标与自由度 345

15.2.1 广义坐标 345

15.2.2 自由度 346

15.3 虚位移与虚功 347

15.3.1 虚位移与实位移 347

15.3.2 如何求质点系各质点虚位移之间的关系 349

15.4 理想约束 352

15.4.1 理想约束的定义 352

15.4.2 常见的几种理想约束 352

15.5 虚位移原理 354

15.5.1 虚位移原理 354

15.5.2 虚位移原理的两点讨论 355

15.6 虚位移原理的应用 356

15.6.1 用虚位移原理导出几何静力学的平衡方程 356

15.6.2 用虚位移原理解单自由度机构的平衡问题 357

15.6.3 用虚位移原理求非理想约束系统的平衡问题 359

15.6.4 用虚位移原理求多自由度系统的平衡问题 360

15.6.5 用虚位移原理求静定结构的约束反力和内力 361

15.6.6 虚位移原理应用的小结 368

15.7 用广义坐标表示的虚位移原理 368

15.7.1 用广义坐标表示的虚位移原理 368

15.7.2 广义力Qk的求法 370

15.7.3 例题 371

习题 374

第16章 分析动力学基础 382

16.1 动力学普遍方程 382

16.1.1 动力学普遍方程 382

16.1.2 例题 383

16.2 第二类拉格朗日方程 387

16.2.1 用矢量法推导第二类拉格朗日方程 387

16.2.2 例题 390

16.3 哈米顿原理——积分形式的变分原理 394

16.3.1 关于变分原理和有关变分运算的一些最基本的法则 394

16.3.2 哈米顿原理——积分形式的变分原理 396

16.3.3 非保守系统哈米顿原理 397

16.3.4 部分有势力的非保守系统的哈米顿原理 398

16.3.5 例题 398

16.4 哈米顿正则方程 402

16.4.1 哈米顿正则方程（简称：正则方程） 402

16.4.2 用正则方程解题 404

16.5 力学理论的简单评述 407

习题 408

第17章 单自由度系统的振动 414

17.1 概述 414

17.1.1 什么是振动 414

17.1.2 为什么研究振动 414

17.1.3 为什么会产生振动 415

17.1.4 振动系统的简化 416

17.1.5 计算单自由度系统振动问题所采用的方法 417

17.2 单自由度系统的自由振动 418

17.2.1 自由振动微分方程 418

17.2.2 自由振动的特性 419

17.2.3 其他类型的单自由度振动系统 420

17.2.4 常见弹性元件的刚性系数和常用构件固有频率的计算公式 422

17.2.5 例题 424

17.3 用能量法计算单自由度系统的固有频率 426

17.3.1 能量法 426

17.3.2 例题 427

17.4 单自由度系统有阻尼的自由振动 429

17.4.1 阻尼 429

17.4.2 振动微分方程 429

17.4.3 例题 433

17.5 单自由度系统的无阻尼强迫振动 434

17.5.1 干扰力 434

17.5.2 简谐干扰力作用时的强迫振动种方程 434

17.5.3 强迫振动的讨论 435

17.5.4 例题 437

17.6 单自由度系统的有阻尼强迫振动 439

17.6.1 有阻尼强迫振动方程 439

17.6.2 阻尼对强迫振动的影响 440

17.6.3 例题 442

17.7 隔振的概念 443

17.7.1 积极隔振（主动隔振） 443

17.7.2 消极隔振（被动隔振） 444

17.7.3 例题 445

习题 446

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