本書是根據(jù)教育部“力學基礎(chǔ)課程教學基本要求”編寫的，由淺入深按照由質(zhì)點到質(zhì)點系、由矢量到代數(shù)量循序漸進的次序，分三篇進行介紹。篇靜力學介紹了靜力學公理與物體的受力分析、平面力系及其應用、空間力系、摩擦；第二篇運動學介紹了運動學基礎(chǔ)、點的合成運動和剛體的平面運動；第三篇動力學介紹了質(zhì)點動力學基本方程、動量定理、動量矩定理以及動能定理。章后附有習題及思考題便于讀者練習及評估學習效果。本書可作為高等學校機械、化工、石油、土木、交通、水利、采礦、冶金等各工科專業(yè)少學時教材或教學參考書，也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
《理論力學》注意汲取同類教材的精華，試圖用現(xiàn)代和實用的觀點闡述理論力學的核心內(nèi)容和方法，既保持了本課程的基本要求，又注意與先修的高等數(shù)學、大學物理的銜接及向材料力學等后續(xù)課的過渡。在優(yōu)化教學內(nèi)容的同時，加強學生能力的培養(yǎng)。突出了少學時以及石化行業(yè)理論力學的特色，穿插大量案例，理論與實踐結(jié)合。
張巨偉，遼寧石油化工大學，教授 力學系主任，1993.06-今遼寧石油化工大學機械工程學院教授。主講本科生理論力學、材料力學、工程力學等力學類課程。多次榮獲遼寧石油化工大學教學獎，《工程力學》重點課程建設(shè)曾榮獲遼寧石油化工大學教學成果二等獎。
緒論 1
第一篇靜力學
第一章靜力學公理與物體的受力分析 4
第一節(jié)靜力學公理4
第二節(jié)約束與約束反力6
第三節(jié)物體的受力分析與受力圖9
小結(jié)12
思考題12
習題13
第二章平面力系及其應用 17
第一節(jié)平面匯交力系合成及平衡17
第二節(jié)力矩及其計算22
第三節(jié)力偶系合成及平衡24
第四節(jié)平面任意力系的簡化27
第五節(jié)平面任意力系平衡方程31
第六節(jié)物體系統(tǒng)平衡、超靜定問題簡介35
第七節(jié)平面桁架簡介38
小結(jié)40
思考題41
習題41
第三章空間力系 46
第一節(jié)空間匯交力系46
第二節(jié)力對點和軸的矩及空間力偶49
第三節(jié)空間任意力系的簡化及平衡問題53
第四節(jié)重心56
小結(jié)59
思考題60
習題61
第四章摩擦 64
第一節(jié)摩擦力64
第二節(jié)摩擦角及自鎖66
第三節(jié)考慮摩擦時物體系統(tǒng)的平衡問題67
第四節(jié)滾動摩擦70
習題72
第二篇運動學
第五章運動學基礎(chǔ) 77
第一節(jié)矢量法77
第二節(jié)直角坐標法78
第三節(jié)自然坐標法80
第四節(jié)剛體平移85
第五節(jié)剛體定軸轉(zhuǎn)動86
小結(jié)89
思考題90
習題91
第六章點的合成運動 93
第一節(jié)點的合成運動的概念93
第二節(jié)點的速度合成定理95
第三節(jié)牽連運動為平移時點的加速度合成定理99
第四節(jié)牽連運動為定軸轉(zhuǎn)動時點的加速度合成定理102
小結(jié)110
思考題111
習題112
第七章剛體的平面運動 116
第一節(jié)剛體平面運動的概述與運動分解116
第二節(jié)求平面圖形內(nèi)各點速度的基點法119
第三節(jié)求平面圖形內(nèi)各點速度的瞬心法122
第四節(jié)用基點法求平面圖形內(nèi)各點的加速度127
第五節(jié)運動學綜合應用舉例131
小結(jié)135
思考題136
習題138
第三篇動力學
第八章質(zhì)點動力學基本方程 142
第一節(jié)動力學基本方程概述142
第二節(jié)動力學基本定律142
小結(jié)144
思考題144
第九章動量定理 145
第一節(jié)質(zhì)點系動量定理145
第二節(jié)質(zhì)心運動定理147
第三節(jié)動量守恒與質(zhì)心運動守恒148
小結(jié)150
思考題150
習題151
第十章動量矩定理 153
第一節(jié)質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩153
第二節(jié)動量矩定理154
第三節(jié)剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量157
第四節(jié)剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動微分方程161
第五節(jié)剛體的平面運動微分方程164
小結(jié)166
思考題166
習題168
第十一章動能定理 172
第一節(jié)力的功172
第二節(jié)質(zhì)點和質(zhì)點系的動能175
第三節(jié)動能定理177
第四節(jié)功率、功率方程及機械效率179
第五節(jié)勢力場、勢能及機械能守恒定律180
第六節(jié)動力學普遍定理的綜合應用181
小結(jié)184
思考題185
習題187
綜合應用習題 189
附錄各章習題答案 191
參考文獻 196
二、工程中常見的約束及其反力下面對工程中一些常見約束進行分類分析，并歸納出其反力特點。1. 理想光滑面約束在約束與被約束體的接觸面較小、且比較光滑的情況下，忽略摩擦因素的影響，就得到了理想光滑面約束。其約束特征為：約束限制被約束物體沿著接觸點處公法線趨向約束體的運動。故約束反力方向總是通過接觸點，沿著接觸點處的公法線而指向被約束物體。例如軌道對車輪的約束；一矩形構(gòu)件擱置在槽中，其受力分別如圖1-9a、b所示。 2. 柔性約束繩索、鏈條、皮帶、膠帶等柔性物體所形成的約束稱為柔性約束。這種柔性體只能承受拉力。其約束特征是只能限制被約束物體沿其中心線伸長方向的運動，而無法阻止物體沿其它方向的運動。因此柔性約束產(chǎn)生的約束反力總是通過接觸點、沿著柔性體中心線而背離被約束的物體（即使被約束物體承受拉力作用）。繩索懸掛一重物如圖1-10所示。繩索只能承受拉力，對重物的約束反力F'A如圖所示。鏈條或膠帶繞在輪子上時，對輪子的約束反力沿輪緣切線方向，如圖1-11所示。 3. 光滑圓柱鉸鏈約束圓柱形鉸鏈是將兩個物體各鉆同直徑的圓孔，中間用圓柱形銷釘聯(lián)接起來所形成的結(jié)構(gòu)。銷釘與圓孔的接觸面一般情況下可認為是光滑的，物體可以繞銷釘軸線任意轉(zhuǎn)動，如圖1-12a所示。如門、窗用的合頁，起重機懸臂與機座間的聯(lián)接等，都是鉸鏈約束的實例。 鉸鏈聯(lián)接簡圖如圖1-12b所示，銷釘阻止被約束兩物體沿垂直于銷釘軸線方向的相對橫向移動，而不限制聯(lián)接件繞軸線的相對轉(zhuǎn)動。因此，根據(jù)光滑面約束特征可知，銷釘產(chǎn)生的約束反力FR應沿接觸點處公法線，必過鉸鏈中心（銷釘軸線），如圖1-12c所示。但接觸點位置與被約束構(gòu)件所受外力有關(guān)，一般不能預先確定，因此，F(xiàn)R的方向未定，通常用過銷釘中心，且相互正交的兩個分力FRx、FRy 來表示。4．固定鉸鏈支座 鉸鏈結(jié)構(gòu)中的兩個構(gòu)件，若其中一個固定于基礎(chǔ)或靜止的支承面上，此時稱鉸鏈約束為固定鉸鏈支座。固定鉸鏈支座的結(jié)構(gòu)簡圖及其約束反力如圖1-13a、b所示。此外，工程中的軸承也可視為固定鉸鏈支座約束。5．滾動支座 它是在光滑鉸鏈支座與光滑支承面之間裝有幾個輥軸而構(gòu)成，又稱為輥軸約束。通常與固定鉸鏈支座配對使用，分別裝在梁的兩端。與固定鉸鏈支座不同的是，它不限制被約束端沿支承面切線方向的位移。這樣當橋梁由于溫度變化而產(chǎn)生伸縮變形時，梁端可以自由移動，不會在梁內(nèi)引起溫度應力。由于這種約束只限制垂直于支承面方向的運動，所以，其約束反力沿滾輪與支承面接觸處的公法線方向，指向被約束構(gòu)件。其結(jié)構(gòu)與受力簡圖如圖1-14a、b、c所示。 6. 球形鉸鏈約束球形鉸鏈的結(jié)構(gòu)如圖1-15a所示，通常是將構(gòu)件的一端制成球形，置于另一構(gòu)件或基礎(chǔ)的球窩中。其作用是限制被約束體在空間的移動但不限制其轉(zhuǎn)動。如電視機、收音機天線與機體的聯(lián)接，車床床頭燈與床身的聯(lián)接等都是球形鉸鏈約束。球形鉸鏈約束的特征是限制了桿件端點沿三個方向的移動，但不限制其繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動，所以，約束反力是通過球心，但指向不能預先確定的一個空間力。可用三個相互正交的分力FAx、FAy、FAz來表示（圖1-15b）。 7. 止推軸承約束止推軸承約束結(jié)構(gòu)如圖1-16所示，它除了能限制軸的徑向位移以外，還能限制軸沿軸向位移。其約束力有三個正交分量FAx、FAy、FAz 。以上只介紹了幾種常見約束，在工程中約束的類型遠不止這些，有的約束比較復雜，分析時需加以抽象、簡化。第三節(jié) 物體的受力分析與受力圖工程中可用平衡條件求出未知的約束反力。為此，需要確定構(gòu)件受幾個力作用，每個力的作用位置和方向。這個過程稱為物體的受力分析。為了分析某個構(gòu)件的受力，必須將所研究物體從周圍物體中分離出來，而將周圍物體對它的作用用相應的約束力來代替，這一過程稱為取分離體，取分離體是顯示周圍物體對研究對象作用力的一種重要方法。作用在物體上的力可分為兩類：一類是主動力，即主動地作用于物體上的力，例如作用于物體上的重力、風力、氣體壓力、工作載荷等，這類力一般是已知的或可以測
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