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绪论1

第1篇 静力学5

第1章 静力学基本概念和受力分析5

1.1 刚体和力的概念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 光滑接触8

1.3.2 柔软的绳索（皮带、链条）9

1.3.3 光滑圆柱铰链9

1.3.4 固定铰支座10

1.3.5 活动铰支座11

1.3.6 连杆约束11

1.4 物体的受力分析和受力图12

习题17

第2章 力的投影、力矩和力偶20

2.1 力的投影和合力投影定理20

2.1.1 力在平面上的投影20

2.1.2 力在轴上的投影20

2.1.3 合力投影定理21

2.2 力在直角坐标轴上的投影和力沿直角坐标轴的分解21

2.2.1 力在平面直角坐标轴上的投影和力沿平面直角坐标轴的分解21

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22

2.3 力矩和合力矩定理23

2.3.1 力对点之矩23

2.3.2 合力矩定理24

2.3.3 力对点之矩的矢量表示法26

2.3.4 力对轴之矩29

2.4 力偶理论31

2.4.1 两个平行力的合成31

2.4.2 平面力偶理论32

2.4.3 空间力偶理论35

习题38

第3章 力系的简化理论44

3.1 汇交力系的简化44

3.1.1 平面汇交力系的简化44

3.1.2 空间汇交力系的简化46

3.2 力的平移定理46

3.3 任意力系的简化47

3.3.1 平面任意力系向作用面内一点简化47

3.3.2 平面任意力系的简化结果49

3.3.3 空间任意力系向一点简化52

3.3.4 空间任意力系的简化结果54

3.4 平行力系中心、重心和质心56

3.4.1 平行力系中心56

3.4.2 物体的重心和质心57

习题63

第4章 力系的平衡68

4.1 力系的平衡条件与平衡方程68

4.1.1 空间力系的平衡条件与平衡方程68

4.1.2 平面力系的平衡条件与平衡方程69

4.2 平面力系平衡问题72

4.3 静定与静不定问题、物体系统的平衡79

4.3.1 静定与静不定问题79

4.3.2 平面物体系统的平衡80

4.4 平面静定桁架的内力计算87

4.4.1 节点法88

4.4.2 截面法89

4.4.3 桁架零杆的判断90

4.5 空间力系平衡问题91

习题94

第5章 摩擦108

5.1 摩擦的分类、滑动摩擦的机理分析108

5.1.1 摩擦的分类108

5.1.2 滑动摩擦的机理分析108

5.2 滑动摩擦109

5.2.1 静摩擦力109

5.2.2 最大静摩擦力110

5.2.3 动摩擦力110

5.3 摩擦角与自锁现象111

5.3.1 摩擦角111

5.3.2 自锁现象112

5.3.3 摩擦角的应用112

5.4 考虑摩擦的平衡问题114

5.5 滚动摩阻的概念117

习题120

第2篇 运动学127

第6章 点的运动127

6.1 点运动的矢量法127

6.1.1 运动方程127

6.1.2 速度方程127

6.1.3 加速度方程128

6.2 点运动的直角坐标法128

6.2.1 运动方程128

6.2.2 速度方程129

6.2.3 加速度方程130

6.3 点运动的自然法135

6.3.1 运动方程135

6.3.2 曲线的曲率和自然轴系135

6.3.3 速度137

6.3.4 加速度137

6.3.5 小结140

习题143

第7章 刚体的基本运动148

7.1 刚体的平行移动148

7.1.1 平行移动的概念148

7.1.2 平行移动的特点149

7.2 刚体的定轴转动149

7.2.1 定轴转动的基本概念149

7.2.2 刚体转动的运动方程150

7.2.3 角速度150

7.2.4 角加速度151

7.3 转动刚体内各点的速度和加速度151

7.3.1 转动刚体内各点的速度151

7.3.2 转动刚体内各点的加速度152

7.4 定轴轮系的传动比156

7.4.1 齿轮传动156

7.4.2 带（链）传动157

7.5 转动刚体内点速度和加速度的矢积表示159

7.5.1 角速度和角加速度的矢量表示160

7.5.2 用矢积表示转动刚体内任一点的速度和加速度160

习题161

第8章 点的合成运动165

8.1 点的合成运动的概念165

8.1.1 实例165

8.1.2 绝对运动、相对运动和牵连运动165

8.2 点的速度合成定理167

8.3 点的加速度合成定理172

8.3.1 牵连运动是平动时点的加速度合成定理172

8.3.2 牵连运动是转动时点的加速度合成定理174

习题182

第9章 刚体的平面运动190

9.1 刚体平面运动简介190

9.1.1 刚体平面运动的基本概念190

9.1.2 刚体平面运动的抽象简化190

9.1.3 平面形S分解为随基点的平动与绕基点的转动191

9.2 求平面形上各点的速度192

9.2.1 基点法192

9.2.2 速度投影定理193

9.2.3 速度瞬心法195

9.3 用基点法求平面形内各点的加速度202

9.4 点的合成运动与刚体平面运动的综合应用206

习题210

第3篇 动力学221

第10章 动力学基本定律与质点动力学221

10.1 动力学基本定律221

10.1.1 第一定律（惯性定律）221

10.1.2 第二定律（力与加速度关系的定律）221

10.1.3 第三定律（作用与反作用定律）222

10.2 质点的运动微分方程223

10.2.1 质点运动微分方程在直角坐标轴上的投影223

10.2.2 质点运动微分方程在自然轴上的投影223

10.3 质点动力学的两类基本问题224

10.3.1 已知运动求力224

10.3.2 已知力求运动228

习题235

第11章 动量定理240

11.1 质点的动量定理240

11.1.1 动量240

11.1.2 冲量241

11.1.3 质点的动量定理及其应用242

11.2 质点系的动量定理244

11.2.1 质点系的动量244

11.2.2 质点系的动量定理及其应用245

11.2.3 质点系的动量守恒定律246

11.3 质心运动定理250

11.3.1 质心250

11.3.2 质心运动定理及其应用251

11.3.3 质心运动守恒定律252

习题258

第12章 动量矩定理264

12.1 质点的动量矩定理264

12.1.1 质点的动量矩264

12.1.2 质点的动量矩定理及其应用265

12.1.3 质点动量矩守恒定律265

12.2 质点系的动量矩定理267

12.2.1 质点系的动量矩267

12.2.2 质点系的动量矩定理及其应用268

12.2.3 质点系的动量矩守恒定律268

12.3 刚体绕定轴转动微分方程270

12.3.1 绕定轴转动的刚体对转轴的动量矩270

12.3.2 刚体绕定轴转动微分方程及其应用271

12.4 刚体对轴的转动惯量276

12.4.1 转动惯量的概念276

12.4.2 转动惯量的计算方法277

12.4.3 转动惯量的实验测定法282

12.5 质点系相对于质心的动量矩定理285

12.6 刚体的平面运动微分方程287

习题295

第13章 动能定理303

13.1 功与功率303

13.1.1 功303

13.1.2 功率312

13.2 质点与质点系的动能314

13.2.1 质点的动能314

13.2.2 质点系的动能314

13.3 质点的动能定理317

13.4 质点系的动能定理320

13.5 机械能守恒定律325

13.5.1 势力场的相关概念325

13.5.2 势能的概念326

13.5.3 机械能守恒定律及其应用328

13.6 动力学普遍定理的综合应用330

习题335

第14章 达朗伯原理346

14.1 惯性力、质点的达朗伯原理346

14.2 质点系的达朗伯原理348

14.3 刚体惯性力系的简化351

14.3.1 刚体平动351

14.3.2 有条件的刚体定轴转动352

14.3.3 有条件的刚体平面运动355

14.4 动静法的应用355

14.5 定轴转动刚体的动反力364

14.5.1 刚体绕定轴转动时惯性力系的简化364

14.5.2 刚体绕定轴转动时轴承的动反力366

14.5.3 惯性主轴的确定367

14.5.4 转子的静平衡与动平衡试验369

习题370

第15章 虚位移原理378

15.1 约束与约束方程379

15.1.1 几何约束与运动约束379

15.1.2 定常（稳定）约束和非定常（不稳定）约束381

15.1.3 固执约束与非固执约束382

15.1.4 完整约束与非完整约束382

15.2 质点系的广义坐标与自由度383

15.2.1 广义坐标383

15.2.2 自由度384

15.3 虚位移与虚功385

15.3.1 虚位移与实位移385

15.3.2 求质点系各质点虚位移之间的关系386

15.3.3 虚功390

15.4 理想约束392

15.4.1 理想约束的定义392

15.4.2 常见的几种理想约束392

15.5 虚位移原理的表达——虚功方程394

15.5.1 虚功方程394

15.5.2 质点系的独立虚位移395

15.6 虚位移原理的应用396

15.6.1 用虚位移原理导出几何静力学的平衡方程396

15.6.2 用虚位移原理解单自由度机构的平衡问题397

15.6.3 用虚位移原理求非理想约束系统的平衡问题399

15.6.4 用虚位移原理求多自由度系统的平衡问题402

15.6.5 用虚位移原理求静定结构的约束反力和内力404

15.6.6 小结410

15.7 用广义坐标表示的虚位移原理411

15.7.1 广义力Qj的求解412

15.7.2 小结417

习题418

第16章 分析动力学基础426

16.1 动力学普遍方程426

16.2 第二类拉格朗日方程432

16.2.1 第二类拉格朗日方程的推导432

16.2.2 保守系统的第二类拉格朗日方程434

16.3 哈密顿原理——积分形式的变分原理440

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440

16.3.2 哈密顿原理441

16.4 哈密顿正则方程447

16.4.1 哈密顿正则方程的推导447

16.4.2 用正则方程解题449

16.5 小结452

习题453

参考文献459