工程力学2

绪论

1

一、本课程的研究对象1

二、本课程的任务1

三、本课程的学习方法1

四、本课程的基本内容1

第1篇运动学

引言3

第1章点的运动学

4

1.1点的运动方程、速度和加速度4

1.2点的速度和加速度在直角坐标轴上的投影8

1.3点的速度和加速度在自然坐标轴上的投影11

思考与习题16

第2章

刚体的基本运动

19

2.1刚体的平行移动19

2.2刚体绕定轴转动20

2.3绕定轴转动的刚体上的点的速度和加速度22

2.4角速度矢量和角加速度矢量用矢量积表示点的速度和加速度23

2.5轮系的传动比24

思考与习题25

第3章

点的合成运动

28

3.1点的合成运动的概念28

3.2点的速度合成定理29

3.3牵连运动为平动时点的加速度合成定理32

3.4牵连运动为定轴转动时点的加速度合成定理35

思考与习题41

第4章

刚体的平面运动

45

4.1刚体平面运动的基本概念45

4.2平面图形上的点的速度分析——基点法47

4.3平面图形上的点的速度分析——瞬心法51

4.4平面图形上的点的加速度分析54

4.5刚体绕平行轴转动的合成58

4.6运动学综合问题的分析63

思考与习题69

第2篇动力学

引言74

第5章

质点的动力学基本方程

75

5.1动力学基本定律75

5.2质点的运动微分方程76

5.3质点动力学的两类问题77

思考与习题82

第6章

动量定理

86

6.1质点的动量定理86

6.2质点系的动量定理88

6.3质心运动定理92

6.4变质量质点的运动微分方程96

思考与习题98

第7章

动量矩定理

102

7.1质点的动量矩定理102

7.2质点系的动量矩定理103

7.3刚体的转动惯量及其计算107

7.4刚体绕定轴转动的微分方程112

7.5质点系相对于质心的动量矩定理115

7.6刚体平面运动微分方程116

思考与习题119

第8章

动能定理

124

8.1力的功及其计算124

8.2质点的动能定理129

8.3质点系的动能132

8.4功率与功率方程机械效率137

8.5势力场与势能机械能守恒定律140

8.6动力学普遍定理的综合应用144

思考与习题150

第9章

碰撞

158

9.1碰撞的基本特征和基本概念158

9.2用于碰撞过程的基本定理158

9.3物体的正碰撞动能损失160

9.4碰撞冲量对转动刚体的作用撞击中心165

思考与习题167

第10章

达朗伯原理

170

10.1惯性力的概念170

10.2质点的达朗伯原理171

10.3质点系的达朗伯原理172

10.4刚体惯性力系的简化174

10.5绕定轴转动的刚体的轴承动反力178

思考与习题182

第11章

虚位移原理

188

11.1约束及其分类188

11.2虚位移及其计算190

11.3虚功与理想约束191

11.4虚位移原理191

11.5质点系的自由度与广义坐标197

11.6用广义坐标表示的质点系的平衡条件198

思考与习题200

第12章

动力学普遍方程与拉格朗日方程

205

12.1动力学普遍方程205

12.2拉格朗日方程208

思考与习题214

第13章

机械振动基础

218

13.1振动系统最简单的力学模型218

13.2单自由度系统的自由振动221

13.3计算单自由度系统的固有频率的能量法228

13.4单自由度系统的有阻尼自由振动230

13.5单自由度系统的无阻尼强迫振动234

13.6单自由度系统的有阻尼强迫振动240

13.7隔振243

思考与习题245

第14章

质点相对运动的动力学基础

250

14.1质点相对运动的动力学基本方程250

14.2基本方程的应用举例251

思考与习题255

附录

258

附录A国际单位制(SI)与工程单位制及其换算关系表258

附录B习题答案259

参考文献

271