工程力学(2)/面向21世纪课程教材

本书为面向21世纪课程教材，是“十五”国家级规划教材，并已列入北京市精品教材计划。考虑到全国高等教育教学改革的发展趋势，素质教育和创新精神培养的要求，基础力学课程的教学内容与课程体系需要进行改革已成共识。为适应改革，很多学校的基础力学课程已经有原来的理论力学和材料力学两门课程整合为一门工程力学课程。新的教学计划中，课程的教学总学时数也有大幅度减少。著者针对上述教学改革形势，在教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”项目成果的基础上，进一步对基础力学课程的教学内容、课程体系加以分析和研究，力图在新编的工程力学教材中，做到用有限的学时使学生既掌握最基本的经典内容，又能了解基础力学的工程应用以及最新进展；同时，希望这本新编的工程力学教材极有较大的适用范围，能够为广大院校所采用。全书分(1)、(2)两卷。本书为第(2)卷。第(1)卷为工程静力学和弹性静力学，第(2)卷为工程运动学、工程动力学和工程力学专题。这种模块式结构可以组合成多种类型学时的工程力学课程：《工程力学(1)》可作为少学时课程的教材；《工程力学(1)》和《工程力学(2)》中的工程运动学、工程动力学可作为中学时的课程教材；全书(1)、(2)两卷适用于多学时课程的教材。《工程力学(2)》中的工程力学专题主要涉及能量法、动应力和材料的力学行为等新内容，可以供各院校选用。为了便于组织教学，著者将同时向采用本书的院校教师提供全部习题的详细解答(联系人景荣春)。本书为面向21世纪课程教材，是“十五”国家级规划教材，并已列入北京市精品教材计划。考虑到全国高等教育教学改革的发展趋势，素质教育和创新精神培养的要求，基础力学课程的教学内容与课程体系需要进行改革已成共识。为适应改革，很多学校的基础力学课程已经有原来的理论力学和材料力学两门课程整合为一门工程力学课程。新的教学计划中，课程的教学总学时数也有大幅度减少。著者针对上述教学改革形势，在教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”项目成果的基础上，进一步对基础力学课程的教学内容、课程体系加以分析和研究，力图在新编的工程力学教材中，做到用有限的学时使学生既掌握最基本的经典内容，又能了解基础力学的工程应用以及最新进展；同时，希望这本新编的工程力学教材极有较大的适用范围，能够为广大院校所采用。全书分(1)、(2)两卷。本书为第(2)卷。第(1)卷为工程静力学和弹性静力学，第(2)卷为工程运动学、工程动力学和工程力学专题。这种模块式结构可以组合成多种类型学时的工程力学课程：《工程力学(1)》可作为少学时课程的教材；《工程力学(1)》和《工程力学(2)》中的工程运动学、工程动力学可作为中学时的课程教材；全书(1)、(2)两卷适用于多学时课程的教材。《工程力学(2)》中的工程力学专题主要涉及能量法、动应力和材料的力学行为等新内容，可以供各院校选用。为了便于组织教学，著者将同时向采用本书的院校教师提供全部习题的详细解答(联系人景荣春)。本书是根据2000年全国基础力学系列课程改革研讨会上多数院校的力学老师提出的要求而编写的。考虑到全国高等教育、教学的发展趋势，与此同时，根据人才培养总体优化过程的要求，为了给学生的学习留出一定的时间和空间，在教育部《面向21世纪高等教育教学内容和课程体系改革计划》“力学系列课程教学内容和课程体系改革的研究与实践”项目成果的基础上，著者进一步对基础力学课程的教学内容、课程体系加以分析和研究，力图在本书中做到用有限的学时使学生既掌握最基本的经典内容，又能了解基础力学的工程应用以及最新进展；同时还希望这本新编的工程力学具有较大的适用范围，能够为广大院校所采用。本书的编写提纲曾经向全国许多院校作过问卷调查，收到30多所院校的回函，提出了部分修改意见，本书在上述基础上编写。

范钦珊 ，清华大学教授，博士生导师。历任清华大学教学委员会委员、专业技术职称评审委员会委员、工程力学系学术委员会委员、材料力学教研室主任、固体力学教研室副主任、教育部工科力学课程教学指导委员会副主任、基础力学课程指导组组长、国家面向21世纪力学系列课程教学内容与体系改革项目总负责人。
长期从事“非线性屈曲理论与应用”、“反应堆结构力学”、“结构的疲劳与寿命”、“输电线路导线的非线性运动与舞动”、“输电线路铁塔的优化与CAD设计”等方面的研究。同时，从事“材料力学”、“工程力学”、“反应堆结构力学基础”、“板壳应力与设计”、“非线性弹性稳定理论”等本科生和研究生课程的教学工作以及“材料力学”和“工程力学”计算机辅助教学软件的研制与开发工作。
出版教材、专著与译著18部共约700余万字；在国内、外发表各类学术论文70余篇。
1979年获全国优秀科技图书奖，1989获国家级优秀教学成果奖，1995年、1996年获电力部、核工业部科技进步二等奖，1993年获北京市优秀教学成果奖，1993年、1997年两次获国家教委优秀教材奖，2001年获清华大学优秀教材一等奖、全国高等学校自然科学二等奖、电力部科技进步一等奖、北京市优秀教学成果一等奖、国家优秀教学成果二等奖、国家科技进步二等奖。

第三篇 工程运动学
工程运动学基础（2-15）
§15-1点的运动学
15-1-1参考系
15-1-2位矢、速度和加速度及其变矢量性质
§15-2刚体的简单运动
15-2-1平移
15-2-2定轴转动
§15-3结论与讨论
15-3-1点的运动学的两类应用问题
15-3-2描述点的运动的不同方法
15-3-3刚体简单运动分析中要注意的问题
习题
点的复合运动（16-36)
§16-1点的合成运动的几个基本概念
16-1-1定参考系和动参考系
16-1-2绝对运动、相对运动和牵连运动
§16-2点的速度合成定理
§16-3牵连运动为平移时点的加速度合成定理
§16-4牵连运动为转动时点的加速度合成定理·科氏加速度
§16-5结论与讨论
习题
刚体平面运动（37-63)
§17-1刚体平面运动方程及运动分解
17-1-1刚体平面运动力学模型的简化
17-1-2刚体平面运动的自由度、广义坐标和运动方程
17-1-3平面运动分解为平移和转动
§17-2平面图形上各点的速度分析
17-2-1基点法
17-2-2速度投影定理法
17-2-3瞬时速度中心法
§17-3平面图形上各点的加速度分析
§17-4运动学综合应用举例
§17-5结论与讨论
17-5-1运动分析方法的评价与选用原则
17-5-2刚体复合运动简介
17-5-3平面图形上点的加速度分布也能看成绕速度瞬心C旋转么?
17-5-4平面图形的角速度V与相对角速度V
习题

第四篇 工程动力学
质点动力学（66-88)
§18-1质点运动微分方程
18-1-1质点运动微分方程
18-1-2应用举例
§18-2非惯性系中的质点运动微分方程
18-2-1质点相对运动动力学基本方程
18-2-2相对静止与相对平衡
18-2-3应用举例
§18-3弹簧振子的振动及其扩展
18-3-1物理学机械振动内容的回顾
18-3-2单自由度系统振动模型的建立等效质量和等效刚度
§18-4结论与讨论
18-4-1运动的初始条件是决定物体运动的重要因素
18-4-2牵连惯性力与科氏惯性力
18-4-3能量法在确定振动系统的固有频率中的应用
习题
动量定理及其应用（89-101)
§19-1动量定理与动量守恒
19-1-1质点系的动量
19-1-2质点系动量定理
19-1-3质点系动量定理的守恒形式
§19-2质心运动定理
19-2-1质心运动定理
19-2-2质心运动定理的守恒形式
§19-3应用举例
§19-4结论与讨论
19-4-1牛顿第二定律与动量定理的微分形式
19-4-2几个有趣的实例
19-4-3流体在管道内定常流动时动量定理的应用
习题
动量矩定理及其应用（102-123)
§20-1动量矩定理与动量矩守恒
20-1-1质点系的动量矩
20-1-2质点系的动量矩定理
§20-2相对质心的动量矩定理
20-2-1质点系相对质心的动量矩
20-2-2质点系相对质心的动量矩定理
§20-3刚体定轴转动微分方程与平面运动微分方程
20-3-1刚体定轴转动微分方程
20-3-2刚体平面运动微分方程
§20-4动量和动量矩定理在碰撞中的应用
20-4-1碰撞的恢复因数
20-4-2碰撞的基本定理
§20-5结论与讨论
20-5-1几个需要注意的关系
20-5-2与碰撞有关的问题
习题
动能定理及其应用（124-144)
§21-1力的功
21-1-1物理学相关内容的回顾
21-1-2作用在刚体上力的功、力偶的功
21-2质点系的动能与刚体的动能
21-2-1质点系的动能
21-2-2刚体的动能
21-3动能定理及其应用
21-3-1质点系的动能定理
21-3-2动能定理的应用举例
21-4势能的概念机械能守恒定律及其应用
21-4-1有势力和势能
21-4-2机械能守恒定律
§21-5动力学普遍定理综合应用
21-6结论与讨论
21-6-1动能定理在工程中的应用——功率方程
21-6-2运动学方程的重要性
21-6-3关于速度瞬心的应用
习题
达朗贝尔原理（145-158)
22-1达朗贝尔原理
22-1-1质点的达朗贝尔原理与惯性力
22-1-2质点系的达朗贝尔原理
22-2惯性力系的简化
22-2-1惯性力系的主矢与主矩
22-2-2刚体平移时惯性力系的简化结果
22-2-3刚体作定轴转动时惯性力系的简化结果
22-2-4刚体作平面运动时惯性力系的简化结果
§22-3达朗贝尔原理的应用
§22-4结论与讨论
22-4-1关于绕定轴转动刚体的轴承动约束力
22-4-2关于动静法与动量矩定理
22-4-3动力学普遍定理与动静法的综合应用
习题
虚位移原理（159-176)
23-1引言
§23-2虚位移原理中的基本概念
23-2-1约束
……

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