理論力學(第3版)(2021年清華大學出版社出版的圖書)

理論力學(第3版)(2021年清華大學出版社出版的圖書)

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《理論力學(第3版)》是清華大學出版社於2021年出版的書籍。

基本介紹

  • 中文名:理論力學(第3版)
  • 作者:李俊峰、張雄
  • 出版社清華大學出版社
  • 出版時間:2021年9月1日
  • 定價:75 元
  • 開本:16 開
  • 裝幀:平裝
  • ISBN:9787302587729
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書以牛頓力學和分析力學為兩條並行主線貫穿整個課程,以微積分、線性代數以及物理課的力學部分為基礎,重點介紹理論力學特點的基礎內容,重點講授動力學內容和分析力學方法,並從多種不同的角度講解基本概念、基本公式和基本方法。全書共分為運動學、靜力學、動力學和動力學專題四篇。 本書可作為高等院校機械、土木、水利、航天航空、汽車和力學等專業的理論力學或工程力學課程教材,也可供有關技術人員作為自學用書。

作者簡介

李俊峰, 1993年起在清華大學工作,現任清華大學行健書院院長、航天航空學院教授。主講國家精品課“理論力學”,主編***規劃教材《理論力學》(第1、2、3版)。翻譯英文著作:《理解航天》(塞勃著)、《航天動力學的數學方法》(巴廷著)、《工程矢量力學》(比爾著)、《靜力學》(希伯勒著)、《動力學》(希伯勒著)。翻譯俄文著作:《力學》(朗道著)、《理論力學》(馬爾契夫著)、《自然@數學》(阿諾德著)、《理論力學習題集》(密歇爾斯基著)。曾獲***教學名師獎、首批“萬人計畫”教學名師、***教學成果獎、寶鋼優秀教師特等獎、清華大學新百年教學成就獎、多次被學生投票評為“我最喜愛的教師”和“良師益友”。從事航天動力學與控制研究,在衛星姿態控制、充液衛星晃動、深空探測動力學與控制、衛星編隊飛行動力學等方面的研究成果套用於航天工程任務設計,曾獲國家科技進步獎、教育部科技進步獎、軍隊科技進步獎。學術專著:《深空探測動力學與控制》、《太陽帆太空飛行器動力學與控制》等。歷任中國科學、力學學報、宇航學報、深空探測學報、空間科學學報、工程力學、力學與實踐、空間控制技術與套用、動力學與控制學報、IEEE TAES、AMS、TAML等期刊編委。兼任國務院學位委員會力學學科評議組成員及秘書長、教育部力學專業教學指導委員會副主任、中國力學學會常務理事、中國力學學會教育工作委員會主任、中國宇航學會空間控制委員會副主任、中國高等教育學會創新創業教育分會副理事長。

圖書目錄

緒論 1
第 I 篇 運 動 學 3
第 1 章 點的運動學 5
1.1 矢量描述法 5
1.2 直角坐標描述法 6
1.3 自然坐標描述法 9
1.4 極坐標描述法 12
* 1.5 曲線坐標描述法 14
本章小結 17
概念題 17
習題 18
第 2 章 剛體運動學 21
2.1 剛體的運動形式 21
2.2 剛體運動的矢量-矩陣描述 22
2.2.1 剛體的運動方程 22
2.2.2 剛體上任意點的速度和加速度 23
2.2.3 剛體定軸轉動 26
2.3 剛體平面運動 27
2.3.1 運動方程 27
2.3.2 剛體上任意點的速度和加速度 28
2.3.3 速度分析 29
2.3.4 加速度分析 35
2.4 剛體定點運動 38
2.4.1 剛體定點運動的幾何描述 39
* 2.4.2 剛體定點運動的解析描述 43
本章小結 44
概念題 46
習題 47
第 3 章 複合運動 52
3.1 點的複合運動 52
3.1.1 運動方程 53
3.1.2 矢量的絕對導數和相對導數 54
3.1.3 速度合成定理 55
3.1.4 加速度合成定理 58
3.2 剛體複合運動 64
3.2.1 角速度合成 64
3.2.2 角加速度合成 67
本章小結 69
概念題 70
習題 70
第 II 篇 靜 力 學 81
第 4 章 幾何靜力學 82
4.1 力系的主矢量與主矩 82
4.1.1 力系的主矢量 82
4.1.2 力對點的矩和力對軸的矩 83
4.1.3 力系的主矩 84
4.2 力系的等效與簡化 86
4.2.1 力系的等效 86
4.2.2 力系的簡化 88
4.3 受力分析 96
4.4 力系的平衡 100
4.4.1 一般力系的平衡方程 101
4.4.2 平面力系的平衡方程 106
4.5 考慮摩擦的平衡問題 110
4.6 剛體系的平衡 117
4.6.1 組合結構 118
4.6.2 桁架 120
4.6.3 機構 125
本章小結 127
概念題 129
習題 130
第 5 章 分析靜力學 143
5.1 約束及其分類 143
5.2 虛位移 145
5.2.1 可能位移與真實位移 145
5.2.2 虛位移 145
5.2.3 元功和虛功 148
5.2.4 理想約束 148
5.3 虛位移原理 150
5.4 廣義坐標下的靜力學普遍方程 158
5.4.1 自由度與廣義坐標 158
5.4.2 廣義力 159
5.4.3 廣義力形式的質點系平衡條件 162
5.5 勢力場中的平衡方程 164
本章小結 169
概念題 170
習題 171
第 III 篇 動 力 學 177
第 6 章 質點動力學 178
6.1 質點運動微分方程 178
6.2 質點在非慣性參考系中的相對運動 183
6.3 相對地球的運動 187
6.3.1 牽連慣性力的影響 188
6.3.2 科氏慣性力的影響 189
本章小結 192
概念題 192
習題 193
第 7 章 質點系動力學 196
7.1 質點系動量定理 196
7.1.1 質點系動量 196
7.1.2 質點系動量定理 197
7.2 質點系動量矩定理 202
7.2.1 質點系的動量矩 202
7.2.2 質點系動量矩定理 204
7.2.3 剛體定軸轉動微分方程 207
7.2.4 剛體平面運動微分方程 210
7.3 質點系動能定理 216
7.3.1 質點系的動能 216
7.3.2 質點系動能定理 217
7.3.3 功率方程 220
7.4 非慣性參考系中的動力學普遍定理 221
7.4.1 非慣性參考系中的動量定理 222
7.4.2 非慣性參考系中的動量矩定理 223
7.4.3 非慣性參考系中的動能定理 224
7.5 質點系普遍定理的綜合套用 226
7.6 碰撞 229
本章小結 235
概念題 236
習題 237
第 8 章 分析動力學 248
8.1 達朗貝爾原理 248
8.1.1 動靜法 248
8.1.2 慣性力系的簡化 251
8.2 達朗貝爾-拉格朗日原理 254
8.3 第二類拉格朗日方程 258
8.3.1 廣義坐標下的動力學普遍方程 258
8.3.2 廣義慣性力 258
8.3.3 第二類拉格朗日方程 259
8.4 拉格朗日方程的首次積分 268
* 8.5 拉格朗日方程的進一步討論 273
8.5.1 拉格朗日方程的積分形式 273
8.5.2 帶乘子的拉格朗日方程 276
8.5.3 描述相對非慣性參考系運動的拉格朗日方程 279
本章小結 280
概念題 281
習題 281
第 IV 篇 動力學專題 289
第 9 章 剛體動力學 290
9.1 剛體動力學方程 290
9.2 定軸轉動剛體的動反力 293
9.3 剛體定點運動 295
9.4 剛體定點運動的進一步討論 300
9.4.1 陀螺近似理論 300
9.4.2 重剛體定點運動 303
9.4.3 中心引力場中剛體相對質心的運動 305
本章小結 309
概念題 310
習題 310
第 10 章 變質量系統動力學 314
10.1 變質量質點系動量定理和動量矩定理 314
10.2 變質量質點動力學 316
10.3 變質量剛體動力學 320
本章小結 321
習題 322
第 11 章 機械振動基礎 324
11.1 引言 324
11.2 單自由度振動的線性化方程 325
11.3 單自由度系統的自由振動 328
11.3.1 無阻尼自由振動 328
11.3.2 有阻尼自由振動 331
11.4 單自由度系統的強迫振動 334
* 11.5 兩個自由度系統的自由振動 340
習題 343
第 12 章 哈密頓原理與正則方程 347
12.1 哈密頓原理 347
12.2 哈密頓正則方程 352
本章小結 356
附錄 A 矢量 357
A.1 矢量代數 357
A.1.1 矢量的定義 357
A.1.2 矢量的運算 358
A.2 矢量分析 359
A.2.1 矢量函式 359
A.2.2 矢量函式的導數與微分 360
A.3 矢量運算的矩陣表示 361
A.4 坐標變換 362
附錄 B 二階線性常微分方程的解法 364
附錄 C 課程體系總結和綜合訓練 366
C.1 理論力學發展簡史和課程體系總結 366
C.1.1 發展簡史 366
C.1.2 基本概念、原理與方法 367
C.1.3 靜力學 367
C.1.4 運動學 367
C.1.5 動力學 369
C.1.6 牛頓力學與分析力學 370
C.2 動力學問題求解 371
C.2.1 分析動力學解題思路和步驟 371
C.2.2 牛頓動力學解題思路和步驟 372
C.2.3 典型例題 374
C.3 平面組合桿系平衡問題求解 384
C.3.1 平面組合桿系平衡問題的幾何靜力學解題思路和步驟 385
C.3.2 典型例題 386
C.4 清華大學期末考試試卷樣卷(2018—2020) 393
C.5 清華大學期末考試試卷樣卷參考答案(2018—2020) 399
C.5.1 2020—2021 秋季學期期末考試樣卷參考答案 399
C.5.2 2019—2020 秋季學期期末考試樣卷參考答案 399
C.5.3 2018—2019 秋季學期期末考試樣卷參考答案 399
附錄 D 利用 MATLAB 求解理論力學問題 400
D.1 MATLAB 中的命令及處理方法 400
D.1.1 基本語法 401
D.1.2 線性代數方程組的求解 401
D.1.3 非線性方程組的求解 402
D.1.4 常微分方程的求解 403
D.1.5 符號推導 405
D.1.6 畫圖 406
D.1.7 動畫 408
D.2 運動學問題的數值求解及演示 408
D.2.1 典型四連桿機構的運動 409
D.2.2 MATLAB 中的符號推導 412
D.3 靜力學問題的數值求解 413
D.3.1 靜力學問題的數值求解 413
D.3.2 靜力學帶參數問題的求解 415
D.4 動力學問題的數值求解 418
附錄 E 課外閱讀 422
E.1 多點追逐問題 422
E.2 尋找玫瑰線 423
E.3 車輛轉彎時內輪差 425
E.4 指南車與齒輪系 428
E.5 鐵絲爬繩 429
E.6 如何推動箱子更省力 430
E.7 神奇的欹器 431
E.8 微型陀螺儀與科氏慣性力 433
E.9 恢復係數的不同定義 434
E.10 太空中的悠悠球 435
E.11 扁擔的動力學 436
E.12 飛車走壁與達朗貝爾原理 437
E.13 蚱蜢與拉格朗日方程 438
習題答案 441
索引 458
參考文獻 463

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