工程力学：动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本书旨在完整而严密地介绍动力学，并搭配经验证的学习技巧，以符合教师和学生的利益。将基本原理融入实际问题应用：完整而直接地介绍动力学相关课题，将基本原理融入实际问题的应用中。书中强调基础理论的概念、推导、以及说明，并且讨论每一个原理的应用性及限制；也举例说明一般法则的例外情形，但不会深入讨论这些例外以免混乱主题。另以清晰的形式介绍比坊间一般动力学教科书更多的理论、证明及解说。

　　整合学习原理与教学技巧：鑑于一般动力学教科书只提到技术原理的内容，而没有增加学生理解力的结构，故本书试着整合学习原理与教学技巧，以增进学生领悟及吸收概念的能力。

工程力学：静力学 导论与应用 本书简介 本书旨在为工程技术人员和相关专业的学生提供一个全面、深入且实用的静力学知识体系。内容涵盖了静力学领域的基础理论、分析方法以及在实际工程问题中的应用。本书的编写严格遵循严谨的科学逻辑和清晰的结构，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，并熟练掌握解决实际工程问题的能力。 第一部分：基础概念与刚体平衡 第一章：绪论与基本概念 本章首先介绍了力学的基本分支及其在工程中的地位，重点阐述了静力学作为刚体平衡理论的基础性作用。我们将定义基本的物理量，如力、力矩、位移和应变，并明确区分理想模型（如质点、刚体）与实际物理对象之间的关系。重点阐述牛顿运动定律在静力学分析中的应用，特别是牛顿第一定律——刚体平衡的必要条件。 力的概念与分类： 详细讨论力的矢量特性、力的描述方式（大小、方向、作用线），以及力的分类，如接触力与体力。 力的平行四边形法则与力的合成与分解： 深入探讨向量代数在力分析中的应用，包括直角坐标系下的分量表示法，为后续的平衡方程建立奠定基础。 力矩与力矩的性质： 引入力矩的概念，定义平面内和空间中的力矩矢量，并讲解转轴原理和力矩的乘法法则。理解力矩是导致物体转动的趋势的量度，是平衡分析中与力同等重要的概念。 约束与反力： 系统介绍工程结构中常见的约束类型（如铰链、固定端、滚子、光滑接触面等）及其产生的反力。理解如何根据约束的性质准确判断和表示反力的大小和方向，这是正确建立平衡方程的关键步骤。 第二章：平面力系平衡 本章专注于平面静力学问题的分析。在二维环境下，力的作用关系和平衡条件得到简化，便于初学者掌握基本分析技巧。 自由体图的绘制： 强调自由体图（Free-Body Diagram, FBD）在力学分析中的核心地位。详细指导读者如何从复杂的结构中分离出研究对象，准确地画出所有外力、反力和已知力。 平面力系的平衡方程： 详细推导并应用平面力系的三大平衡方程：$sum F_x = 0$，$ sum F_y = 0$，$ sum M_z = 0$。讨论方程的独立性、适用范围及在不同坐标系下的应用。 图形法与解析法： 对平面平衡问题的求解方法进行分类介绍。图形法（如力的多边形法）用于直观理解平衡，而解析法（基于方程求解）则是工程实践中最常用的手段。 刚体的平衡： 讨论确保刚体（而非质点）处于平衡状态所需的额外条件，即合力矩为零的条件。 第三章：空间力系平衡 本章将分析扩展到三维空间，处理更复杂的工程结构，如三维桁架、空间框架以及复杂的机械支撑系统。 空间力的描述与坐标系： 采用三维直角坐标系描述力矢量和力矩矢量，引入单位矢量和方向余弦的概念。 空间力系的平衡方程： 详细推导并应用空间力系的六个独立平衡方程：三个力投影方程 ($sum F_x = 0, sum F_y = 0, sum F_z = 0$) 和三个绕坐标轴的力矩方程 ($sum M_x = 0, sum M_y = 0, sum M_z = 0$)。 空间约束与反力计算： 讨论空间结构中常见的约束（如球铰、万向节等）及其反力表示，并讲解如何解算超静定或欠静定体系的初步判断（仅限于静力学平衡角度）。 第二部分：结构分析与应用 第四章：理想结构分析——桁架 本章专门针对一类重要的理想工程结构——桁架（Truss）进行深入分析。 桁架的定义与假设： 明确理想桁架的特点：所有构件均为细长杆件，节点均为光滑铰接，所有外力集中作用于节点。理解这些假设对分析的简化作用。 节点法（Method of Joints）： 详细讲解节点法的操作步骤，即从一个已知受力情况的节点开始，逐步求解相邻节点的未知力。强调在每个节点应用平面力系平衡方程。 截面法（Method of Sections）： 讲解截面法的原理和应用，即通过假想截面将结构分为两部分，然后对其中一部分应用平衡方程来求解截面内部杆件的力。讨论如何选择最优截面以提高解题效率。 零力构件的识别： 教授识别零力杆件的技巧，这有助于简化桁架的分析过程并识别结构冗余。 第五章：平面梁的内力分析 梁是结构工程中最常见的构件之一。本章重点研究梁在外部荷载作用下内部所产生的剪力和弯矩。 梁的分类与支座： 介绍简支梁、悬挑梁、连续梁等常见梁的类型及对应的静定支座条件。 剪力与弯矩的定义： 严格定义梁的剪力（Shear Force, $V$）和弯矩（Bending Moment, $M$）的符号规定和物理意义。 剪力图与弯矩图的绘制： 详细讲解如何利用平衡方程（基于任意截面）推导出剪力和弯矩与梁轴向位置 $x$ 的关系式。 荷载-剪力-弯矩的关系式： 阐述微分关系：$frac{dV}{dx} = -w(x)$（其中 $w(x)$ 为分布荷载强度），$frac{dM}{dx} = V(x)$。 图线绘制技巧： 利用这些关系式和边界条件，快速准确地绘制出剪力图（SFD）和弯矩图（BMD），并讨论图线上关键点的特征（如弯矩极大值处剪力为零）。 集中力、力偶及分布荷载下的内力求解： 针对不同类型的荷载，给出具体的内力方程和图线变化规律。 第六章：摩擦力 摩擦力是工程中普遍存在且必须考虑的重要因素，它影响物体的运动状态和平衡的稳定性。 干摩擦定律： 阐述库仑摩擦定律，包括静摩擦力与动摩擦力的区别。定义最大静摩擦力 $F_{s, max} = mu_s N$。 临界条件分析： 讲解如何判断物体是处于静止、即将运动还是正在运动状态。 摩擦在平衡问题中的应用： 结合力矩和合力平衡方程，求解涉及摩擦力的平衡问题，如斜面上的物体平衡、楔块的启动或保持平衡问题。 滚动摩擦与轴承摩擦（简述）： 对比线接触和点接触摩擦，引入滚动摩擦的概念，作为对理想干摩擦模型的补充。 第七章：虚功原理与虚位移法 虚功原理是分析复杂静力平衡问题的一种强大、灵活的能量方法，它不直接使用力的平衡方程，而是利用系统的位移关系。 虚功与虚位移的概念： 严格定义虚位移 ($delta mathbf{r}$) 和虚功 ($delta W$)，强调虚位移是任意的、无穷小的、且必须满足几何约束的位移变化。 虚功原理的陈述： 阐述虚功原理（Principle of Virtual Work）：处于平衡状态的理想系统，在任意虚位移下，外力所做的虚功代数和为零。 虚功原理在线性系统中的应用： 将虚功原理应用于静定结构的分析，特别是求解复杂约束下的反力或构件内力。 虚位移法在静定结构中的优势： 对比直接力法，展示虚位移法在处理具有复杂运动的体系（如机构）时的优势，即便在静力学范畴内，它也提供了一种替代性的、简洁的解题途径。 第八章：静定结构的广义分析 本章将所学的基本平衡原理和虚功原理综合应用于更宏观的静定结构分析。 静定与静不定结构： 明确区分静定（Statically Determinate）和静不定（Statically Indeterminate）结构的概念。静定结构完全可以通过平衡方程求解；静不定结构则需要补充变形（柔性）条件。 梁的超静定性与冗余约束的识别： 教授如何通过计数约束反力和平衡方程数目的关系来判断结构的静定性。 桁架的静定性判断： 讨论平面和空间桁架的静定性判别准则 ($m=2j-r$ 和 $m=3j-r_{3D}$ 及其修正)。 总结 本书内容由浅入深，从最基本的力、力矩概念出发，逐步过渡到平面和空间平衡方程的应用，随后详细讲解了桁架、梁内力分析等经典工程应用，并引入了虚功原理这一高级分析工具。通过大量精心设计的例题和习题，读者将能熟练掌握静力学分析的全部核心技能，为后续的材料力学、结构力学乃至有限元分析打下坚实的基础。本书强调分析的严谨性、方法的实用性，力求成为读者案头必备的工程力学参考书。

第十三章　动力学简介，质点运动学
第１节 动力学简介
第２节 质点的直线运动
第３节 质点的三维运动
第４节 平面上的转动直线、角速度以及角加速度
第５节 简谐运动
第６节 平面上曲线的曲率
第７节 加速度的切线及法线分量，平面运动
第８节 向量的微分
第９节 切线及向心加速度的向量含意
第１０节 极座标
第１１节 运动学参考座标系统

第十四章　质点动力学
第１节 牛顿万有引力定律
第２节 牛顿运动定律
第３节 牛顿参考座标系统
第４节 牛顿第二定律之应用
第５节 重力场中的质点运动

第十五章　质点的功能原理
第１节 简介
第２节 功-力关系
第３节 功率-力关系
第４节 保守与非保守系统
第５节 外力与内力的位能
第６节 能量的基本观念

第十六章　质点的动量原理
第１节 简介
第２节 动量定律与动量守恆
第３节 质点系统的质量中心
第４节 碰撞或冲击
第５节 非弹性碰撞
第６节 动量矩定律：动量矩守恆
第７节 相对于移动参考座标的动量矩
第８节 可变质量系统

第十七章　刚体运动学
第１节 平面位移的种类
第２节 刚体的平面运动
第３节 刚体切片在平面运动时的速度
第４节 速度的瞬心
第５节 刚体切片在平面运动时的加速度
第６节 角速度的向量特性
第７节 转动力偶
第８节 刚体的广义运动
第９节 刚体中的速度与加速度
第１０节 相对运动与转动中的参考座标系统

第十八章　刚体的平面动力学
第１节 刚体的平移
第２节 刚体队一个轴的质量惯性矩
第３节 对固定轴转动的刚体
第４节 钟摆：对固定轴转动的刚体
第５节 刚体的平面运动

第十九章　刚体的能量及动量原理以及平面运动
第１节 刚体平面运动与立偶所做的功
第２节 机械系统上的功
第３节 刚体平面运动的动能定律
第４节 刚体组成的保偶系统的动能定律
第５节 分离保守力与非保守力所做的功
第６节 传动轴的功率
第７节 刚体运动的线动量定律
第８节 刚体平面运动的角动量定律

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《工程力学：动力学》，我立刻被其系统性和严谨性所折服。作者在处理动力学中的核心概念，如力、加速度、质量之间的关系时，运用了大量直观的图解和数学推导，使得这些抽象的概念变得易于理解。我特别喜欢书中对“冲量”和“动量”的讲解，作者通过分析棒球击打、汽车碰撞等场景，生动地展示了动量变化与冲量的关系，让我深刻理解了动量守恒在解决这类问题中的强大威力。此外，书中关于“功”与“能”的论述也让我受益匪浅，作者不仅解释了动能和势能的定义，还详细阐述了机械能守恒定律在理想状态下的应用，以及非保守力做功对机械能的影响，这对于我理解实际工程中的能量损失问题非常有帮助。我对书中关于“振动”的章节尤为关注，作者从单自由度系统出发，循序渐进地讲解了自由振动、阻尼振动和受迫振动，并通过具体的例子，如弹簧振子、单摆等，让抽象的数学模型变得生动形象。特别是对于共振现象的阐释，作者用简洁明了的语言和图示，清晰地解释了其产生的机理和潜在的危害，这一点对于工程设计来说至关重要。阅读此书，我不仅巩固了理论知识，更重要的是培养了运用动力学原理分析和解决工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本《工程力学：动力学》的书籍内容给我留下了深刻的印象，尤其是作者在阐述“相对速度与相对加速度”时，采用的分析方法非常独特。作者并未止步于基础概念的介绍，而是通过设定不同的参考系，并运用向量分析来求解相对运动的问题，这使得我在处理复杂的运动场景时，能够更加得心应手。书中对“冲量-动量定理”的深入剖析，是我学习的重点和难点，作者通过一系列精心设计的例子，比如汽车碰撞、物体受到的瞬间打击等，让我充分理解了冲量在改变物体动量过程中的关键作用，并且掌握了如何利用这一定理来分析和预测碰撞的结果。我个人对书中“转动惯量”和“角动量”这两个概念的深入探讨尤为着迷，作者通过对不同形状和质量分布的物体进行分析，展示了转动惯量是如何影响物体的转动状态，以及角动量守恒定律在旋转系统中的重要性，例如花样滑冰运动员的旋转加速。此外，书中关于“简谐振动”的讲解，也十分到位，作者不仅解释了简谐振动的数学模型，还详细讨论了振幅、周期、相位等参数，并通过对弹簧振子、单摆等典型系统的分析，让我对振动现象有了更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本《工程力学：动力学》真是让我大开眼界，从一开始我就被它严谨的逻辑和清晰的阐述所吸引。作者在处理牛顿运动定律、功和能、动量等核心概念时，总能用最浅显易懂的方式呈现出来，即使是像我这样初次接触动力学概念的读者，也能迅速抓住重点。书中的例子也十分贴合实际，像是分析汽车的加速和刹车过程，或者是计算抛体运动的轨迹，这些都让抽象的理论变得生动形象。我特别喜欢作者在讲解振动和波的时候，运用了不少图示和动画（虽然书是印刷的，但作者的文字描述足够让我脑海中勾勒出画面），这使得理解简谐运动、阻尼振动和受迫振动不再是一件困难的事情。更不用说书中关于能量守恒在动力学问题中的应用，作者通过一系列精心设计的例题，一步步引导我们如何运用能量方法来求解复杂的机械系统，这比单纯套用公式要深刻得多。我花了相当多的时间在理解相对运动和刚体动力学上，作者循序渐进的讲解，从速度和加速度的相对性，到角动量守恒和转动惯量的概念，一点点地搭建起我在这方面的知识体系。读完这本书，我感觉自己对工程项目中常见的动力学问题有了更全面的认识，也更有信心去面对未来的挑战了。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本《工程力学：动力学》在理论深度和实践应用之间取得了很好的平衡。作者在讲解“牛顿第二定律”时，不仅仅是给出了公式，而是通过各种实验模拟，例如用不同质量的推车在光滑平面上运动，或者用不同大小的力去推动同一物体，来直观地展示力的作用效果，这让我对力的概念有了更深的理解。书中对“能量”的讲解，也做得非常出色，作者不仅介绍了动能和势能，还深入探讨了能量在各种物理过程中的转化，特别是关于“功-能定理”的应用，让我能够更加便捷地求解一些力学问题。我特别欣赏书中关于“角动量”的讲解，作者通过分析旋转物体的运动，例如行星的运行轨道、回转仪的工作原理等，让我深刻理解了角动量守恒定律的重要性。书中关于“振动”的章节，作者的讲解也十分系统，从简谐振动的基本方程，到阻尼振动和受迫振动的分析，再到共振现象的发生机理，都讲解得非常清晰，让我能够理解这些现象在工程结构设计中的影响。

评分☆☆☆☆☆

《工程力学：动力学》这本书的编排方式非常人性化。作者在讲解“速度和加速度”时，从最基本的直线运动入手，然后逐步过渡到曲线运动，并详细阐述了切向加速度和法向加速度的概念，这让我能够清晰地理解物体在运动过程中速度和方向的变化。书中对“功”和“功率”的论述，也让我受益匪浅。作者通过分析起重机的工作效率、汽车的加速性能等实际例子，让我深刻理解了功和功率在工程设计中的重要性。我尤其喜欢书中关于“动量”和“冲量”的讲解，作者通过分析各种碰撞和爆炸问题，详细阐述了动量守恒定律的应用，并且还引入了“冲击”的概念，让我能够理解在短时间内作用的大力如何改变物体的动量。书中关于“振动”的章节，作者的讲解也非常系统，从简谐运动的数学模型，到各种振动系统的特性，再到受迫振动和共振现象，每一步都讲解得非常透彻，让我能够理解这些现象在实际工程中的应用和规避方法。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本《工程力学：动力学》在深入探讨动力学原理方面做得相当出色。我尤其欣赏作者对于“惯性”这一概念的细致剖析，他不仅仅停留在定义层面，更是通过丰富的物理情境，例如旋转座椅上的物体、高速行驶的车辆突然刹车等，来阐释惯性力和惯性参考系的重要性。书中对于动量守恒定律的讲解，可以说是鞭辟入里，作者从最基本的碰撞问题入手，逐步推广到更复杂的系统，比如火箭的推进原理，这一点我之前从来没有想过可以用动量守恒来解释得如此清楚。另外，在分析曲线运动时，作者对于向心力和离心力的辨析也十分到位，避免了许多初学者容易混淆的地方，并且提供了许多关于天体运行、汽车转弯等生动案例。我个人在阅读过程中，对书中关于“功”和“能”的相互转化关系的研究特别感兴趣，作者不仅讲解了动能和势能，还深入探讨了非保守力做功时能量的变化，这对于理解机械效率、能量损耗等实际工程问题至关重要。特别是关于变力做功的计算，作者提供的积分方法，虽然一开始需要一点时间去适应，但一旦掌握，解决起复杂问题来就事半功倍了。这本书的篇幅虽然不小，但内容安排得当，章节之间的过渡自然流畅，给我留下了深刻的印象。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《工程力学：动力学》这本书在讲解基础概念方面，做得非常到位。作者在介绍“牛顿运动定律”时，不仅仅是罗列公式，而是通过生动的实验场景，例如惯性定律在地球上和太空中的表现，以及不同质量的物体受力后的运动差异，来帮助读者理解这些基本定律的内涵。我特别欣赏书中对“功”和“能”的阐述，作者不仅区分了动能和势能，还深入讲解了能量守恒定律在各种物理过程中的应用，从简单的物体下落到复杂的机械系统，都运用能量的视角进行了分析，这让我对问题的解决思路有了新的认识。书中关于“动量”和“冲量”的讲解，也同样精彩，通过分析各种冲击和碰撞问题，如台球碰撞、火箭发射等，清晰地展示了动量守恒和冲量的概念，让我能够更准确地理解和计算这些过程。我对书中关于“振动”的章节尤为关注，作者从简单的振动模型开始，逐步引入阻尼和外力，讲解了自由振动、阻尼振动和受迫振动，并通过大量的图示和数学推导，让我能够透彻理解这些振动现象的产生机理和特点。

评分☆☆☆☆☆

这本《工程力学：动力学》对我来说，是一本极具启发性的教材。作者在处理“力的分解与合成”时，采用了多种方法，包括图解法和解析法，并且通过分析斜坡上物体的受力情况、多力作用下的物体平衡等，让我能够熟练运用这些工具来解决实际问题。书中对“能量”概念的讲解，也让我印象深刻，作者不仅介绍了动能和势能，还详细讨论了功在改变物体能量中的作用，以及机械能守恒定律的适用范围。这对于我理解机械系统的效率和能量损耗至关重要。我特别喜欢书中关于“角动量”和“转动惯量”的讲解，作者从直观的例子入手，例如旋转的冰上芭蕾舞者、陀螺的运动等，让我能够深刻理解角动量的概念，并进一步理解刚体绕定轴转动的规律。书中关于“振动”的章节，作者的讲解非常细致，从简谐运动的特性，到阻尼和驱动力的影响，再到共振现象的产生，每一步都解释得非常清楚，让我能够理解这些现象在实际工程中的应用和危害。

评分☆☆☆☆☆

《工程力学：动力学》这本书给了我前所未有的学习体验。作者在讲解“相对运动”时，用了非常形象的比喻，例如在移动的火车上扔球，以及在旋转的木马上观察物体，这些都让我在脑海中形成了清晰的图像，从而理解了速度和加速度的相对性。书中对于“冲击”和“动量”的讲解，绝对是亮点，作者通过分析各种碰撞场景，从最简单的弹性碰撞到非弹性的碰撞，详细阐述了动量守恒定律的应用，并且还引入了“系数”的概念来衡量碰撞的恢复程度，这让我对碰撞的物理过程有了更深刻的认识。我尤其喜欢书中关于“功”和“功率”的论述，作者不仅定义了功和功率，还通过计算起重机提升重物、汽车发动机做功等实际例子，让我理解了这两个概念在工程领域的实际意义。而且，作者还深入探讨了“机械能守恒”的条件，以及在各种实际情况下能量如何发生转化和损耗，这对于我理解机械效率和能量经济性非常有帮助。此外，关于“振动”的章节，作者的讲解非常系统，从最简单的简谐运动，到复杂的阻尼振动和受迫振动，每一步都循序渐进，配合大量的图解，使得抽象的数学公式变得生动形象。

评分☆☆☆☆☆

这本《工程力学：动力学》的编排和内容质量都属上乘。作者在引入“角动量”这一概念时，并没有直接给出复杂的公式，而是从“力矩”和“角速度”这两个相对容易理解的概念入手，逐步引导读者认识到角动量的守恒性及其在分析旋转运动中的重要性。书中关于“刚体绕定轴转动”的部分，作者的讲解逻辑非常清晰，从转动惯量的概念，到转动微分方程的建立，再到求解各种转动问题，每一步都做得非常到位，让我能够逐步建立起对刚体动力学的理解。尤其是书中在分析飞机起飞、直升机旋翼转动等实际案例时，运用了大量的计算和图示，使得这些复杂的动力学现象不再是高不可攀，而是可以被清晰地分析和理解。我个人非常欣赏作者在讲解“振动”问题时，所采用的“模态分析”的思想，虽然书中没有直接使用这个术语，但作者通过对不同振动模式的分解和分析，让我能够理解复杂的振动现象是如何由简单的基本振动叠加而成，这对于工程结构的抗震设计非常有启发。另外，关于“能量”在动力学中的应用，作者也做了非常深入的探讨，不仅讲解了动能和势能，还包括了弹性势能、内能等，并通过一系列的例题，展示了如何利用能量守恒和能量转换的原理来解决复杂的动力学问题。