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唐静静，刘荣梅，范钦珊 著

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• 高等教育
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• 物理学
• 静力学
• 动力学
• 材料力学

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302300137

版次：2

商品编码：12266411

包装：平装

丛书名： 普通高等院校基础力学系列教材

开本：16开

出版时间：2012-09-01

用纸：胶版纸

页数：319

字数：505000

正文语种：中文

内容简介

　　根据教育部高等学校力学基础课程教学指导委员会2009年制订的“理论力学课程教学基本要求”和“材料力学课程教学基本要求”以及广大读者的意见，《工程力学（第2版）》第2版在内容与体系方面作了如下调整：
　　（1）引入大量工程实例，突出从“工程构件与结构”到“力学模型”的理论分析的基础；以及从“力学模型”与理论分析成果到解决“工程实际问题”的基本思路。（2）新增“简单的静不定问题”一章，将原来分散在各章的静不定问题都归纳到这一章里。（3）更新了部分例题和习题。（4）彩色版全部采用彩色图形和图片，同时出黑白版。
　　全书除课程概论外，分为3篇，共13章。第一篇为静力学，包括：静力学的基本概念与物体受力分析、力系的等效与简化、力系的平衡条件与平衡方程共3章。第二篇为材料力学，包括：材料力学概述、杆件的内力分析与内力图、拉压杆件的应力变形分析与强度设计、圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计、弯曲强度问题、弯曲刚度问题、应力状态与强度理论及其工程应用、压杆的稳定性分析与稳定性设计共8章。第三篇为专题概述，包括：简单的静不定问题、动载荷与疲劳强度概述共2章。所需学时约为66～76。
　　与《工程力学（第2版）》配套的立体化教材有学生用的学习指导用书，教师用的电子助教。全套教材可供高等院校理工科各专业工程力学课程使用。

内页插图

目录

课程概论
0．1 工程力学与工程密切相关
0．2 工程力学的主要内容与分析模型
0．2．1 工程力学的主要内容
0．2．2 工程力学的两种分析模型
0．3 工程力学的分析方法
0．3．1 两种不同的理论分析方法
0．3．2 工程力学的实验分析方法
0．3．3 工程力学的计算机分析方法

第一篇 静力学
第1章 静力学的基本概念与物体受力分析
1．1 静力学模型
1．1．1 物体的抽象与简化——刚体
1．1．2 集中力和分布力
1．2 力与力系的基本概念
1．2．1 力与力系
1．2．2 静力学基本原理
1．3 工程中的约束与约束力
1．3．1 约束与约束力的概念
1．3．2 绳索约束与带约束
1．3．3 刚性光滑面约束
1．3．4 刚性光滑铰链约束
1．4 力对点之矩与力对轴之矩
1．4．1 力对点之矩
1．4．2 力对轴之矩
1．4．3 合力矩定理
1．5 受力分析方法与过程
1．6 结论与讨论
1．6．1 关于约束与约束力
1．6．2 关于受力分析
1．6．3 关于二力构件
1．6．4 关于静力学中某些原理的适用性
习题
第2章 力系的等效与简化
2．1 力系等效与简化的概念
2．1．1 力系的主矢与主矩
2．1．2 力系等效的概念
2．1．3 力系简化的概念
2．2 力偶及其性质
2．2．1 力偶——最简单、最基本的力系
2．2．2 力偶的性质
2．2．3 力偶系及其合成
2．3 力系简化的基础——力向一点平移定理
2．4 平面力系的简化
2．4．1 平面汇交力系与平面力偶系的合成结果
2．4．2 平面一般力系的简化方法与过程
2．4．3 平面一般力系的简化结果
2．5 固定端约束的约束力
2．6 结论与讨论
2．6．1 几个不同力学矢量的性质
2．6．2 平面一般力系简化的几种最后结果
2．6．3 关于实际约束的讨论
2．6．4 关于力偶性质推论的应用限制
习题
第3章 力系的平衡条件与平衡方程
3．1 平面力系的平衡条件与平衡方程
3．1．1 平面一般力系的平衡条件与平衡方程
3．1．2 平面一般力系平衡方程的其他形式
3．2 简单的刚体系统平衡问题
3．2．1 刚体系统静定与静不定的概念
3．2．2 刚体系统平衡问题的特点与解法
3．3 考虑摩擦时的平衡问题
3．3．1 滑动摩擦定律
3．3．2 考虑摩擦时构件的平衡问题
3．4 结论与讨论
3．4．1 关于坐标系和力矩中心的选择
3．4．2 关于受力分析的重要性
3．4．3 关于求解刚体系统平衡问题时要注意的几个方面
3．4．4 摩擦角与自锁的概念
3．4．5 空间力系特殊情形下的平衡方程
习题

第二篇 材料力学
第三篇 专题概述

前言/序言

　　本书自2005年出版以来已经经历了6个年头，这期间很多高校都选用它作为“工程力学”课程教材。著者藉本书再版之际感谢教学第一线的老师和同学以及业余读者对本书的厚爱。
　　最近几年，著者一方面在教学第一线从事本科生教学工作；另一方面，藉到全国各地讲学之机，对我国高等学校“工程力学”的教学状况和对“工程力学”教材的需求进行了大量调研，征求了全国很多高校从事基础力学教学工作的老师，和学习“工程力学”课程的同学，关于“工程力学”教材使用和修改的意见。
　　大家一致认为，我们编写新时期“工程力学”教材的指导思想是正确的，这就是：在面向21世纪课程教学内容与体系改革的基础上，进一步对教学内容加以精选，下大力气压缩教材篇幅，同时进行包括主教材、教学参考书——教师用书和学生用书、电子教材——一电子教案与电子书等在内的教学资源一体化的设计，努力为教学第一线的老师和同学提供高水平、全方位的服务。
　　新世纪中新事物层出不穷，没有也不应该有一成不变的教材，我们将努力跟上时代的步伐，以不断提高“工程力学”课程教学质量为己任，不断地从理念、内容、方法与技术等方面对“工程力学”教材加以修订，使之日臻完善。
　　根据教育部高等学校力学基础课程教学指导委员会2009年制订的“理论力学课程教学基本要求”和“材料力学课程教学基本要求”，以及广大读者的意见，本书第2版在内容与体系方面作了如下调整：
　　（1）引入大量工程实例，突出从“工程构件与结构”到“力学模型”和相应的力学分析；以及从“力学模型”与理论分析成果到解决“工程实际问题”的基本思路。力图在提高读者学习“工程力学”的兴趣的同时，提高读者的工程意识与解决实际问题的能力。
　　（2）新增“简单的静不定问题”一章，将原来分散在各章的静不定问题都归纳到这一章里。
　　（3）更新了部分例题和习题。
　　第2版除课程概论外，分为三篇，共3章。第一篇为静力学，包括：静力学的基本概念与物体受力分析、力系的等效与简化、力系的平衡条件与平衡方程共3章。第二篇为材料力学，包括：材料力学概述、杆件的内力分析与内力图、拉压杆件的应力变形分析与强度设计、圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计、弯曲强度问题、弯曲刚度问题、应力状态与强度理论及其工程应用、压杆的稳定性分析与稳定性设计共8章。第三篇为专题概述，包括：简单的静不定问题、动载荷与疲劳强度概述共2章。所需学时约为66～76。本书由范钦珊主编，唐静静、刘荣梅、范钦珊编著，唐静静和刘荣梅分别是2006年和2004年全国青年力学教师讲课竞赛特等奖获得者，两位年轻老师的加盟，一方面有利于在新版教材中反映教学第一线的要求与教学改革成果；另一方面也有利于保持教材建设的连续性。
　　本书初稿是著者2010年6-8月间在加拿大多伦多休假期间完成的。衷心感谢旅居加拿大的赵渊先生和范心明女士为著者提供的良好的工作环境与生活条件。
　　衷心希望关爱本书的广大读者继续对本书的不足之处提出宝贵意见。
　　范钦珊
　　2011年1月11日于南京

《力学的世界：从牛顿到现代的演进》 内容简介： 《力学的世界：从牛顿到现代的演进》是一部旨在深入探索人类认识和驾驭物质世界运动规律的宏伟史诗。本书并非一本教材，不聚焦于某个特定学科的公式推导或习题解答，而是将目光投向力学作为一门学科的历史发展脉络，从其最古老的哲学思辨，到牛顿时代奠定的经典力学基石，再到20世纪相对论和量子力学带来的革命性突破，最终眺望力学在现代科学技术中的广泛应用与未来发展。 第一章：起源与萌芽——古希腊的哲学沉思与早期探索 人类对运动的思考，最早可以追溯到古希腊时期。本书将首先回顾亚里士多德等哲学家对运动的直观观察和哲学解释。尽管这些早期观点在科学上存在局限，但它们却标志着人类开始有意识地去理解“为什么物体会运动”这一根本性问题。我们将探讨阿基米德在杠杆原理和浮力方面的早期贡献，这些工作不仅是早期力学的实践成果，也展现了数学工具在解释物理现象中的潜力。本章将重点阐述，在缺乏系统实验方法和精密测量工具的情况下，古人是如何通过逻辑推理和几何学来构建对世界运动的初步认知。 第二章：巨人的肩膀——牛顿力学体系的建立 17世纪是力学发展史上具有划时代意义的时期。本章将详细剖析艾萨克·牛顿如何集前人之大成，构建了牛顿力学这一个完整的、普适的运动规律体系。我们将深入探讨牛顿的三大运动定律，揭示它们如何简洁而深刻地描述了宏观物体在惯性、力和加速度之间的关系。本书将特别强调万有引力定律的革命性意义，它不仅统一了天体运动和地面物体的运动，更是人类首次在宇宙尺度上发现了支配物质相互作用的统一规律。我们将回顾笛卡尔的坐标系、伽利略的自由落体实验以及开普勒的行星运动定律等，阐述这些贡献是如何为牛顿理论的建立铺平道路的。本章还将讨论牛顿力学在数学上的严谨性，以及它如何通过微积分这一强大工具得到了进一步的支撑。 第三章：经典力学的辉煌与挑战——能量、动量与系统的分析 在牛顿力学的基础上，18世纪和19世纪的科学家们进一步深化了对力学的理解，并将其应用领域不断拓展。本章将介绍能量守恒定律的发现和发展，解释能量在不同形式之间转化而总量不变的深刻含义，以及其在机械能、热能等方面的具体体现。我们将探讨动量及其守恒定律，阐述其在碰撞、反冲等现象中的重要作用。本书还将深入介绍分析力学（如拉格朗日力学和哈密顿力学）的诞生，揭示它们如何通过引入广义坐标和广义动量等概念，以一种更抽象、更简洁的方式描述复杂系统的运动，为解决多体问题和更广泛的物理学研究奠定了基础。本章还将回顾经典力学在天文学、工程学等领域的成功应用，同时也预示着在微观世界和高速运动领域可能存在的局限性。 第四章：时间和空间的革命——相对论的诞生 20世纪初，物理学面临着前所未有的挑战，经典力学在描述高速运动和电磁现象时显露出不足。本章将聚焦阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论。我们将详细阐述狭义相对论的两个基本假设：光速不变原理和相对性原理，以及由此推导出的时间膨胀、长度收缩、质能方程E=mc²等颠覆性的结论。本书将用通俗易懂的语言解释，时间和空间不再是绝对独立的背景，而是相互关联、可以被观察者运动状态影响的统一体。随后，我们将介绍广义相对论，它将引力解释为时空弯曲的结果，深刻改变了我们对宇宙大尺度结构的认识。本章将强调相对论对经典力学基本概念的重塑，以及它对现代物理学和天文学的深远影响。 第五章：微观世界的奇迹——量子力学与原子运动 与宏观世界的经典描述不同，微观粒子展现出截然不同的行为。本章将深入探讨量子力学的兴起，从普朗克的能量量子假说到玻尔的原子模型，再到薛定谔方程和海森堡不确定性原理。我们将解释量子力学如何描述微观粒子的波粒二象性、量子叠加态和量子纠缠等奇特现象。本书将重点强调量子力学与经典力学的根本差异，以及它如何成功解释原子的结构、光谱的产生以及物质的各种基本性质。我们将讨论量子力学在理解化学键、半导体材料以及粒子物理学等领域中的核心作用。 第六章：力学在现代社会的脉搏——应用与前沿 本章将视角转向力学在当今社会中的广泛应用。我们将审视经典力学在航空航天工程、土木工程（桥梁、建筑）、机械设计、汽车工业等领域的基石作用，强调其在保证工程安全和效率方面不可替代的价值。同时，我们将探讨相对论在GPS全球定位系统等现代技术中的实际应用，揭示其并非仅仅是理论上的奇观。本书还将深入介绍量子力学如何驱动了半导体产业、激光技术、核能以及未来量子计算的发展。我们将进一步展望力学前沿研究，例如湍流理论的挑战、复杂系统的建模、生物力学（如骨骼的受力分析、血液流动）以及天体物理中的极端力学现象（如黑洞、中子星）。 第七章：力学的哲学意蕴与未来展望 《力学的世界》的最后一章将回归哲学层面，探讨力学发展所带来的对宇宙观、因果律以及人类认知边界的深刻影响。我们将反思决定论与概率论在力学中的体现，以及量子力学带来的新的哲学思考。本书将总结力学作为一门学科，其核心在于揭示和描述物质世界的运动规律，这种规律的普适性和统一性是人类智慧的伟大体现。最后，我们将展望未来，力学研究将如何继续与数学、计算机科学、信息科学等领域深度融合，不断拓展我们对物质世界运动本质的理解，并为解决人类面临的重大挑战提供新的思路和技术支撑。 本书特点： 宏观视角： 聚焦力学学科的整体发展历程，而非局限于单一理论或技术。 历史脉络： 按照时间顺序，清晰展现力学理论的演进和突破。 概念解析： 用生动形象的语言解释复杂的力学概念，力求通俗易懂。 跨学科联系： 强调力学与其他科学领域（数学、物理、工程、哲学）的紧密关联。 应用导向： 详细阐述力学原理在现代科技和日常生活中的重要应用。 启发思考： 引导读者深入思考力学背后的哲学意蕴和未来发展方向。 《力学的世界：从牛顿到现代的演进》是一部献给所有对世界运行机制充满好奇心读者的读物。它将带领您穿越时空的界限，从古人的哲学思辨到现代科学的尖端探索，感受人类认识和驾驭物质世界运动规律的智慧光辉。

评分☆☆☆☆☆

这本《工程力学（第2版）》真的是让我眼前一亮，作为一名刚踏入工程领域的研究生，之前对力学的理解总是有些零散和概念不清。拿到这本书后，我立刻被它清晰的逻辑和由浅入深的讲解方式吸引住了。作者并没有一开始就抛出复杂的公式和定理，而是从最基础的物理概念入手，比如什么是力、什么是位移、什么是约束等等，然后逐步引导我们理解力的合成与分解、平衡条件等核心内容。我特别喜欢书中大量的插图和实例，它们生动形象地展示了理论知识在实际工程中的应用，比如桥梁的受力分析、机械臂的运动轨迹等等，这让原本抽象的概念变得触手可及。而且，书中对每一个例题的解析都非常细致，一步一步地展示了如何建立模型、如何列出方程、如何求解， bahkan 还会提醒我们一些容易出错的地方，这种严谨的态度让我受益匪浅。读完前几章，我感觉之前学习力学时遇到的很多困惑都迎刃而解了，对未来深入学习更复杂的工程问题充满了信心。这本书不仅仅是教材，更像是一位循循善诱的老师，带领我开启了工程力学的精彩世界。

评分☆☆☆☆☆

这本《工程力学（第2版）》给我带来的最大感受就是它的“实用性”。我之前接触过一些理论性很强的力学书籍，读起来总是感觉离实际工程应用很远。但是这本教材，从头到尾都渗透着一种解决实际问题的导向。它不仅仅教你如何计算，更教你如何“思考”一个工程问题。比如，在讲到结构稳定性的时候，它会结合实际的案例，分析建筑物倒塌的原因，以及如何通过设计来避免这些问题。书中提供的图表也非常具有参考价值，很多都是工程实践中常用的图表，学会了这些，感觉就能直接上手做一些基础的工程分析了。而且，这本书对各种力学分支的衔接也非常到位，比如它在介绍材料力学的时候，会巧妙地引用之前学习的静力学知识，让知识点之间形成一个有机的整体，而不是孤立的存在。我特别喜欢书中对一些工程材料的性能介绍，以及它们在不同受力情况下的表现，这让我对材料的选择和应用有了更深的认识。总的来说，这本书让我觉得，学习力学不仅仅是为了通过考试，更是为了掌握一门解决工程难题的强大工具。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到《工程力学（第2版）》这本书时，我心里还是有点打鼓的。毕竟工程力学这门课，听起来就不是那么容易对付。但是翻开书，我的担心就少了许多。这本书的排版非常舒服，字体大小适中，段落清晰，阅读起来一点也不费劲。我最欣赏的是它的内容组织方式，它不是一股脑地把所有知识点堆砌在一起，而是有条不紊地展开。比如，在讲到刚体动力学的时候，它会先复习静力学和运动学的相关概念，确保读者对基础有牢固的掌握，然后再引入更高级的内容。这种循序渐进的学习路径，对于像我这样基础不是特别扎实的同学来说，简直是福音。而且，书中对某些关键概念的解释，比如惯性力、虚功原理等，都花了很大的篇幅，用不同的角度去阐释，甚至还加入了历史发展的脉络，让我不仅理解了“是什么”，更理解了“为什么”。我记得有一个关于振动的章节，作者通过一个简单的弹簧振子模型，层层剥开，最终推导出复杂的阻尼振动方程，这个过程让我惊叹不已。这本书真的让我感受到，力学的美在于它的逻辑严谨和解决问题的强大能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书《工程力学（第2版）》简直是我大学生涯里的一股清流！我一直觉得力学这门课，虽然重要，但实在是枯燥乏味，很多公式和概念都像天书一样。但这本书完全颠覆了我的看法。作者的语言风格非常平实，没有那些华丽辞藻，但却能精准地表达出最核心的原理。我尤其喜欢书中对公式的推导过程，从来不是简单地罗列，而是会详细说明每一步的物理意义，以及这个公式是如何从基本定律演变而来的。这让我感觉自己不是在被动地记忆，而是在主动地参与到知识的构建过程中。举个例子，在讲到材料力学中的应力应变时，作者花了整整一个章节来解释“何谓应力，何谓应变”，并且通过各种实验的描述，让我深刻理解了它们在现实中的含义，而不是仅仅停留在公式层面。这本书还有一个特点，就是它鼓励读者思考，在章节的末尾总会有一些“思考题”或者“探究性问题”，引导我们去联想和应用所学知识，这比那种简单的习题集要有用得多。我现在觉得，力学不只是冰冷的数字，它更是一种观察世界、分析问题的方法论。

评分☆☆☆☆☆

读完《工程力学（第2版）》，我最大的体会就是它的“深度”与“广度”并存。它在深度上，对每一个核心概念都进行了非常细致和深入的探讨，不会止步于表面现象。比如，在讲到能量原理时，它不仅介绍了功和能的概念，还深入讲解了势能、动能、虚功等，并用它们来解决复杂的力学问题，让我对能量守恒定律有了全新的认识。同时，它在广度上也覆盖了工程力学的主要分支，从基础的静力学、运动学、动力学，到更高级的材料力学、结构力学等，都有涉及，并且能看出各个分支之间的内在联系。我印象特别深刻的是，在介绍振动分析时，它不仅讲解了自由振动，还讨论了受迫振动和共振等现象，并且用了一个相当篇幅的章节来讨论如何抑制和控制振动，这对于很多工程领域都至关重要。这本书的难度梯度设置也很合理，如果你是初学者，可以循序渐进地学习基础；如果你已经有一定基础，也可以通过阅读后面的章节来深化理解。总之，这本书不仅是一本教材，更像是一本力学领域的“百科全书”，让我受益匪浅。