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庄表中，王惠明著 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040262926

商品编码：29729496306

包装：平装

出版时间：2009-06-01

基本信息

书名:应用理论力学实验(附光盘高等学校教材)

定价：25.00元

售价：17.5元,便宜7.5元,折扣70

作者:庄表中,王惠明著

出版社：高等教育出版社

出版日期：2009-06-01

ISBN：9787040262926

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.300kg

编辑推荐

内容提要

本书把身边的、工程中的和科研成果中的与理论力学有关的实例，通过演示和实验两大部分加以介绍，并对实验室可供学生如何动手实施定性和定量的实验作了说明。全书共分6章：章绪论，讲述应用理论力学实验的内容、理论力学应该上实验课的理由以及实验方法与时间安排；第2章为静力学的创新应用演示实例；第3章为运动学的创新应用演示实例；第4章为动力学的创新应用演示实例；第5章为理论力学中的若干实验(包括：①动、静滑动摩擦因数的测试；②不可见轴产品的转速测试；③功率、力矩、转速三者的关系与动力机的效率)；第6章为ZME-1型理论力学多功能实验台介绍与实验步骤。此外，为便于读者阅读和使用此书，书后附有6项可供参考的知识和4个实验报告参考格式。本书附有光盘1片，内容包括：1．静力学中若干应用演示实例的视频；2．运动学中若干应用演示实例的视频；3．动力学中若干应用演示实例的视频；4．动滑动摩擦因数实验测试与操作指南(有视频的ppt)；5．不可见轴产品的转速测试方法与操作指南(有视频的ppt)；6．功率、力矩、转速的测试方法与操作指南(有视频的ppt)；7．ZME-1型理论力学多功能实验台操作指南。本书可作为高等学校理论力学实验课程的教材，也可供有关工程技术人员参考。

目录

章 绪论
§1．1 应用理论力学实验的内容
§1．2 理论力学应该上实验课的理由
§1．3 实验方法与时间安排
第2章 静力学的创新应用演示实例
§2．1 曲柄滚轴拖把挤水的过程与受力分析
§2．2 桑塔纳汽车用的千斤顶受力分析与自锁条件
§2．3 膨胀螺钉的应用技术与约束力分析
§2．4 管子钳与剪刀钳的受力分析
§2．5 挖掘机部件的受力分析与求解各油缸的推力或拉力
§2．6 压延机的摩擦因数问题
§2．7 滑动摩擦不自锁问题——自动关门的摇皮
§2．8 翻倒问题与起重机的稳定度
§2．9 螺旋压榨机或螺旋拔销爪
第3章 运动学的创新应用演示实例
§3．1 旋转式、往复式剃须刀的比较，曲柄框架机构与外壳振动控制的技术
§3．2 推土机的机构运动与分析
§3．3 多功能万花尺——刚体作平面运动时，平面图形上各点有不同的轨迹
§3．4 绕线器的转速比与圈数指示器
§3．5 用尼龙丝作刀具的高速转动割草机
§3．6 自动旋转螺丝刀的行星齿轮
§3．7 塑料套会自动套在鞋上的机器
§3．8 苹果削皮机的运动分析
第4章 动力学的创新应用演示实例
§4．1 拳击机拳击力的标定方法和动力学普遍定理的综合应用
§4．2 质点系动量定理的演示
§4．3 平衡的四个问题
§4．4 振动产生优美动听的音乐
§4．5 隔振理论及各种隔振器
§4．6 几种悬浮平衡
第5章 理论力学中的若干实验
§5．1 动、静滑动摩擦因数的测试
§5．2 不可见轴产品的转速测试
§5．3 功率、力矩、转速三者的关系与动力机的效率
第6章 ZME-1型理论力学多功能实验台介绍与实验步骤
§6．1 实验内容
§6．2 实验装置
§6．3 实验指导
§6．4 ZME-1型理论力学多功能实验台实验报告(见附录J)
附录A 三线摆实验方法求均质、等厚度圆盘转动惯量计算公式的推导
附录B 力学中若干物理量的“分贝”表示方法
附录C 非均质物体转动惯量测试的等效技术
附录D 乐音频率与八音琴音键固有频率的计算
附录E 力学量国际单位制单位
附录F 实验数据的类型与处理
附录G 动滑动摩擦因数测试实验报告
附录H 不可见轴产品的转速测试实验报告
附录I 小型直流电机的功率、力矩、转速测试实验报告
附录J ZME-1型理论力学多功能实验台实验报告
参考文献

作者介绍

文摘

序言

经典力学实验的严谨探索与实践：一本深入理解理论与实践的桥梁之作 导言： 在工程科学与物理学领域，力学作为一门基础学科，其理论的掌握与实验的验证密不可分。本书并非您提及的《应用理论力学实验（附光盘）》，而是专注于为读者提供一个独立、深入、且高度聚焦的实验方法论与经典力学核心原理验证平台。它旨在弥补纯理论学习与真实工程环境之间的鸿沟，通过一系列精心设计的实验项目，使学习者能够亲手触摸、测量和分析物理世界的力学现象。 第一部分：实验的基石——精确测量与误差分析的艺术 本书的开篇并非直接跳入复杂的力学模型，而是回归到科学实验的根本——测量。我们认为，任何有效的力学实验都建立在可靠的数据基础之上。 第一章：精密测量的基础理论与实践 本章详细阐述了误差的来源、分类（系统误差与随机误差）以及现代计量学中的不确定度评定方法。我们深入探讨了游标卡尺、螺旋测微器等传统精密量具的正确使用规范，并引入了更高级的测量工具，如激光位移传感器和应变片的基础原理。 重点内容： 显著性检验、最小二乘法在数据拟合中的应用、测量链的误差传递分析。 实践目标： 培养学生对测量结果的批判性思维，理解“精确性”并非绝对，而是有界限的。 第二章：数据采集与初步处理 在实验数据数字化趋势下，本章侧重于如何高效、准确地采集动态或准静态的力学数据。内容涵盖了数据采集卡（DAQ）的硬件选型、信号调理电路（如桥式电路用于应变测量）的配置，以及时间序列数据的预处理技术，如滤波（均值滤波、低通滤波）以去除环境噪声。 案例分析： 对一个简谐振动的位移-时间曲线进行采集，并使用傅里叶分析方法初步识别信号中的主频率成分。 第二部分：静力学与材料力学的核心验证 在奠定测量基础后，本书转向对力学最基本分支——静力学和材料力学——的实验性验证。 第三章：平衡态的精确检验：静力学实验 本章设计的实验严格遵循牛顿第一定律和静力平衡条件。重点不再是计算题，而是如何在一个存在摩擦、可能存在支撑结构变形的真实系统中，验证 $sum F = 0$ 和 $sum M = 0$ 成立的条件。 实验实例： 力的平行四边形法则验证： 使用力塔和测力计，在不同角度下精确测量合力，并与理论计算值进行对比分析，重点讨论力的矢量分解误差。 平面桁架的节点力分析： 搭建一个小型桁架结构，施加已知载荷，使用应力测量技术（如粘贴应变片）或拆卸测量，验证各杆件的内力分布是否与理论解（如节点法或截面法）相符。 第四章：材料的应力-应变响应：本构关系的实验确立 这是对材料力学理论理解的关键一步。本章详述了如何使用万能试验机进行标准化的拉伸、压缩和弯曲试验。 核心实验： 金属材料的单轴拉伸试验： 详细指导如何选取试样、安装引伸计（重点是接触式和非接触式引伸计的差异与选择），并精确标定弹性模量（杨氏模量）、屈服强度和极限抗拉强度。讨论了加工硬化现象的实验观察。 扭转试验与剪切模量测定： 使用扭转试验机，研究圆截面杆件在纯扭转载荷下的应力分布，实验测定材料的刚性模量（剪切模量 $G$）。 韧性与脆性行为的判据实验： 通过冲击试验（如夏比V型缺口冲击试验）观察材料的韧脆转变温度，结合断口分析，深入理解材料的微观结构对抗拉特性的影响。 第三部分：动力学与振动的探索 在掌握静态力学后，本书引导读者进入时变的动力学领域，理解系统在时间和空间上的演化。 第五章：振动系统的自由响应与特性辨识 本章的核心在于如何通过实验手段确定一个实际机械系统的固有频率和阻尼比。 实验方法： 自由振动衰减试验： 对一个单自由度弹簧-质量系统施加初始激励后，利用传感器记录其自由衰减过程。通过对衰减曲线进行对数减减法处理，精确计算阻尼比 $zeta$。 受迫振动与频率响应函数（FRF）： 使用激振器（如冲击锤或电磁激振器）对系统施加正弦扫频激励。通过采集输入力与输出响应（加速度或位移）的信号，绘制频率响应曲线，从而直观确定系统的共振峰值与带宽。 第六章：刚体动力学的实验验证 本章关注于对角动量定理和能量守恒在实际转动系统中的应用。 实例探究： 转动惯量的精确测量： 利用回转仪或简单的摆动实验装置，通过测量系统的周期，结合已知的质量和几何尺寸，反演出实际转动惯量，并与理论计算值进行对比，探讨支撑轴的摩擦力矩对结果的影响。 陀螺效应的定性与定量观察： 设计一个小型陀螺仪实验平台，让学生亲身体验进动、章动等现象，并利用角动量守恒原理定量解释观测到的现象。 第四部分：高级主题与实验建模 第七章：实验中的结构动力学初步 本章开始接触到更高阶的力学问题，即对复杂结构（如梁）的模态分析。 模态分析实验： 介绍模态试验的基本流程，包括对一根悬臂梁进行激励和响应点的布置，使用频响函数数据，通过峰值频域法或频域分解法（FDD）初步识别结构的前几个振型和对应的固有频率。 结论：从数据到知识的飞跃 全书贯穿了严谨的科学态度和对实验不确定性的尊重。每一章的实验报告要求都强调了结果的讨论与不确定度的量化，而不是简单地罗列数据。本书旨在将学生培养成能够设计、执行、分析和报告复杂力学实验的合格工程师和研究人员，使他们能够将抽象的力学方程转化为可被量化验证的物理现实。本书不依赖于任何特定的软件或光盘资源，而是提供了一套普适的、基于物理原理的实验方法论框架。

评分☆☆☆☆☆

终于收到这本《应用理论力学实验》，早就听闻其在力学实验教学领域的大名。我是一名即将步入大三的工科学生，理论力学课程的学习对我来说是基础中的基础，也正是因此，实验环节的理解和掌握显得尤为重要。这本书的装帧非常扎实，拿在手里有分量，内页纸张的质感也很好，印刷清晰，这给了我一种踏实感。打开目录，首先映入眼帘的是实验的编排逻辑，从最基础的受力分析到较为复杂的材料力学实验，循序渐进，层层递进，这对于我这样需要系统性学习的学生来说，无疑是一个巨大的福音。我尤其期待书中关于实验误差分析和数据处理的部分，这往往是理论联系实际最关键的环节，也是很多同学感到困惑的地方。希望这本书能提供更深入、更易于理解的指导，帮助我真正掌握实验的精髓，而不是仅仅完成任务。另外，封面设计也比较简洁大气，符合教材应有的严谨风格。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初次接触理论力学实验的教师，对于如何有效地开展实验教学感到有些迷茫。这本《应用理论力学实验》的出版，对我来说无疑是雪中送炭。我特意仔细研究了其中的一些章节，发现它在实验项目的选择上非常具有代表性，几乎涵盖了理论力学课程的全部核心内容。更重要的是，书中对每个实验的“实验目的”、“实验装置”、“实验步骤”、“数据记录”和“结果分析”都进行了详细的阐述，并且配有清晰的图示，这极大地降低了我的备课难度。我特别欣赏书中关于“注意事项”和“安全提示”的强调，这对于确保实验过程的安全至关重要。我也期待书中所附光盘的具体内容，希望能看到更丰富的演示动画、仿真软件或者数据处理工具，这将有助于我更生动、更有效地向学生传授知识。

评分☆☆☆☆☆

作为一个多年从事力学教学工作的教师，我一直关注着市面上优秀的实验教材。这本《应用理论力学实验》的确给了我不少惊喜。从内容上看，它不仅涵盖了理论力学课程的经典实验项目，如力传感器、扭矩测试、振动分析等，更重要的是，它在实验的设计理念和教学方法上有所创新。我注意到书中对实验的背景介绍、理论依据的阐述都非常详实，并且给出了不同层级的实验要求，这对于因材施教、满足不同层次学生的需求非常有帮助。书中对实验仪器的选用、操作步骤的规范以及安全注意事项的强调，都体现了编写者的严谨和负责。最令我印象深刻的是，书中似乎融入了当前一些先进的实验技术和仿真手段，这对于培养学生的新工科素养和创新能力具有重要意义。当然，教学的最终效果还需要在课堂上检验，但我对这本书的潜力充满期待，相信它能够成为我们教学工作中的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

作为一名曾经的工科生，我深知理论力学实验的重要性。毕业多年，回想起来，那些在实验室里一遍遍测量、计算的日子，是理论知识转化为实践能力的重要过程。这本《应用理论力学实验》唤起了我很多美好的回忆。它不仅仅是一本教材，更像是一本关于探索的指南。我注意到书中对于实验数据的处理和分析部分，似乎引入了一些统计学的方法，这在我的学习年代可能还不是那么普及，但却是非常科学的。科学研究的严谨性就体现在对数据的精确分析上，希望这本书能让现在的学生们更早地掌握这方面的能力。同时，我也关注到这本书提到的“实验报告的撰写规范”，这对于培养学生的科研思维和规范写作习惯至关重要。清晰、准确的报告是实验成果的有效传达。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对力学充满好奇的自学爱好者，一直渴望能通过实践来加深对理论知识的理解。偶然间看到了这本《应用理论力学实验》，立刻被它吸引了。虽然我不是专业的学生，但这本书的讲解方式似乎非常平易近人。我翻阅了几页，发现它不仅仅是简单罗列实验步骤，而是试图从物理现象的本质出发，解释实验设计的原理。书中提到的“实验原理”和“测量方法”部分，用词相对通俗易懂，这对于我这样没有经过系统专业训练的人来说，是极大的帮助。我尤其喜欢那些配图，虽然我还没有看到光盘内容，但仅凭这些图示，就能大致了解实验装置的构造和实验过程。我希望这本书能帮助我建立起对力学实验的直观认识，让我不再仅仅停留在书本上的公式和理论，而是能真正“动手”去感受和验证这些科学规律。