高等院校机械、土建、水利、航空和力学等专业的物理（力学部分）、理论力学、工程力学的教材、技术人员

作为第一门力学专业课程，工程矢量力学的主要目标是，提高工科专业学生用简单的、逻辑的方式分析力学问题的能力，以及通过对一些基本原理的透彻理解，提高解决力学问题的能力。本书适用于大学二年级或三年级学生的静力学和动力学课程的教学，希望本书能帮助教师实现上述目标。 本书第一部分介绍的矢量分析，将贯穿整个静力学和动力学的学习过程。这种矢量方法可以简化力学基本原理的推导，使三维静力学问题求解更简单，也使得分析那些不能用标量方法求解的运动学和动力学问题成为可能。当然，本书的重点仍然是正确理解力学原理，及其在工程问题中的应用，矢量分析则只是一种方便的工具。 本书的特点之一是将质点力学从刚体力学中分出来，这就能够比较早地研究简单的实际应用问题，而比较难的概念可以稍后再讲。例如：静力学中质点静力学讲得最早(第2章)，在介绍矢量加减法之后，马上可以应用质点平衡原理研究仅包括共点力的实际问题。刚体静力学在第3章和第4章讲。在第3章中引入两个矢量的标量积和矢量积，并用以定义力对点的矩和对轴的矩。在严格深入的讨论力系等效之后，通过这些新概念就可以在第4章中直接给出许多刚体在一般力系作用下 平衡问题的实际应用。显然，在动力学中也利用了类似的办法。力、质量、加速度、功、能、冲量和动量这些基本概念都是首先针对质点引入和使用的。因此，在面对刚体运动进行分析之前，学生可以熟练掌握三种动力学基本方法，并充分认识到各种方法的优点。 因为本课是第一门关于静力学的课程，新概念都从简单情况引入并逐步深入讲解，另一方面，通过广泛讨论和强调一般的应用方法，使得定义逐步完善。例如：部分约束和静不定概念，在书中很早给出，并在整个静力学中反复使用。 应该强调一个事实，力学本质上是基于几个基本原理的演绎科学，公式推导逻辑严谨。但是，学习过程大部分是归纳过程，首先考虑简单应用。因此，质点静力学在刚体静力学之前，内力问题在第6章以后才逐渐出现。还有，在第4章，首先考虑的是，可以用初等代数求解的共面力系平衡问题，需要用矢量代数求解的三维力系平衡问题则是在第4章的第二部分才进行讨论的。 隔离体受力图介绍较早，整本书都不断强调其重要性。本书的隔离体受力图，都用不同的颜色来表示不同的物体作用于隔离体上的力，这样学生很容易分辨出作用于给定质点或给定刚体上的力，也方便理解例题中的分析。隔离体受力图，不仅可用于平衡问题，而且可用于表示力系或更一般的矢量系等价的问题，在研究刚体动力学时其优点也是显然的，它可以用于求解二维和三维问题。与代数运动方程相比，“受力图方程”可以更直观、更全面地理解动力学基本定理。由于现在美国工程师流行使用国际单位制，本书将用到的力学中常见的国际单位在第1章作了介绍。 本书有很多用星号表示的选讲章节，它们完全可以从力学课程的核心内容中分离出来，不讲这些内容不会影响对其他内容的理解。选讲内容包括静力学中的力系简化成力螺旋、流体静力学、梁的弯矩剪力图、索的平衡、惯量积与莫尔圆、三维刚体的惯量积和惯量主轴、虚功法。本版还包括确定任意形状刚体惯量主轴和惯量矩(见9．18节)。对于本课程之后选材料力学课的学生，关于梁的章节非常有用；而三维刚体的惯量特性则给将来学习三维刚体动力学的学生一些初步认识。 除了代数、三角和初等运算，本书内容不要求其他预备知识，本书所需的矢量代数的知识在第2章和第3章都有详细的介绍。一般地，我们应更加强调对数学概念的正确理解，不要仅限于对数学方程的灵活应用。与此相关地，必须指出，将复合面积质心确定放在计算质心的积分方法之前，有利于在介绍积分方法之前建立起牢固的截面系数的概念。考虑到工科学生普遍使用计算器，第2章还介绍了如何正确使用计算器求解典型的静力学问题。 每章开头都简要介绍本章的目的和内容，以及相应工程问题的背景材料。课文分成若干单元，每个单元包括一个或几个理论内容、一个或几个例题和大量习题。每个单元都是组织好的一个专题，一般可以作为一次课的内容。不过，有些情况下教师愿意花更多的时间讲这些内容。每章结尾给出本章内容总结。页边注释可以帮助学生复习，交叉引用提醒学生特别注意的问题。 例题采用相同的格式，学生作业也将采用这种格式。因此，例题兼有两种功能：补充理论内容和演示整洁规范的作业格式。 在每次课的内容之后，在例题与习题之间增加了一节“解题指导”，其目的是帮助学生按自己的思路总结前述理论内容和例题的解题方法，顺利完成课外作业；也包括一些帮助学生更有效地完成作业的建议和对策。 大部分习题是工科学生感兴趣的实际问题，但是这些习题是用来验证理论内容，帮助学生理解基本力学原理的。按照需要验证的理论内容将习题分成组，并按难度增加的顺序排好。需要特别注意的习题用星号表示。70％的习题在书后给出了答案，没有答案的习题用斜体序号表示。 随着工科课程增设计算机编程内容以及个人计算机或主机终端在大学里的普及，使得工科学生可以解一些具有挑战性的动力学问题。以前由于需要大量的计算，这些问题在大学生课程中根本无法研究，在这一版《工程矢量力学：静力学》的每章习题中都有一些需要借助计算机求解的。很多习题需要设计程序，比如，在静力学中包括各种构型的结构在不同载荷下的结构分析、确定机构的平衡位置，这些可能需要用迭代方法求解。研究解决力学问题需要的算法对学生有两个好处：(1)帮助学生更好地理解相应的力学原理；(2)给学生提供应用在计算机课程中掌握的技能去解决工程问题的机会。 最后，作者感谢Elliot Eisenberg教授，感谢他为本书提供了大量的具有新意和挑战性的习题，同时感谢那些提供了大量的意见和建议的《工程力学》和《工程矢量力学》的读者们。特别感谢他们提供了很多新的有挑战性的习题。作者衷心感谢使用前几版《工程力学》和《工程矢量力学》的读者提出的有益的意见和建议。 国外高校优秀教材审定委员会 主任委员： 杨叔子 委员（按姓氏笔画为序） 王先逵、王大康、白峰彬、史荣昌、朱孝禄、陆启韶、张润琦、张策、张三慧、张福润、张延华、吴宗泽、吴麒、宋心琦、李俊峰、佘远斌、陈文楷、陈立周、俞正光、赵汝嘉、章栋恩、黄永畅、谭泽光

第1章 引言
1.1 什么是力学
1.2 基本概念和原理
1.3 单位制
1.4 解题方法
1.5 数值精度
第2章 质点静力学
2.1 引言
平面力系
2.2 作用在质点上的力、两个力的合力
2.3 矢量
2.4 矢量相加
2.5 多个共点力的合成
2.6 力的分解
2.7 力的垂直分量、单位矢量
2.8 力的相加：x和y分量求和
2.9 质点平衡
2.10 牛顿第一定律
2.11 质点平衡问题、受力图
空间力系
2.12 空间力的垂直分量
2.13 用大小和作用线上两点确定力
2.14 空间共点力相加
2.15 空间质点的平衡
第2章复习和总结
复习题
第3章 刚体：等效力系
3.1 引言
3.2 外力与内力
3.3 力的可传递原理、等效力系
3.4 两个矢量的矢量积
3.5 矢量积的直角坐标分量表达
3.6 力对点的矩
二维问题
3.7 伐里农定理
3.8 力矩的直角坐标分量
3.9 两个矢量的标量积
标量积的应用
3.10 三个矢量的混合积
3.11 力对给定轴的力矩
3.12 力偶矩
3.13 等效力偶
3.14 力偶相加
3.15 力偶的矢量表示
3.16 将已知力分解为作用在点O的力和力偶
3.17 将一个力系简化为一个力和一个力偶
3.18 等效力系
3.19 等价的矢量系
3.20 力系的进一步化简
*3.21 将力系化简为力螺旋
第3章复习和总结
复习题
第4章 刚体的平衡
4.1 引言
4.2 受力图
二维平衡问题
4.3 二维结构的支承和连接反力
4.4 刚体二维平衡
4.5 静不定反力与部分约束
4.6 二力体的平衡
4.7 三力体的平衡
三维平衡问题
4.8 刚体三维平衡
4.9 三维结构支承和连接处的反力
第4章复习和总结
复习题
第5章 分布力：质心和重心
5.1 引言
面和线
5.2 二维物体的重心
5.3 面和线的形心
5.4 面和线的一次矩
5.5 组合板和线
5.6 通过积分确定形心
5.7 巴普斯－古丁内斯定理
*5.8 梁的分布载荷
*5.9 浸没曲面的载荷
三维体
5.10 三维物体的重心、体积的形心
5.11 组合体
5.12 通过积分确定三维体形心
第5章复习和总结
复习题
第6章 结构分析
6.1 引言
桁架
6.2 桁架的定义
6.3 简单桁架
6.4 桁架分析的节点法
*6.5 特殊载荷条件下的连接节点
*6.6 空间桁架
6.7 桁架分析的截面法
6.8 多个简单桁架构成的桁架
框架和机构
6.9 包含多力构件的结构
6.10 框架的分析
6.11 与支承分离后不再保持刚性的框架
6.12 机构
第6章复习和总结
复习题
第7章 梁和绳索的内力
*7.1 引言
*7.2 构件的内力
梁
*7.3 不同类型的载荷与支承
*7.4 梁的剪力和弯矩
*7.5 剪力图和弯矩图
*7.6 载荷、剪力和弯矩之间的关系
绳索
*7.7 受集中载荷的绳索
*7.8 受分布载荷的绳索
*7.9 抛物线型绳索
*7.10 悬链线
第7章复习和总结
复习题
第8章 摩擦
8.1 引言
8.2 干摩擦定律、摩擦因数
8.3 摩擦角
8.4 涉及干摩擦的问题
8.5 楔子
8.6 矩形螺纹
*8.7 滑动轴承、轴向摩擦
*8.8 止推轴承、滚动摩阻
*8.9 轮摩擦、滚动摩阻
8.10 传动带摩擦
第8章复习和总结
复习题
第9章 分布力系：惯性矩
9.1 引言
面积的惯性矩
9.2 面积的二次矩或者惯性矩
9.3 用积分法求惯性矩
9.4 极惯性矩
9.5 面积的回转半径
9.6 平行轴定理
9.7 组合面积的惯性矩
*9.8 惯性积
*9.9 主惯性积
*9.10 惯性矩和惯性积的莫尔圆
转动惯量
9.11 转动惯量
9.12 平行轴定理
9.13 薄板的转动惯量
9.14 用积分法求三维物体的转动惯量
9.15 组合物体的转动惯量
*9.16 物体对经过O点的任意轴的转动惯量、惯性积
*9.17 惯性椭球、惯性主轴
*9.18 任意形状物体的惯性主轴和主转动惯量
第9章复习和总结
复习题
第10章 虚功方法
*10.1 引言
*10.2 力的功
*10.3 虚功原理
*10.4 虚功原理的应用
*10.5 真实机器、机械效率
*10.6 力在有限位移上做的功
*10.7 势能
*10.8 势能与平衡
*10.9 平衡稳定性
第10章复习和部结
复习题
附录
A.1 美国传统单位
A.2 单位制之间的转换
习题答案
教师反馈表