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| 編輯推薦： |
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《理论力学》可作为高等工科院校理论力学课程教材，也可供工程技术人员和自学人员参考。
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| 內容簡介： |
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为满足目前课程学时压缩，教学第一线迫切需要相应学时的小篇幅教材，《理论力学》依据教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会，于2008年制定的“理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求（试行）”编写而成。《理论力学》内容包括基本部分和专题部分，共17章，系统地介绍了静力学、运动学、动力学普遍定理、达朗贝尔原理、虚位移原理和拉格朗日方程的基本概念、基本理论、基本方法以及工程应用问题。注重叙述分析问题、解决问题的思路及方法；《理论力学》例题类型多，每章后附有习题。《理论力学》并配有练习册，供教学使用。其中题目极具代表性，题目类型包括概念题、计算题，难易适中。
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| 目錄：
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第二版前言
第一版前言
绪论
第一篇 静力学
引言
第1章 静力学基础
1.1 静力学公理及其推论
1.2 常见的约束类型及其约束力
1.3 物体的受力分析
小结
习题
第2章 简单力系
2.1 平面汇交力系
2.2 平面力对点之矩
2.3 平面力偶系
小结
习题
第3章 平面任意力系
3.1 平面任意力系向一点的简化
3.2 平面任意力系的平衡
3.3 物体系统的平衡
3.4 平面桁架的内力计算
小结
习题
第4章 空间力系
4.1 空间汇交力系
4.2 空间力偶系
4.3 空间力对点的矩和力对轴的矩
4.4 空间任意力系的简化和平衡
4.5 重心
小结
习题
第5章 摩擦
5.1 滑动摩擦定律
5.2 摩擦角和自锁现象
5.3 考虑摩擦时的平衡问题
5.4 滚动摩阻
小结
习题
第二篇 运动学
引言
第6章 点的运动学
6.1 点的运动方程、速度和加速度
6.2 点的速度和加速度在直角坐标轴上的投影
6.3 点的速度和加速度在自然轴上的投影
小结
习题
第7章 刚体的基本运动
7.1 刚体的平行移动
7.2 刚体的定轴转动.
7.3 定轴转动刚体内各点运动量与整体运动量的关系
7.4 定轴转动刚体运动量的矢量表示法.
7.5 轮系的传动比
小结
习题
第8章 点的合成运动
8.1 几个基本概念
8.2 点的速度合成定理
8.3 牵连运动为平移时点的加速度合成定理
8.4 牵连运动为转动时点的加速度合成定理
小结
习题
第9章 刚体的平面运动
9.1 刚体的平面运动方程
9.2 平面图形内各点的速度
9.3 平面图形内各点的加速度
9.4 运动学综合应用举例
小结
习题
第三篇 动力学
引言
第10章 质点动力学基础
10.1 动力学基本定律
10.2 质点的运动微分方程
10.3 两类动力学基本问题
小结
习题
第11章 动量定理
11.1 动量与冲量的概念及其计算
11.2 动量定理
11.3 质心运动定理及其应用
小结
习题
第12章 动量矩定理
12.1 动量矩的概念及其计算
12.2 动量矩定理
12.3 刚体绕定轴转动的微分方程
12.4 刚体转动惯量的计算
12.5 相对于质心的动量矩定理
12.6 刚体的平面运动微分方程
小结
习题
第13章 动能定理
13.1 几种常见力的功
13.2 动能的概念及其计算
13.3 动能定理
13.4 功率方程
13.5 势力场势能机械能守恒定律
13.6 动力学普遍定理的综合应用
小结
习题
综合问题习题
第14章 达朗贝尔原理
14.1 质点的达朗贝尔原理
14.2 质点系的达朗贝尔原理
14.3 刚体惯性力系的主矢和主矩
小结
习题
第15章 虚位移原理
15.1 约束和虚位移
15.2 虚位移原理
小结
习题
第16章 拉格朗日方程
16.1 自由度与广义坐标的概念
16.2 广义力表示的质点系平衡条件
16.3 动力学普遍方程
16.4 拉格朗日方程
小结
习题
第17章 碰撞问题
17.1 碰撞的基本特征与分类
17.2 碰撞过程中的基本定理
17.3 质点对固定面的碰撞
17.4 定轴转动刚体的碰撞问题
小结
习题
参考文献
习题答案
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| 內容試閱：
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绪论
一、力学与工程、力学是历史悠久而又充满活力不断发展的学科。力学也是与数、理、化、天、地、生并列的七大基础学科之一。力学几乎交叉和渗透到生活及工程技术各个领域，它的生命力在于应用，应用过程又大大丰富和发展了力学学科本身。20世纪以前，经典力学经过不断积累、应用和完善，形成了较为完善严密的理论体系，促进了人类文明的进步。进入20世纪以来，随着机械系统的复杂化、材料科学、航空航天等工业的发展，产生了诸多高新技术。如高层建筑、大跨度桥梁（图0-1）、海洋平台、航空航天器（图0-2）、高速列车以及我国近年来重大的工程项目——三峡工程、青藏铁路、国家体育场（鸟巢）、国家游泳馆（水立方）等都包含着许多力学因素，这些都离不开相关的力学知识。一些表面上与力学毫无关系的高新技术，也总会碰到难以解决的力学难题，如越来越小的计算机芯片内存储器数以百万计，往往会由于电流生热而导致芯片的损坏，这就是关于热应力的问题。近20年来，众多关系到人类生存和生活质量的宏观现象，如全球的气候问题、环境问题、海洋问题、自然灾害（台风、沙尘暴、山体滑坡）问题等，也不断提出新的力学问题。力学面临着新的机遇和挑战，这将孕育着理论体系的重大突破。
随着现代科学技术的发展，力学的研究内容已渗入到其他科学领域，力学在工程技术方面的应用结果，已逐渐形成应用力学的各种学科分支，诸如土力学、岩石力学、爆炸力学、复合材料力学、工业空气动力学、环境空气动力学等。力学和其他基础科学的结合也产生一些分支，最早的是与天文学结合产生的天体力学。20世纪特别是60年代以来，出现更多的这类交叉分支，其中有物理力学、 物理－化学流体动力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、生物力学、生物流变学等，这些新兴学科的建立都是以坚实的理论力学知识为基础的。
二、 理论力学的研究对象和内容
理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。机械运动是指物体在空间的位置随时间的改变。机械运动是最常见、最普遍的一种运动。固体的移动和变形，气体和液体的流动都属于机械运动。大到宇宙，小至基本粒子，无处不存在这种机械运动。对各种不同形态的机械运动的研究产生了不同的力学分支，理论力学属于以牛顿定律为基础的经典力学的范畴，它的研究对象是运动速度远远小于光速的宏观物体；原子、电子等微观粒子的运动属于量子力学的研究对象；而速度接近光速的物体的运动则是相对论力学的研究对象。虽然理论力学的研究范围有一定的局限性，但在解决现代工程技术中的宏观、低速物体的力学问题仍具有重要的实用价值。
理论力学的研究内容通常分为以下三部分：
静力学——主要研究物体的受力分析，力系的简化以及物体在力系作用下的平衡规律。运动学——只从几何学的角度来研究物体的运动（如轨迹、速度和加速度等），而不研究引起物体运动的物理原因。
动力学——研究物体的运动与作用力之间的关系。
三、 理论力学的研究方法
理论力学的研究方法遵循认识论的基本法则：实践－理论－实践，它作为基础科学和技术科学从不同侧面反映了这个法则。
但是每门学科由于研究对象的不同，因此在研究方法上都具有不同的特点。在力学中，研究的出发点是生产实践，而实际的力学现象是极其复杂的。如何去接近实际问题，则必须应用抽象的方法，忽略实际问题的次要因素，而用一理想的模型来反映客观事物的主要性质。例如，在静力学中，我们撇开物体改变本身形状的性质，就得到刚体这一简化的模型。问题经过简化而初步解决之后，必须进一步接近实际情况。这时我们就必须考虑那些被忽略掉的某些因素。例如只有在讨论了刚体的平衡后，才能进一步研究变形体的平衡问题。
抽象化的方法必须与大量的观察实验相配合，才能得到符合客观实际的普遍规律，也就是说，只有通过观察和实验，才能抽象出现象的本质，并找出其中的规律。
根据大量的实验观察得到的一些普遍规律就是定理或公理，例如静力学公理、牛顿定律等。这些公理和定律，反映了物体机械运动的一些最基本的规律，人们根据这些基本规律，再通过演绎推理的方法，考虑问题的具体条件，从而得出各种形式的定理和结论。
数学与力学有着极其密切的关系，数学不仅是推理的工具，同时还是计算的工具，力学现象之间的关系总是通过数量表示的。因此，计算技术对力学的应用有巨大的作用。
必须指出，应用数学的方法所得出的结论是否正确，还必须在实践中验证，因此理论必须靠实践来检验。从实践得到理论，再由理论回到实践。理论只有符合客观实践，才是正确的；也只有这样的理论，才有指导实践的作用。
四、 学习理论力学的目的
理论力学是一门理论性较强的技术基础课，也是许多工科专业后续课的基础。如材料力学、结构力学、流体力学、弹性力学、机械动力学、机械原理等课程都是以理论力学揭示的力学基本概念和基本规律为基础的。因此，理论力学也成为高等院校工科类专业的主干课程之一。学好理论力学是掌握各个工科专业所需知识的一个重要组成部分。
理论力学的分析和研究方法具有一定的典型性。学生在学习过程中，逐步形成正确的逻辑思维以及对实际问题具有抽象、简化和正确进行理论分析的能力，因此，学习理论力学有助于培养学生辩证唯物主义世界观以及分析问题和解决问题的能力。
有些工程实际问题可以直接应用理论力学的基本理论去解决，有些则需要用理论力学与其他专业知识共同解决，因此，学习理论力学是为解决工程实际问题打下一定的基础。
第一篇静力学
引言
一、 几个基本概念
静力学研究物体在力系作用下的平衡规律。
力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体发生运动状态变化和形状变化。前者称为力的运动效应或力的外效应，后者称为力的变形效应或力的内效应。理论力学主要研究力的运动效应。力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点三个要素，故力应以矢量表示，本书中用黑体字母F表示力矢量，而用普通字母F表示力的大小。在国际单位制中，力的单位是N或kN。
力系是指作用在物体上的若干个力。工程中常见的力系，按其作用线所在的位置，可以分为平面力系和空间力系；又可以按其作用线的相互关系，分为共线力系、平行力系、汇交力系和任意力系。
平衡是指物体相对于惯性参考系保持静止或匀速直线运动。它是机械运动的特殊形式。
平衡是相对的，在工程实际中通常把固连于地球的参考系作为惯性参考系来研究物体相对于地球的平衡问题，其分析计算的结果具有足够的精确度，也能较好地与实际情况相吻合。
刚体是指在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。这是一个理想化的力学模型。事实上，任何物体受力后或多或少都会发生变形，并不存在绝对的刚体。但是，对那些在运动中变形极小，或虽有变形但对其整体运动影响较小的物体，忽略其变形，对问题的研究结果不仅没有显著影响，而且可以使问题得以简化，这时，该物体可抽象为刚体。将物体抽象为刚体是有条件的，这与所研究的问题的性质有关，当物体的变形即使很小成为所研究问题的主要方面而不能忽略时，则不能抽象成为刚体，而应按变形体处理。理论力学的研究对象是刚体。
二、 静力学研究的三类问题
1.物体的受力
分析分析物体或物体系共受几个力，以及每个力的作用位置和方向。
2.力系的等效替换或简化
作用于物体上的力系可以用另一个与它作用效果相同的力系来代替，这两个力系互为等效力系。如果用一个简单力系等效地替换一个复杂力系，则称为力系的简化。如果一个力系与一个力等效，则此力称为该力系的合力，而该力系的各个力称为此力的分力。
3.力系的平衡条件及其应用
研究物体处于平衡时，作用于物体上的力系所应满足的条件。
物体的受力分析是解决力学问题的关键，研究力系等效替换是便于了解力系对物体作用的总效应，并为导出各种力系的平衡条件作准备，也为动力学奠定了基础。利用平衡条件求解物体或物体系的平衡问题，则是静力学的核心问题。
静力学在工程实际中有着广泛的应用，利用平衡条件求解平衡问题所得的结果是设计结构、机械零件的计算依据。静力学中物体的受力分析方法和力系的简化理论也将直接应用于动力学中。
第1章静力学基础本章将介绍静力学公理，并阐述工程中常见的约束和约束力的分析，重点是物体的受力分析和受力图的绘制。
1.1静力学公理及其推论
公理1力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。如图1-1（a）所示。或者说，合力矢等于这两个力矢的矢量和，即图1-1
为简便起见，求合力的大小和方向时，也可以用力的平行四边形的一半来表示合成的过程。即由任意一点a起，作出一力三角形，如图1-1（b）或（c）所示，力三角形的两个边分别为F1和F2，第三边FR即代表合力矢量，这种求合力的方法称为力的三角形法则。应注意，力三角形只表示力的大小和方向，而不表示力的作用点或作用线，合力作用点仍在原来的汇交点A。
力的平行四边形法则与力的三角形法则表明了最简单的力系简化的规律，是复杂力系简化的依据。
图1-2公理2二力平衡条件作用在刚体上的两个力如F1和F2 ，使刚体保持平衡的必要与充分条件是：这两力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，如图1-2所示。即此公理揭示了作用于刚体上最简单力系平衡时所必须满足的条件。
……
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