內 容 簡 介
本書內容是根據教育部力學基礎課程教學指導委員會制定的理論力學課程教學的基本要求(B類)編寫的，適合于60～80課時的教學。全書由靜力學、運動學和動力學三部分組成，共分為17章，其中靜力學(包括第1～4章)的內容有靜力分析、平面簡單力系、平面任意力系、空間力系；運動學(包括第5～8章)的內容有點的運動學、剛體的基本運動、點的合成運動、剛體平面運動；動力學(包括第9～17章)的內容有質點運動學、動量定理、動量矩定理、動能定理、達朗貝爾原理、虛位移原理、分析力學基礎、碰撞、機械振動基礎。本書注重基本概念的理解，每章配有各種類型的練習題，書后配有答案；精選了理論力學的典型例題和習題。在注重基本概念、基本方法的基礎上，適當提高了起點。
本書可作為高等院校土木工程、機械工程、航空、水利、工程力學、交通工程等專業的理論力學課程教材，也可作為其他專業學生以及相關工程技術人員的參考用書。
前 言
本書內容是根據教育部力學基礎課程教學指導委員會制定的理論力學課程教學的基本要求在第2版基礎上修訂的。本著高等教育應是素質教育與創新意識培養相結合的教育理念，并結合普通本科類院校的教學特點編寫了這本理論力學教材。
本書汲取了國內優秀教材的長處，并在此基礎上考慮到理論力學課程作為土木工程、機械工程、航空、水利、工程力學、交通工程等專業后續課的基礎，因此本書的特點是注重基礎訓練，由淺入深，在保持理論力學體系不變的前提下，遵循嚴謹性、實踐性和創新性相結合的原則，并在此基礎上適當地提高了起點。同時略去了與大學物理重復的部分，以保證在學時減少的情況下，完成理論力學的教學工作。
本書適合的教學學時為60～80學時，全書由靜力學、運動學和動力學三部分組成，共分為17章。靜力學(包括第1～4章)的內容有靜力分析、平面簡單力系、平面任意力系、空間力系；運動學(包括第5～8章)的內容有點的運動學、剛體基本運動、點的合成運動、剛體平面運動；動力學(包括第9～17章)的內容有質點運動學、動量定理、動量矩定理、動能定理、達朗貝爾原理、虛位移原理、分析力學、碰撞、機械振動基礎。在基本概念方面做到簡潔明了；在基本理論的運用方面，每章后面都配有填空題、判斷題和計算題，書后配有參考答案。本書第1～13章可作為基礎部分，第14～17章可作為專題部分。本書可作為高等院校土木工程、機械工程、航空、水利、工程力學、交通工程等本科專業的理論力學課程教材，也可作為其他專業學生以及工程技術人員的參考用書。
本書由董云峰負責全書的組織與統稿，參加編寫工作的有李妍(編寫第1～4章，附錄A、B)；沙麗榮(編寫第5～8章)；蔡斌(編寫第9～12章)；董云峰(編寫緒論、第13～17章)。本書從2006年第1版到現在的第3版，吉林大學曲興田教授、長春工業大學劉鳳山教授對本書編寫工作給予了指導，并提出了諸多建設性意見；同時也一直得到吉林建筑大學及清華大學出版社的大力支持，在此一并表示感謝。
本次教材的修訂，傾注了廣大教師的精力和汗水，但由于編者水平有限，錯誤和缺點是難免的，衷心希望廣大讀者給予批評指正，以提高我們的教學水平，為培養適合我國建設的合格人才做出貢獻。
編 者
目 錄
緒論 1
第1篇 靜 力 學
第1章 靜力分析 5
1.1 力的概念 5
1.2 靜力學公理 5
1.3 約束與約束力 8
1.3.1 光滑面接觸約束 8
1.3.2 柔體約束 8
1.3.3 光滑鉸鏈約束 9
1.3.4 鏈桿約束 10
1.3.5 軸承約束 10
1.3.6 球鉸鏈約束 11
1.4 物體的受力分析和受力圖 11
本章小結 15
習題1 16
第2章 平面簡單力系 20
2.1 平面匯交力系 20
2.1.1 平面匯交力系合成與平衡的
幾何法 20
2.1.2 平面匯交力系合成與平衡的
解析法 23
2.2 平面力偶 25
2.2.1 力對點之矩的概念 25
2.2.2 平面力偶 27
本章小結 30
習題2 32
第3章 平面任意力系 37
3.1 力的平移定理 37
3.2 力系的簡化 37
3.2.1 平面任意力系向一點簡化——
主矢與主矩 37
3.2.2 平面任意力系簡化的應用 38
3.2.3 平面任意力系簡化結果的
討論 39
3.3 平面任意力系的平衡 41
3.4 平面平行力系的平衡 44
3.5 平面剛體系的平衡問題 45
3.5.1 平面靜定剛體系 46
3.5.2 平面簡單桁架 49
3.6 滑動摩擦 53
3.6.1 滑動摩擦與摩擦因數 53
3.6.2 摩擦角與自鎖 54
3.6.3 考慮滑動摩擦時的平衡
問題 54
本章小結 56
習題3 58
第4章 空間力系 65
4.1 力在空間直角坐標系上的投影 65
4.1.1 直接投影法 65
4.1.2 間接投影法 65
4.2 空間力對點的矩和空間力
對軸的矩 66
4.2.1 空間力對點的矩 66
4.2.2 空間力對軸的矩 67
4.2.3 空間力對點的矩與空間力
對軸的矩的關系 68
4.3 空間匯交力系 69
4.3.1 空間匯交力系的合成 69
4.3.2 空間匯交力系的平衡 69
4.4 空間力偶 70
4.4.1 力偶矩矢 70
4.4.2 力偶矩矢的性質與力偶矩矢的
等效定理 71
4.4.3 空間力偶系的合成與平衡
條件 71
4.5 空間任意力系 72
4.5.1 空間任意力系向一點簡化——
主矢與主矩 72
4.5.2 空間任意力系簡化的應用 73
4.5.3 空間任意力系的平衡 74
本章小結 78
習題4 81
第2篇 運 動 學
第5章 點的運動學 89
5.1 點運動的矢量法 89
5.1.1 點的運動方程 89
5.1.2 點的速度 89
5.1.3 點的加速度 90
5.2 點運動的直角坐標法 90
5.2.1 點的運動方程 90
5.2.2 點的速度 91
5.2.3 點的加速度 91
5.3 點運動的自然軸系法 94
5.3.1 點的運動方程 94
5.3.2 自然軸系 95
5.3.3 點的速度 95
5.3.4 點的加速度 96
5.3.5 幾種常見的運動 97
本章小結 101
習題5 102
第6章 剛體的基本運動 106
6.1 剛體的平行移動 106
6.2 剛體的定軸轉動 107
6.2.1 轉動剛體的運動描述 107
6.2.2 轉動剛體上各點的速度和
加速度 107
6.3 點的速度和加速度的矢量表示 112
本章小結 113
習題6 114
第7章 點的合成運動 118
7.1 點的合成運動的概念 118
7.2 點的速度合成定理 121
7.3 點的加速度合成定理 124
7.3.1 牽連運動為平移時點的
加速度合成定理 124
7.3.2 牽連運動為定軸轉動時點的
加速度合成定理 127
本章小結 131
習題7 132
第8章 剛體平面運動 137
8.1 剛體平面運動概述 137
8.1.1 平面運動的定義 137
8.1.2 平面運動的方程 137
8.1.3 平面運動的分解 138
8.2 平面圖形內各點的速度 139
8.2.1 基點法 139
8.2.2 速度投影法 139
8.2.3 速度瞬心法 143
8.3 平面圖形內各點的加速度——
基點法 145
8.4 運動學綜合應用舉例 149
本章小結 152
習題8 153
第3篇 動 力 學
第9章 質點動力學 163
9.1 動力學的基本定律——牛頓
三定律 163
9.2 質點運動微分方程 164
9.2.1 質點運動微分方程 164
9.2.2 質點動力學的兩類基本
問題 165
本章小結 169
習題9 170
第10章 動量定理 174
10.1 動量定理概述 174
10.1.1 質點和質點系的動量 174
10.1.2 質點和質點系的動量定理 175
10.2 質心運動定理 180
本章小結 183
習題10 184
第11章 動量矩定理 188
11.1 質點和質點系 188
11.1.1 質點和質點系的動量矩 188
11.1.2 質點和質點系的動量矩
定理 189
11.2 剛體定軸轉動微分方程 194
11.3 剛體平面運動微分方程 196
本章小結 200
習題11 202
第12章 動能定理 208
12.1 力的功 208
12.1.1 常力做直線運動的功 208
12.1.2 變力做曲線運動的功 208
12.1.3 匯交力系合力功 209
12.1.4 常見力的功 209
12.2 動能定理 212
12.2.1 質點和質點系的動能 212
12.2.2 質點和質點系動能定理 214
12.3 機械能守恒定律 218
12.3.1 勢力場和勢能 218
12.3.2 機械能守恒定律 220
12.4 動力學普遍定理的綜合應用 222
本章小結 225
習題12 227
第13章 達朗貝爾原理 232
13.1 質點和質點系的達朗貝爾原理 232
13.1.1 慣性力·質點的達朗貝爾
原理 232
13.1.2 質點系的達朗貝爾原理 234
13.2 剛體慣性力系的簡化 235
13.2.1 平移剛體慣性力系的簡化 235
13.2.2 定軸轉動剛體慣性力系的
簡化 235
13.2.3 平面運動剛體慣性力系的
簡化 236
本章小結 240
習題13 241
第14章 虛位移原理 244
14.1 約束·自由度·廣義坐標 244
14.1.1 約束 244
14.1.2 自由度 246
14.1.3 廣義坐標 246
14.2 虛位移原理概述 246
14.2.1 虛位移和虛功 246
14.2.2 虛位移原理 247
14.2.3 質點系的平衡方程和勢能
與廣義坐標的關系 250
本章小結 255
習題14 256
第15章 分析力學基礎 260
15.1 動力學普遍方程 260
15.2 拉格朗日方程 263
15.2.1 拉格朗日關系式 263
15.2.2 拉格朗日方程 264
15.2.3 廣義力的求法 265
本章小結 269
習題15 269
第16章 碰撞 274
16.1 碰撞的基本特征及碰撞問題的
簡化 274
16.1.1 碰撞的基本特征及碰撞
過程的兩個階段 274
16.1.2 碰撞問題的簡化 275
16.1.3 碰撞的分類 275
16.2 碰撞過程的基本原理 276
16.2.1 碰撞過程的動量定理——
沖量定理 276
16.2.2 碰撞過程的動量矩定理——
沖量矩定理 276
16.2.3 碰撞過程中基本原理的
應用 277
16.3 恢復因數 278
16.4 碰撞沖量對定軸轉動剛體的作用 280
16.5 碰撞問題應用 282
本章小結 285
習題16 286
第17章 機械振動基礎 291
17.1 單自由度系統的自由振動 291
17.1.1 單自由度系統自由振動微分
方程及其解答 291
17.1.2 其他類型的單自由度系統 293
17.1.3 固有頻率的計算 294
17.2 單自由度系統的有阻尼自由振動 297
17.2.1 小阻尼情況 298
17.2.2 大阻尼情況 300
17.2.3 臨界阻尼情況 300
17.3 單自由度系統的受迫振動 302
17.3.1 單自由度系統的無阻尼
受迫振動 303
17.3.2 單自由度系統的有阻尼
受迫振動 306
本章小結 310
習題17 311
附錄A 物體的重心和質心的計算 316
A.1 物體的重心 316
A.2 物體的質心 316
A.3 物體的重心和質心的計算 317
附錄B 剛體對軸的轉動慣量的計算 321
B.1 轉動慣量的概念 321
B.2 簡單規則物體轉動慣量的計算 321
B.3 慣性半徑 322
B.4 工程中簡單規則物體的轉動慣量 322
B.5 轉動慣量的平行移軸定理 325
B.6 組合物體轉動慣量的計算 326
B.7 復雜物體轉動慣量的測定 327
習題參考答案 328
主要符號表 344
有關術語中英文對照表 345
參考文獻 350
