本書針對力學(xué)知識要求適中的工科非力學(xué)類專業(yè)中少學(xué)時的教學(xué)需求。內(nèi)容的選取以教育部頒布的“理論力學(xué)教學(xué)基本要求”為依據(jù)，根據(jù)多年進行“突出力學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)”的教學(xué)改革實踐和工科理論力學(xué)中少學(xué)時的教學(xué)實踐。本書以簡單剛體系統(tǒng)的靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)為主線，突出剛體力學(xué)，4-6章為運動學(xué)部分，7-12章為動力學(xué)部分。靜力學(xué)部分采用由一般到特殊的宏觀結(jié)構(gòu)，節(jié)省篇幅，但在具體內(nèi)容上做到由淺入深。
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本書為適應(yīng)理論力學(xué)中學(xué)時課程教學(xué)要求，以教育部頒布的“理論力學(xué)課程教學(xué)基本要求（B類）”為依據(jù)，參考了范欽珊、陳建平等編著的《理論力學(xué)（第2版）》以及部分國內(nèi)外教材，結(jié)合作者多年來開展“突出力學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)”的教學(xué)改革實踐和研究成果而編寫。與現(xiàn)行同類教材相比，本書具有以下特色：
（1）適當提高了起點，刪除了與大學(xué)物理重疊的一些部分，按中學(xué)時教學(xué)要求精練了內(nèi)容，篇幅有較大幅度的減少，力圖做到用有限的學(xué)時使學(xué)生既掌握最基本的經(jīng)典內(nèi)容，又能了解理論力學(xué)的工程應(yīng)用以及新進展。
（2）加強工程概念，引入了大量涉及廣泛領(lǐng)域的工程實例以及與工程有關(guān)的例題和習(xí)題，從不同的角度提出問題，揭示矛盾，培養(yǎng)讀者在工程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
（3）以簡單剛體系統(tǒng)的靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)為主線，突出理論力學(xué)的主要研究對象剛體和簡單剛體系統(tǒng)，與大學(xué)物理中力學(xué)部分的主要研究對象質(zhì)點形成區(qū)別。
�。�4）書中增加了數(shù)字化教學(xué)資源，讀者可以通過掃描書中的二維碼鏈接相關(guān)的數(shù)字化教學(xué)資源，更便于讀者學(xué)習(xí)參考。
全書共12章，其中1～3章為靜力學(xué)部分，4～6章為運動學(xué)部分，7～12章為動力學(xué)部分。本書初稿在南京航空航天大學(xué)相關(guān)專業(yè)中學(xué)時理論力學(xué)課程多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上形成。本書敘述嚴謹，由淺入深，可作為高等院校機械、土木、交通、材料、水利、兵器等相關(guān)專業(yè)的理論力學(xué)中學(xué)時課程教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
清華大學(xué)教授、南京航空航天大學(xué)錢偉長講座教授范欽珊先生審閱了全書書稿并提出了寶貴意見，在本書編寫過程中還得到了南京航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院和科學(xué)出版社的大力支持與幫助，在此一并表示衷心感謝。相關(guān)數(shù)字化教學(xué)資源有些來源于網(wǎng)絡(luò)媒體，在此向原發(fā)布者致謝。
由于作者水平有限，書中不足和疏漏之處，懇請讀者指正。
目錄
緒論1
第1章 基本力學(xué)概念與物體受力分析3
1.1基本力學(xué)模型與概念3
1.1.1物體的模型3
1.1.2力的概念3
1.1.3力的作用效應(yīng)4
1.1.4力系5
1.2靜力學(xué)基本原理5
1.2.1力的平行四邊形法則矢量的合成5
1.2.2二力平衡原理6
1.2.3加減平衡力系原理6
1.2.4作用和反作用定律7
1.2.5剛化原理7
1.3力的投影與正交分解8
1.3.1力在直角坐標軸上投影8
1.3.2力的正交分解與矢量表達9
1.4力矩概念的擴展和延伸9
1.4.1力對點之矩及其矢量表示9
1.4.2力對軸之矩10
1.4.3合力矩定理11
1.4.4力矩關(guān)系定理12
1.5力偶及其力偶矩13
1.5.1力偶的定義13
1.5.2力偶的基本性質(zhì)及力偶矩14
1.6約束與約束力16
1.6.1約束的概念16
1.6.2工程中常見的約束與約束力16
1.7受力分析初步21
習(xí)題24
第2章 力系的簡化與平衡28
2.1匯交力系的簡化與平衡28
2.1.1匯交力系的簡化28
2.1.2匯交力系的平衡28
2.2力偶系的簡化與平衡31
2.2.1力偶系的簡化31
2.2.2力偶系的平衡32
2.3任意力系的簡化33
2.3.1力的平移定理33
2.3.2力系的主矢與主矩34
2.3.3任意力系向一點的簡化36
2.3.4任意力系簡化結(jié)果的討論37
2.3.5同向平行分布力系的簡化重心和質(zhì)心39
2.4任意力系的平衡44
2.4.1空間任意力系的平衡44
2.4.2平面任意力系的平衡47
2.5物體系統(tǒng)的平衡及靜定與靜不定問題51
2.5.1物體系統(tǒng)的平衡51
2.5.2平衡的靜定與靜不定問題55
習(xí)題57
第3章 靜力學(xué)應(yīng)用專題67
3.1平面靜定桁架的靜力分析67
3.1.1桁架的概念67
3.1.2桁架的簡化68
3.1.3平面桁架內(nèi)力分析的基本方法69
3.1.4關(guān)于零力桿71
3.2考慮摩擦的平衡問題72
3.2.1摩擦的概念72
3.2.2滑動摩擦力庫侖摩擦定律72
3.2.3摩擦角與自鎖現(xiàn)象74
3.2.4具有滑動摩擦的平衡問題77
3.2.5滾動摩阻概述83
習(xí)題86
第4章 點的一般運動與剛體的基本運動93
4.1點的一般運動93
4.1.1描述點運動的矢量法93
4.1.2描述點運動的直角坐標法94
4.1.3描述點運動的弧坐標法96
4.2剛體的基本運動101
4.2.1剛體的平移101
4.2.2剛體的定軸轉(zhuǎn)動102
習(xí)題107
第5章 點的復(fù)合運動111
5.1點的復(fù)合運動的概念111
5.1.1兩種參考系111
5.1.2三種運動111
5.1.3三種速度和三種加速度111
5.1.4絕對運動方程與相對運動方程112
5.2速度合成定理113
5.3牽連運動為平移的加速度合成定理116
5.4牽連運動為轉(zhuǎn)動的加速度合成定理119
5.4.1牽連運動為轉(zhuǎn)動時點的加速度合成定理119
5.4.2科氏加速度120
習(xí)題126
第6章 剛體平面運動132
6.1剛體平面運動的概念132
6.1.1剛體平面運動力學(xué)模型的簡化132
6.1.2剛體平面運動的運動方程133
6.2平面運動的分解134
6.3平面圖形上各點的速度分析136
6.3.1基點法136
6.3.2速度投影法137
6.3.3瞬時速度中心法138
6.4平面圖形上各點的加速度分析142
習(xí)題149
第7章 質(zhì)點系動量定理154
7.1質(zhì)點系動力學(xué)普遍定理概述154
7.1.1動力學(xué)普遍定理概述154
7.1.2質(zhì)點系的質(zhì)心154
7.1.3質(zhì)點系的外力和內(nèi)力154
7.2質(zhì)點系的動量155
7.3質(zhì)點系動量定理與質(zhì)心運動定理156
7.3.1動量定理156
7.3.2質(zhì)心運動定理157
7.3.3動量定理與質(zhì)心運動定理的投影式與守恒式157
7.4動量定理應(yīng)用于簡單剛體系統(tǒng)158
習(xí)題161
第8章 質(zhì)點系動量矩定理165
8.1質(zhì)點系對定點的動量矩定理165
8.1.1質(zhì)點對定點的動量矩165
8.1.2質(zhì)點系對定點的動量矩165
8.1.3質(zhì)點系對定點的動量矩定理165
8.2剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學(xué)方程剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量167
8.2.1剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學(xué)方程167
8.2.2剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量168
8.3質(zhì)點系對質(zhì)心的動量矩定理171
8.3.1質(zhì)點系對質(zhì)心的動量矩171
8.3.2質(zhì)點系對質(zhì)心的動量矩定理172
8.3.3關(guān)于質(zhì)點系相對質(zhì)心(平移參考系)動量矩定理的討論173
8.4剛體平面運動動力學(xué)方程及討論174
8.4.1剛體平面運動動力學(xué)方程174
8.4.2關(guān)于剛體平面運動動力學(xué)方程的討論175
習(xí)題177
第9章 質(zhì)點系動能定理182
9.1力的功182
9.1.1力的功的定義182
9.1.2彈簧力的功182
9.1.3作用在剛體上力偶的功183
9.1.4內(nèi)力的功183
9.1.5約束力的功184
9.2質(zhì)點系與剛體的動能185
9.2.1質(zhì)點系的動能185
9.2.2柯尼希定理186
9.2.3剛體的動能186
9.3質(zhì)點系動能定理與機械能守恒188
9.3.1質(zhì)點系動能定理188
9.3.2有勢力和勢能189
9.3.3機械能守恒190
9.4動力學(xué)普遍定理綜合應(yīng)用192
習(xí)題197
第10章 達朗貝爾原理202
10.1質(zhì)點的達朗貝爾原理202
10.2質(zhì)點系的達朗貝爾原理203
10.3慣性力系的簡化204
10.3.1一般質(zhì)點系慣性力系的簡化204
10.3.2剛體慣性力系的簡化204
10.3.3慣性力系的主矢與主矩的物理意義207
習(xí)題212
第11章 分析靜力學(xué)215
11.1分析力學(xué)的基本概念215
11.1.1剛體靜力學(xué)與分析靜力學(xué)的比較215
11.1.2約束與約束方程216
11.1.3廣義坐標與自由度218
11.1.4虛位移與虛功219
11.1.5理想約束220
11.2虛位移原理及應(yīng)用220
11.2.1虛位移原理220
11.2.2虛位移原理應(yīng)用概述221
11.3勢能駐值定理與最小勢能原理226
11.3.1勢能駐值定理226
11.3.2最小勢能原理226
習(xí)題228
第12章 動力學(xué)應(yīng)用專題231
12.1非慣性參考系中的質(zhì)點動力學(xué)231
12.1.1質(zhì)點在非慣性系中的動力學(xué)微分方程231
12.1.2幾種特殊情況232
12.1.3應(yīng)用舉例232
12.1.4幾點討論236
12.2振動分析基礎(chǔ)238
12.2.1單自由度線性系統(tǒng)的振動微分方程238
12.2.2單自由度系統(tǒng)的無阻尼自由振動240
12.2.3單自由度系統(tǒng)的有阻尼自由振動242
12.2.4單自由度線性系統(tǒng)的受迫振動245
12.2.5單自由度線性系統(tǒng)振動實驗250
習(xí)題250
附錄A習(xí)題答案254
附錄B主要參考書目265
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