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绪论1

一、理论力学课程的研究对象1

二、理论力学课程的任务1

三、学习理论力学的方法1

四、理论力学课程的基本内容2

第一篇 静力学4

第一章 刚体静力学基础4

第一节 力和刚体4

一、力4

二、刚体4

第二节 静力学公理5

第三节 约束和约束力7

一、理想光滑表面约束8

二、柔性约束8

三、圆柱铰链（平面铰链）约束8

四、空间球铰链10

第四节 物体的受力分析与受力图10

习题12

第二章 平面力系15

第一节 力在轴上的投影与力对点的矩15

一、力在轴上的投影15

二、力对点的矩17

第二节 力偶矩 平面力偶系的简化18

第三节 平面力系的简化20

一、力线平移定理20

二、平面力系的简化 主矢与主矩21

三、简化结果的进一步讨论 合力矩定理的证明23

第四节 平面力系的平衡条件与平衡方程式24

第五节 平面力系平衡方程式的应用举例27

第六节 物系的平衡 静定与超静定的概念30

第七节 滑动摩擦及其平衡问题37

一、滑动摩擦力及其性质37

二、滑动摩擦平衡问题举例39

习题43

第三章 空间力系50

第一节 力在空间直角坐标轴上的投影50

一、直接投影法50

二、二次投影法51

第二节 力对轴的矩与力对点的矩52

一、力对轴的矩52

二、力对点的矩矢55

三、力对点的矩与力对通过该点的轴的矩之间的关系56

第三节 空间力系的平衡方程式及其应用56

一、空间一般力系向一点的简化56

二、空间任意力系的平衡方程及应用58

第四节 平行力系的中心与重心64

一、平行力系的中心64

二、重心65

习题67

第二篇 运动学72

第四章 点的运动学72

第一节 运动学的基本概念72

第二节 点的运动方程73

第三节 速度与加速度的矢径表示法77

一、点的速度77

二、点的加速度77

第四节 速度与加速度的直角坐标表示法78

一、点的速度的直角坐标表示法78

二、点的加速度的直角坐标表示法79

第五节 自然轴系81

第六节 速度与加速度的自然表示法82

一、速度的自然表示法82

二、加速度的自然表示法83

习题89

第五章 刚体的基本运动93

第一节 刚体的平行移动93

第二节 刚体的定轴移动95

第三节 转动刚体内各点的速度与加速度98

第四节 轮系的传动比103

第五节 角速度及角加速度的矢量表示105

习题107

第六章 点的合成运动110

第一节 点的合成运动的概念110

一、动点——研究对象111

二、两个坐标系——静坐标系、动坐标系111

三、三种运动——绝对运动、相对运动、牵连运动111

四、三种速度和三种加速度111

第二节 点的速度合成定理112

第三节 牵连运动为平动时点的加速度合成定理116

第四节 牵连运动为定轴转动时点的加速度合成定理119

习题126

第七章 刚体的平面运动131

第一节 刚体平面运动的运动方程131

第二节 刚体平面运动分解为平动和转动133

第三节 平面图形上各点的速度135

一、基点法（合成法）135

二、速度投影法136

三、瞬时速度中心法141

第四节 平面图形上各点的加速度145

第五节 运动学综合问题分析151

习题157

第三篇 动力学164

第八章 质点运动微分万程164

第一节 动力学引言164

第二节 动力学的基本定律164

第三节 质点的运动微分方程166

一、适量形式的质点运动微分方程166

二、直角坐标形式的质点运动微分方程166

三、自然形式的质点运动微分方程167

第四节 质点动力学的两类问题168

一、质点动力学第一类问题的典型例题168

二、质点动力学第二类问题的典型例题171

习题176

第九章 动量定理179

第一节 质点的动量定理179

第二节 质点系的动量定理181

第三节 质心运动定理186

第四节 变质量质点的运动微分方程191

习题194

第十章 动量矩定理198

第一节 质点的动量矩定理198

一、质点的动量矩198

二、质点的动量矩定理199

第二节 质点系的动量矩定理201

一、质点系的动量矩201

二、质点系的动量矩定理202

第三节 质点系相对于质心的动量矩定理205

第四节 刚体对轴的转动惯量的计算207

一、简单形状的均质刚体的转动惯量的计算208

二、回转半径211

三、平行移轴定理212

第五节 刚体的定轴转动和平面运动微分方程214

一、刚体的定轴转动微分方程214

二、刚体的平面运动微分方程217

习题220

第十一章 动能定理225

第一节 力的功225

一、常力的功225

二、变力的功225

三、合力的功227

四、几种常见力的功227

五、约束力的功与理想约束230

第二节 质点的动能定理232

一、质点的动能232

二、质点的动能定理232

第三节 质点系的动能定理235

一、质点系的动能235

二、刚体的动能235

三、质点系的动能定理237

第四节 功率与功率方程 机械效率244

一、功率244

二、功率方程245

三、机械效率245

第五节 势力场 势能 机械能守恒定理247

一、势力场247

二、势能247

三、有势力与势能函数的关系248

四、机械能守恒定理249

第六节 动力学普遍定理的综合应用251

习题257

第十二章 碰撞266

第一节 碰撞问题的基本特征和基本概念266

第二节 用于碰撞过程的基本定理267

一、碰撞过程的动量定理——冲量定理267

二、用于碰撞过程的动量矩定理——冲量矩定理267

第三节物体的正碰撞动能损失268

一、两物体正碰撞结束时的速度268

二、正碰撞过程中的动能损失272

第四节 碰撞冲量对转动刚体的作用 撞击中心274

一、转动刚体角速度的变化274

二、支座的反碰撞冲量 撞击中心275

习题277

第十三章 达朗贝尔原理280

第一节 惯性力 质点的达朗贝尔原理280

一、惯性力280

二、质点的达朗贝尔原理280

第二节 质点系的达朗贝尔原理281

第三节 刚体惯性力系的简化284

一、刚体做平动284

二、刚体绕定轴转动285

三、刚体做平面运动286

第四节 绕定轴转动刚体的轴承动约束力291

习题295

第十四章 虚位移原理303

第一节 约束及其分类303

一、几何约束与运动约束303

二、定常约束与非定常约束304

三、双面约束与单面约束305

四、完整约束和非完整约束305

第二节 虚位移及其计算305

一、几何法（虚速度法）306

二、解析法307

第三节 虚功与理想约束307

第四节 虚位移原理308

一、必要性的证明308

二、充分性的证明309

第五节 质点系的自由度与广义坐标314

第六节 以广义坐标表示的质点系平衡条件315

习题319

第十五章 动力学普遍方程与拉格朗日方程323

第一节 动力学普遍方程323

第二节 拉格朗日方程327

习题335

第十六章 机械振动基础339

第一节 振动系统的最简单力学模型340

第二节 单自由度系统的自由振动342

一、自由振动微分方程342

二、无阻尼自由振动的动态特性344

三、其他类型的单自由度振动系统345

第三节 计算单自由度系统固有频率的能量法350

第四节 单自由度系统的有阻尼自由振动352

一、阻尼352

二、振动微分方程352

三、阻尼对自由振动的影响353

第五节 单自由度系统的无阻尼强迫振动357

一、强迫振动微分方程及其解358

二、激振力频率对强迫振动振幅的影响359

三、共振现象360

第六节 单自由度系统的有阻尼强迫振动363

一、振动微分方程363

二、阻尼对强迫振动振幅的影响365

三、阻尼对强迫振动相位的影响366

第七节 隔振367

一、主动隔振367

二、被动隔振369

习题369

第十七章 质点相对运动的动力学基础373

第一节 质点相对运动动力学的基本方程373

第二节 基本方程的应用举例375

习题378

附录381

附录一 国际单位制（SI）与工程单位制及其换算关系表381

附录二 部分习题答案382

参考文献399