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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