目錄
緒論 ................ 001
篇 靜力學
章 靜力學的基本概念與公理 ................ 004
學習指南 .........................004
節 靜力學的基本概念 .................005
第二節 靜力學公理 .................... 007
第三節 約束和約束反力 .................. 011
第四節 受力分析和受力圖 .................015
本章小結 .........................019
第二章 平面彙交力繫 ................ 020
學習指南 .........................020
節 平面彙交力繫的合成與平衡——幾何法 ............... 021
第二節 力在坐標軸上的投影·合力投影定理 ...............024
第三節 平面彙交力繫的合成與平衡 ....................027
本章小結 .........................033
第三章 力矩和平面力偶理論 ................ 034
學習指南 .........................034
節 力對點之矩的概念與計算 .............. 035
第二節 力偶及其性質 ...................039
第三節 平面力偶繫的合成與平衡 .............. 042
本章小結 .........................046
第四章 平面任意力繫 .. 047
學習指南 .........................047
節 力線平移定理 ...................048
第二節 平面任意力繫向已知點的簡化·主矢與主矩 ............. 050
第三節 簡化結果的分析·合力矩定理 ............ 052
第四節 平面任意力繫的平衡條件與平衡方程 .........054
第五節 平面平行力繫的平衡方程 .............. 058
第六節 物體繫統的平衡·靜定與靜不定問題的概念 ............. 061
本章小結 .........................065
第五章 摩擦 ................ 067
學習指南 .........................067
節 滑動摩擦 .....................067
第二節 摩擦角和自鎖現像 .................071
第三節 具有滑動摩擦的平衡問題 .............. 074
第四節 滾動摩擦 .....................080
本章小結 .........................083
第六章 空間力繫 ................ 085
學習指南 .........................085
節 空間彙交力繫 ...................086
第二節 空間力偶理論 ...................091
第三節 力對點之矩與力對軸之矩 .............. 093
第四節 空間任意力繫向已知點的簡化·主矢與主矩·空間力繫的合力矩定理 .................... 099
第五節 空間任意力繫的平衡條件與平衡方程 .........103
第六節 重心·平行力繫中心 ................ 107
本章小結 .........................110
第二篇 運動學
第七章 點的運動 ................ 114
學習指南 .........................114
節 點的運動描述的矢量法 ...............114
第二節 點的運動描述的直角坐標法 .............116
第三節 點的運動描述的自然法 ...............122
本章小結 .........................131
第八章 剛體的基本運動 .. 133
學習指南 .........................133
節 剛體的平行移動 .................. 134
第二節 剛體的定軸轉動 .................. 136
第三節 轉動剛體內各點的速度和加速度 ...........138
第四節 角速度和角加速度的矢量表示·以矢積表示轉動剛體內點的速度和加速度 .......142
本章小結 .........................145
第九章 點的合成運動 .. 147
學習指南 .........................147
節 點的合成運動的概念 ................ 148
第二節 運動、相對運動和牽連運動的速度與加速度 .... 149
第三節 點的速度合成定理 .................151
第四節 牽連運動為平動時點的加速度合成定理 ............... 157
第五節 牽連運動為轉動時點的加速度合成定理 ........ 163
本章小結 .........................176
第十章 剛體的平面運動 .. 178
學習指南 .........................178
節 剛體平面運動的概述 ................ 179
第二節 平面運動分解為平動與轉動 .............180
第三節 平面圖形內各點的速度—基點法 ...........183
第四節 平面圖形內各點的速度——速度瞬心法 ........ 188
第五節 平面圖形內各點的加速度 .............. 195
本章小結 .........................199
第三篇 動力學
第十一章 動量定理 ................ 202
學習指南 .........................202
節 動力學普遍定理概述 ................ 202
第二節 質點的動量定理 .................. 203
第三節 質點繫的動量定理 .................206
第四節 質心運動定理 ...................211
本章小結 .........................217
第十二章 動量矩定理 .. 218
學習指南 .........................218
節 質點的動量矩定理 .................219
第二節 質點繫的動量矩定理 ................ 222
第三節 剛體的定軸轉動微分方程 .............. 226
第四節 轉動慣量 .....................230
第五節 質點繫相對質心的動量矩定理 ............ 234
第六節 剛體的平面運動微分方程 .............. 236
本章小結 .........................240
第十三章 動能定理 ................ 242
學習指南 .........................242
節 力的功 ...................... 242
第二節 質點的動能定理 .................. 247
第三節 質點繫的動能定理 .................251
本章小結 .........................262
第十四章 達朗伯原理 ................ 264
學習指南 .........................264
節 質點的慣性力 ...................265
第二節 達朗伯原理 .................... 265
第三節 剛體慣性力繫的簡化 ................ 271
本章小結 .........................279
第十五章 剛體定點運動與陀螺近似理論 ................ 280
學習指南 .........................280
節 剛體定點運動的概念·歐拉角 ................... 281
第二節 歐拉運動學方程 .................. 283
第三節 歐拉動力學方程 .................. 287
第四節 賴柴定理·進動規律 ....................... 293
第五節 陀螺力矩與陀螺效應 ................ 297
本章小結 .........................300
第十六章 案例解析 ......... 302
節 某型飛機座艙三維激光掃描與逆向建模 ............... 302
第二節 跳傘著陸動作可視化實施診斷與考核繫統 ..............312
第三節 固定滾輪訓練人體關節力矩計算逆動力學 ..............318
本章小結 .........................322
參考文獻......... 323

前言
理論力學是高等學校工科專業學生必修的專業基礎課，目前國內的相關教材比較多，其中不乏可供不同專業學生學習參考的優秀經典教材。由於部分工科專業對理論力學等基礎力學要求不是很高，力學課計劃學時較少，目前適合這類專業學生使用的力學教材並不多。在課堂革命浪潮的推動下，教材的編寫容易陷入“高大上”的誤區，容易模糊特色專業與一般工科專業的界限，混淆應用型人纔培養與研究型人纔培養的區別。本書是作者在總結多年力學課程教學經驗基礎上編寫的，突出“少而精”的編寫理念，主要供高等學校工科非力學專業，且理論力學計劃學時少於60學時的學生使用。
本書包括靜力學、運動學、動力學三部分共十六章內容，涵蓋了一般工科專業學生發展所需的理論力學的大部分內容，深入淺出，通俗易懂。為貼近工程實際，提高學生的學習興趣和自主研究能力，拓展學生的知識面，本書編寫了第十六章案例解析，三個案例既分別對應於靜力學、運動學和動力學的相關理論，又是對常規分析思路的拓展，可以強化學生理論聯繫實際的工程思維，啟發學生探索解決問題的新方法、新思路。每章開頭的學習指南分別給出了本章的學習目標、學習重點和難點，幫助學生理清知識脈絡，把握學習重難點。其中，學習目標涵蓋了知識、能力、素質三個維度，為學生搭建學習架構，指明學習方向。每章內容穿插的視頻動畫與例題或案例相對應，形像直觀，有助於讀者理解書中相關知識點。
本書由郭文晶編著，瀋英、周顯波任副主編。緒論和、二、三章由郭文晶編寫；第四章由黃鳳曉編寫；第五章由張忠君、劉鐵軍共同編寫；第六章由姜東梅編寫；第七章由王岩、潘春祥共同編寫；第八、九、十章由瀋英、戚曉艷、陳淑清共同編寫；第十一、十二、十三章由周顯波、袁長清、趙光共同編寫；第十四章由劉金剛、趙曉東共同編寫；第十五章由張維君、金大瑋共同編寫；第十六章由郭文晶、李學謙、王曉利、王露共同編寫。本書配套的視頻動畫由瀋英、王永垣、郭文晶制作完成。李偉、楊秀麗繪制了書中的插圖。李香、範曉光編寫了每章的學習指南。平衝、萬眾參與了文字校對工作。在本書撰寫過程中，參考了國內的有關教材與文獻，引用了其中的一些內容和實例，在此向所有原作者和同仁表示感謝！本書由郭文晶主持的一項科研重點項目資助出版，在此，編者向關心與支持本書出版的有關部門、專家和同事，表示衷心感謝！
限於編者水平，書中難免有不妥之處，敬請讀者批評指正！
郭文晶
2022年9月