本书是高职高专教育系列教材之一。本书内容包括上、下两编。上编讲述普通话基础理论知识，下编突出普通话技能训练，上下编有机结合。同时，书中提供了部分普通话综合训练题，以帮助学习者进行普通话水平测试。本书内容难易适度，理论联系实际，注重口语技能训练，结合地域方言正音，突出应用性、实用性、针对性，适用于高职高专院校、成人高校、中等职业学校学生使用，亦可作为中小学教师培训教材。
前 言
理论力学是高等理工科院校普遍开设的一门重要的技术基础课程(许多高校还将其列为招收硕士研究生的入学考试科目)，讲授物体机械运动的普遍规律及其在工程中的应用。理论力学知识的学习对后续课程的学习影响深远，是贯彻全面素质教育内涵的重要组成部分。
为了更好地适应当前我国高等教育跨越式发展需要，满足我国高校从精英教育向大众化教育的重大转移阶段中社会对应用型人才培养的要求，在清华大学出版社的积极支持下，根据编者所在高校多年来以培养应用型人才为主所讲授的“理论力学”教学内容、课程体系等方面的改革实践和体会，我们编写了本书。
本书使用对象定位于一般高等工科院校本科土建、机械、交通、水利、动力、化工等专业，重点面向近几年由大专升格为本科的培养应用型人才的高等院校。综合考虑到一般院校学生的数理基础，目前理论力学课程课内学时普遍减少和应用型人才的培养目标等诸多因素，本书内容的编写在满足工科多学时理论力学课程基本要求的框架下，全部采用GB3100～3102—93《量和单位》中规定的有关通用符号(其中“不变量”用正体，“可变量”用斜体，矢量用粗斜体，专有量用大写，一般“整体量”用大写，“局部量”、“普通量”用小写)，内容难度尽量小一些，讲得通俗、具体一些，容易理解一些。全书通过较多的由浅入深的各种类型的例题、分析、求解、讨论和解题技巧说明，使读者更容易掌握理论力学的基本概念、基本理论、基本方法及要点和难点。
本书突出工程概念，尽量避免与大学物理的重复。静力学由公理出发，主要研究受力分析、力系简化和等效替换、力系平衡条件和应用及摩擦问题。运动学分析以矢量法为主，加强了解析法(有利于应用计算机分析全过程)，在点的运动、刚体的定轴转动和平面运动中介绍用解析法列运动方程，从而对时间求导获得速度、加速度；在点的合成运动和运动学综合应用中，采用一题多解例题介绍了解析法，并说明解析法解决部分问题时的优越性。动力学主要研究动力学三大普遍定理及其综合应用、达朗贝尔原理、虚位移原理和单自由度系统振动等。
本书中，绪论、第1，2，3，4，5，6，7章由景荣春编写；第8，9，10，11章由郑建国编写；第12，13章由刘建华编写，第14章由宋向荣编写。由景荣春、郑建国任主编并统稿。
本书部分内容标有*号，属于加深和拓宽内容，非基本要求，读者可根据需要选用。
本书也可供其他专业选用，或作为自学教材。
本教材在编写过程中参考了国内外一些优秀教材，吸取了它们的许多长处，并选用了其中的部分例题和习题，在此也向这些教材的编者们一并致谢。
限于编者水平，缺点和错误在所难免，衷心希望读者批评和指正，以便重印或再版时不断提高和完善。
编 者
2005年3月
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II
理论力学简明教程
iii
目 录
第1篇 静 力 学
第1章 静力学基本概念
与物体受力分析1
1.1 静力学基本概念1
1.1.1 力与力系1
1.1.2 平衡2
1.1.3 刚体2
1.1.4 力矩2
1.1.5 合力矩定理4
1.2 静力学公理5
1.3 基本约束及其约束力7
1.3.1 柔性约束7
1.3.2 刚性约束7
1.3.3 约束力特点10
1.4 物体的受力分析和受力图11
1.4.1 解除约束与受力图11
1.4.2 画受力图的步骤11
小结14
习题15
第2章 力系的简化17
2.1 汇交力系17
2.2 力偶系18
2.2.1 力偶的定义18
2.2.2 力偶的性质18
2.2.3 力偶系合成20
2.3 力的平移定理与任意力系简化21
2.3.1 力的平移定理21
2.3.2 空间任意力系简化22
2.3.3 空间力系简化结果23
2.3.4 固定端约束24
小结26
习题27
第3章 力系平衡方程及应用30
3.1 平面力系平衡方程30
3.1.1 平面任意力系平衡
方程的基本形式30
3.1.2 平面任意力系平衡
方程的其他形式33
3.1.3 平面平行力系平衡方程34
3.1.4 平面汇交力系平衡方程35
3.1.5 平面力偶系平衡方程36
3.2 平面物体系平衡问题37
3.3 静定和超静定问题概念42
3.4 空间力系平衡方程43
3.4.1 空间汇交力系平衡方程43
3.4.2 空间力偶系平衡方程45
3.4.3 空间平行力系平衡方程46
3.4.4 空间一般力系平衡
方程应用举例47
小结48
习题49
第4章 静力学应用专题58
4.1 平面简单桁架58
4.1.1 平面简单桁架的构成58
4.1.2 平面简单桁架的内力分析59
4.2 摩擦62
4.2.1 滑动摩擦62
4.2.2 摩擦角与自锁现象63
4.2.3 考虑摩擦的平衡问题64
4.3 滚动阻力偶的概念67
小结69
习题69
第2篇 运动学
第5章 点的运动和刚体的基本运动74
5.1 点的运动74
5.2 刚体的基本运动79
5.2.1 平移79
5.2.2 定轴转动79
小结84
习题85
第6章 点的合成运动88
6.1 点的合成运动基本概念88
6.1.1 定参考系和动参考系88
6.1.2 绝对运动、相对运动
和牵连运动88
6.2 点的速度合成定理89
6.3 牵连运动为平移时的
加速度合成定理92
6.4 牵连运动为定轴转动
时的加速度合成定理93
6.4.1 一个反例93
6.4.2 定理证明科氏加速度94
小结103
习题104
第7章 刚体平面运动108
7.1 刚体平面运动方程及运动分解108
7.1.1 刚体平面运动
力学模型的简化108
7.1.2 刚体平面运动的自由度、
广义坐标和运动方程109
7.1.3 平面运动分解为
平移和转动111
7.2 平面图形上各点的速度分析112
7.2.1 基点法112
7.2.2 速度投影定理法112
7.2.3 瞬时速度中心法113
7.3 平面图形上各点的加速度分析117
*7.4 运动学综合应用举例121
小结126
习题127
第3篇 动力学
第8章 动力学基础133
8.1 质点运动微分方程133
8.1.1 动力学基本定律133
8.1.2 质点运动微分方程134
8.2 质点动力学的两类基本问题136
8.3 质点的相对运动微分方程138
8.4 质点系的基本惯性特征141
8.4.1 质心141
8.4.2 转动惯量141
8.4.3 平行轴定理143
小结145
习题146
第9章 动量定理149
9.1 动量定理与动量守恒149
9.1.1 动量149
9.1.2 冲量150
9.1.3 动量定理与动量守恒150
9.2 质心运动定理154
9.2.1 质心运动定理154
9.2.2 质心运动守恒定律155
*9.3 流体在管道内定常流动
时引起的动压力158
小结159
习题159
第10章 动量矩定理163
10.1 动量矩163
10.1.1 质点的动量矩163
10.1.2 质点系的动量矩164
10.2 动量矩定理与动量矩守恒165
10.2.1 质点的动量矩定理165
10.2.2 质点系的动量矩定理166
10.2.3 质点系动量矩守恒定律166
10.3 刚体定轴转动微分方程168
10.4 质点系相对质心的动量矩定理171
10.5 刚体平面运动微分方程172
*10.6 动量和动量矩定理
在碰撞中应用175
10.6.1 基本假定与恢复因数175
10.6.2 碰撞的基本定理176
小结180
习题181
第11章 动能定理186
11.1 力的功186
11.1.1 功的一般表达式186
11.1.2 几种常见力的功187
*11.1.3 质点系内力的功189
11.1.4 约束力的功190
11.2 质点系和刚体的动能190
11.2.1 质点的动能190
11.2.2 质点系的动能190
11.2.3 平移刚体的动能191
11.2.4 定轴转动刚体的动能191
11.2.5 平面运动刚体的动能191
11.3 质点系动能定理192
11.3.1 质点的动能定理192
11.3.2 质点系的动能定理192
11.4 功率和功率方程195
11.4.1 功率195
11.4.2 功率方程196
11.4.3 机械效率196
11.5 势力场 势能 机械能
守恒定律197
11.5.1 势力场197
11.5.2 势能197
11.5.3 有势力的功与
势能的关系199
11.5.4 机械能守恒定律199
11.6 动力学普遍定理的
综合应用举例199
小结204
习题206
第12章 达朗贝尔原理211
12.1 达朗贝尔原理211
12.1.1 质点的达朗贝尔原理211
12.1.2 质点系的达朗贝尔原理213
12.2 刚体惯性力系的简化214
12.2.1 刚体作平移214
12.2.2 刚体作定轴转动214
12.2.3 刚体作平面运动215
12.3 定轴转动刚体的轴承动约束力219
12.3.1 一般状况下惯性
力系的简化219
12.3.2 轴承动约束力220
12.4 静平衡与动平衡简介221
小结222
习题223
第13章 虚位移原理及动力学
普遍方程227
13.1 虚位移的基本概念227
13.1.1 约束227
13.1.2 虚位移229
13.1.3 虚功、理想约束229
13.1.4 自由度和广义坐标229
13.2 虚位移原理及应用举例231
*13.3 动力学普遍方程237
小结239
习题239
第14章 单自由度系统的振动244
14.1 单自由度系统的自由振动244
14.1.1 自由振动微分方程244
14.1.2 自由振动的周期、频率、
振幅和相位245
14.1.3 扭振系统247
14.1.4 弹簧的并联与串联247
14.1.5 计算固有频率的能量法249
14.2 单自由度系统的衰减振动251
14.2.1 振动微分方程251
14.2.2 欠阻尼状态252
14.2.3 临界阻尼状态253
14.2.4 过阻尼状态254
14.3 单自由度系统的受迫振动255
14.3.1 运动微分方程及其解256
14.3.2 幅频特性与相频特性257
14.3.3 隔振262
小结264
习题265
习题答案270
索引283
参考文献288
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VIII
理论力学简明教程
IX
目录
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