本书包括静力学、运动学和动力学三部分分共十六章内容，涵盖了一般工科专业学生发展所需的理论力学的大部分内容，深入浅出，通俗易懂。在介绍理论力学基本理论的同时，还附加一章案例解析，使读者能够学以致用，理论联系实际，启发工程思维和问题意识。
本书在编写过程中，为了满足不同文化基础的读者对知识掌握的需要，力争做到例题精炼，解题步骤规范，语言通俗易懂，视频动画形象直观，可读性很强。本书可供工科专业本科生和相关专业教研人员学习参考。
前言
理论力学是高等学校工科专业学生必修的专业基础课，目前国内的相关教材比较多，其中不乏可供不同专业学生学习参考的优秀经典教材。由于部分工科专业对理论力学等基础力学要求不是很高，力学课计划学时较少，目前适合这类专业学生使用的力学教材并不多。在课堂革命浪潮的推动下，教材的编写容易陷入高大上的误区，容易模糊特色专业与一般工科专业的界限，混淆应用型人才培养与研究型人才培养的区别。本书是作者在总结多年力学课程教学经验基础上编写的，突出少而精的编写理念，主要供高等学校工科非力学专业，且理论力学计划学时少于60学时的学生使用。
本书包括静力学、运动学、动力学三部分共十六章内容，涵盖了一般工科专业学生发展所需的理论力学的大部分内容，深入浅出，通俗易懂。为贴近工程实际，提高学生的学习兴趣和自主研究能力，拓展学生的知识面，本书编写了第十六章案例解析，三个案例既分别对应于静力学、运动学和动力学的相关理论，又是对常规分析思路的拓展，可以强化学生理论联系实际的工程思维，启发学生探索解决问题的新方法、新思路。每章开头的学习指南分别给出了本章的学习目标、学习重点和难点，帮助学生理清知识脉络，把握学习重难点。其中，学习目标涵盖了知识、能力、素质三个维度，为学生搭建学习架构，指明学习方向。每章内容穿插的视频动画与例题或案例相对应，形象直观，有助于读者理解书中相关知识点。
本书由郭文晶编著，沈英、周显波任副主编。绪论和第一、二、三章由郭文晶编写；第四章由黄凤晓编写；第五章由张忠君、刘铁军共同编写；第六章由姜东梅编写；第七章由王岩、潘春祥共同编写；第八、九、十章由沈英、戚晓艳、陈淑清共同编写；第十一、十二、十三章由周显波、袁长清、赵光共同编写；第十四章由刘金刚、赵晓东共同编写；第十五章由张维君、金大玮共同编写；第十六章由郭文晶、李学谦、王晓利、王露共同编写。本书配套的视频动画由沈英、王永垣、郭文晶制作完成。李伟、杨秀丽绘制了书中的插图。李香、范晓光编写了每章的学习指南。平冲、万众参与了文字校对工作。在本书撰写过程中，参考了国内的有关教材与文献，引用了其中的一些内容和实例，在此向所有原作者和同仁表示感谢！本书由郭文晶主持的一项科研重点项目资助出版，在此，编者向关心与支持本书出版的有关部门、专家和同事，表示衷心感谢！
限于编者水平，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正！
郭文晶
2022年9月
郭文晶，空军航空大学航空基础学院基础部力学教研室副教授，固体力学博士后。从事力学领域教学及科研工作十余年，主持完成空军级课题3项，参与完成国家自然科学基金项目2项，国家社会科学基金项目1项，发表论文十余篇，公开出版专著1部，获批实用新型专利3项，软件著作权1项。获得空军装备理论优秀成果三等奖1项，吉林省自然科学学术成果三等奖1项。2013 年荣获第二批吉林省高校科研春苗人才称号。
目录
绪论 ................ 001
第一篇 静力学
第一章 静力学的基本概念与公理 ................ 004
学习指南 .........................004
第一节 静力学的基本概念 .................005
第二节 静力学公理 .................... 007
第三节 约束和约束反力 .................. 011
第四节 受力分析和受力图 .................015
本章小结 .........................019
第二章 平面汇交力系 ................ 020
学习指南 .........................020
第一节 平面汇交力系的合成与平衡几何法 ............... 021
第二节 力在坐标轴上的投影·合力投影定理 ...............024
第三节 平面汇交力系的合成与平衡 ....................027
本章小结 .........................033
第三章 力矩和平面力偶理论 ................ 034
学习指南 .........................034
第一节 力对点之矩的概念与计算 .............. 035
第二节 力偶及其性质 ...................039
第三节 平面力偶系的合成与平衡 .............. 042
本章小结 .........................046
第四章 平面任意力系 .. 047
学习指南 .........................047
第一节 力线平移定理 ...................048
第二节 平面任意力系向已知点的简化·主矢与主矩 ............. 050
第三节 简化结果的分析·合力矩定理 ............ 052
第四节 平面任意力系的平衡条件与平衡方程 .........054
第五节 平面平行力系的平衡方程 .............. 058
第六节 物体系统的平衡·静定与静不定问题的概念 ............. 061
本章小结 .........................065
第五章 摩擦 ................ 067
学习指南 .........................067
第一节 滑动摩擦 .....................067
第二节 摩擦角和自锁现象 .................071
第三节 具有滑动摩擦的平衡问题 .............. 074
第四节 滚动摩擦 .....................080
本章小结 .........................083
第六章 空间力系 ................ 085
学习指南 .........................085
第一节 空间汇交力系 ...................086
第二节 空间力偶理论 ...................091
第三节 力对点之矩与力对轴之矩 .............. 093
第四节 空间任意力系向已知点的简化·主矢与主矩·空间力系的合力矩定理 .................... 099
第五节 空间任意力系的平衡条件与平衡方程 .........103
第六节 重心·平行力系中心 ................ 107
本章小结 .........................110
第二篇 运动学
第七章 点的运动 ................ 114
学习指南 .........................114
第一节 点的运动描述的矢量法 ...............114
第二节 点的运动描述的直角坐标法 .............116
第三节 点的运动描述的自然法 ...............122
本章小结 .........................131
第八章 刚体的基本运动 .. 133
学习指南 .........................133
第一节 刚体的平行移动 .................. 134
第二节 刚体的定轴转动 .................. 136
第三节 转动刚体内各点的速度和加速度 ...........138
第四节 角速度和角加速度的矢量表示·以矢积表示转动刚体内点的速度和加速度 .......142
本章小结 .........................145
第九章 点的合成运动 .. 147
学习指南 .........................147
第一节 点的合成运动的概念 ................ 148
第二节 绝对运动、相对运动和牵连运动的速度与加速度 .... 149
第三节 点的速度合成定理 .................151
第四节 牵连运动为平动时点的加速度合成定理 ............... 157
第五节 牵连运动为转动时点的加速度合成定理 ........ 163
本章小结 .........................176
第十章 刚体的平面运动 .. 178
学习指南 .........................178
第一节 刚体平面运动的概述 ................ 179
第二节 平面运动分解为平动与转动 .............180
第三节 平面图形内各点的速度基点法 ...........183
第四节 平面图形内各点的速度速度瞬心法 ........ 188
第五节 平面图形内各点的加速度 .............. 195
本章小结 .........................199
第三篇 动力学
第十一章 动量定理 ................ 202
学习指南 .........................202
第一节 动力学普遍定理概述 ................ 202
第二节 质点的动量定理 .................. 203
第三节 质点系的动量定理 .................206
第四节 质心运动定理 ...................211
本章小结 .........................217
第十二章 动量矩定理 .. 218
学习指南 .........................218
第一节 质点的动量矩定理 .................219
第二节 质点系的动量矩定理 ................ 222
第三节 刚体的定轴转动微分方程 .............. 226
第四节 转动惯量 .....................230
第五节 质点系相对质心的动量矩定理 ............ 234
第六节 刚体的平面运动微分方程 .............. 236
本章小结 .........................240
第十三章 动能定理 ................ 242
学习指南 .........................242
第一节 力的功 ...................... 242
第二节 质点的动能定理 .................. 247
第三节 质点系的动能定理 .................251
本章小结 .........................262
第十四章 达朗伯原理 ................ 264
学习指南 .........................264
第一节 质点的惯性力 ...................265
第二节 达朗伯原理 .................... 265
第三节 刚体惯性力系的简化 ................ 271
本章小结 .........................279
第十五章 刚体定点运动与陀螺近似理论 ................ 280
学习指南 .........................280
第一节 刚体定点运动的概念·欧拉角 ................... 281
第二节 欧拉运动学方程 .................. 283
第三节 欧拉动力学方程 .................. 287
第四节 赖柴定理·进动规律 ....................... 293
第五节 陀螺力矩与陀螺效应 ................ 297
本章小结 .........................300
第十六章 案例解析 ......... 302
第一节 某型飞机座舱三维激光扫描与逆向建模 ............... 302
第二节 跳伞着陆动作可视化实施诊断与考核系统 ..............312
第三节 固定滚轮训练人体关节力矩计算逆动力学 ..............318
本章小结 .........................322
参考文献......... 323
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