本書內(nèi)容主要包括：平面力系的簡化、平面力系的平衡、空間力系的簡化、空間力系的平衡、桁架、重心、摩擦和懸索；點(diǎn)的運(yùn)動、剛體的運(yùn)動、點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動、剛體的復(fù)合運(yùn)動和分析運(yùn)動學(xué)；質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)、質(zhì)點(diǎn)系動力學(xué)、動量定理、動量矩定理和動能定理等，共計(jì)15章。
本教材是根據(jù)教育部高等院校工科本科“理論力學(xué)”課程教學(xué)基本要求（多學(xué)時(shí)）、教育部工科“力學(xué)”課程教學(xué)指導(dǎo)委員會面向21世紀(jì)工科“力學(xué)”課程教學(xué)改革要求編寫的。本書是將理論力學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來的新型教材，由《理論力學(xué)》（上冊）和《理論力學(xué)》（下冊）兩部分組成。
隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，作為基礎(chǔ)學(xué)科的理論力學(xué)，其體系和內(nèi)容也必須相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。從這個愿望出發(fā)，在編寫本教材時(shí)力圖在已有《理論力學(xué)》的基礎(chǔ)上，從以下幾個方面做進(jìn)一步的改進(jìn)：
�。�1）注意使用矢量、張量、矩陣等數(shù)學(xué)工具，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)與理論力學(xué)相結(jié)合、采用軟件編程的快速求解要求。
（2）繼承和創(chuàng)新相結(jié)合，增加了運(yùn)動全過程分析內(nèi)容，注意通過圖像、計(jì)算等數(shù)學(xué)運(yùn)算，使學(xué)生掌握物理概念，通過理論分析和例題示范，訓(xùn)練學(xué)生思考方法、力學(xué)簡化建模能力、數(shù)學(xué)建模能力、符號解析計(jì)算能力、數(shù)值計(jì)算能力、計(jì)算機(jī)繪圖和計(jì)算機(jī)仿真能力。
本教材講解傳統(tǒng)手算算法和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)算法并重，學(xué)習(xí)傳統(tǒng)手算算法便于理解理論力學(xué)基本原理，采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)算法可以快速、準(zhǔn)確解決工程問題，提高效率。
（3）吸收了《力學(xué)與實(shí)踐》“教學(xué)研究”欄目的最新成果，吸收了第1-8屆全國高等學(xué)校為學(xué)課程報(bào)告論壇的最新成果，使全書內(nèi)容完整、結(jié)構(gòu)緊湊、敘述嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯性強(qiáng)。
�。�4）以微積分、線性代數(shù)和概率論為基礎(chǔ)，由簡單到復(fù)雜，先平面后空間，重點(diǎn)介紹最具理論力學(xué)課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)內(nèi)容。
�。�5）以矢量力學(xué)和分析力學(xué)為兩條主線貫穿整個課程，講授靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)。
（6）力學(xué)原理可以分為不變分的和變分的，本教材先講不變分的原理，后講變分的原理，講不變分的原理和變分的原理并重，增大了變分原理的內(nèi)容，以滿足快速科技發(fā)展的工程需求。
�。�7）從多種不同角度講解基本概念、基本公式和基本方法，既有嚴(yán)格證明，又有形象直觀的幾何解釋和物理解釋。
�。�8）初始條件與理論力學(xué)的數(shù)學(xué)模型——常微分方程組是同等重要的。近代研究表明，混沌的出現(xiàn)依賴于：初始條件變化的敏感性和參數(shù)變化的敏感性。李銀山把常微分方程組和初始條件同時(shí)考慮，采用諧波平衡與能量平衡相結(jié)合，提出了諧波一能量平衡法。
本教材介紹了由李銀山提出的求解強(qiáng)非線性振動問題解析解的諧波一能量平衡法。通過理論力學(xué)教學(xué)，讓學(xué)生及早了解國際前沿：非線性振動、分岔和混沌，對于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究和解決工程實(shí)際問題是非常重要的。
（9）隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各種設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，諸如衛(wèi)星、火箭、飛機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)、航空母艦、機(jī)器人、高層建筑、大跨徑橋梁、高速列車等各類系統(tǒng)的可靠性被提上了科學(xué)研究的日程。提高系統(tǒng)的工作可靠性，可從兩方面著手：一是提高每一組成元件的可靠性。二是研究系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)、使用與維修方案等。為滿足工程需要，本教材在理論力學(xué)中增加了“理論力學(xué)中的概率問題”一章。
�。�10）子曰：“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆�！标P(guān)于思考題：一些理論力學(xué)教科書所給出‘的思考題，似乎可以分為兩大類。一類主要是復(fù)習(xí)性的，例如，“理論力學(xué)的任務(wù)是什么？”“理論力學(xué)的研究對象是什么？”等等。另一類則不單純是復(fù)習(xí)，而且?guī)в幸欢ǖ乃伎夹�。收入本書的思考題，基本上屬于后一類。有的思考題雖然歸入某一章，但由于理論力學(xué)的知識具有連貫性，可能需要全面思考。
�。�11）子曰：“學(xué)而時(shí)習(xí)之，不亦說乎？”本書希望構(gòu)建教、學(xué)、習(xí)、用四維一體的現(xiàn)代化、立體化教材。本書例題分為常規(guī)的手算例題和計(jì)算機(jī)電算例題供教師“教”和學(xué)生“學(xué)”選用；收入本書的習(xí)題，分為三類：A類習(xí)題比較簡單、容易，供同學(xué)們寫課后作業(yè)，期中或期末考試練習(xí)選用；B類習(xí)題有一定難度，供考研和參加力學(xué)競賽的同學(xué)練習(xí)選用；C類習(xí)題與工程實(shí)際結(jié)合比較緊密，供同學(xué)們寫大作業(yè)和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)時(shí)參考應(yīng)用。
作為面向21世紀(jì)的新教材，本書嘗試為理論力學(xué)建立這樣一種具有現(xiàn)代計(jì)算方法的強(qiáng)大功能，但又不失去傳統(tǒng)解析方法之精確性的新體系。
在編寫本書過程中，華東理工大學(xué)李形制作了本書的多媒體課件；河北工業(yè)大學(xué)馬玉英解答了部分思考題，敖日汗解答了部分習(xí)題，李銀山編寫了全部章節(jié)，并統(tǒng)稿。
我的研究生羅利軍、董青田、曹俊靈、潘文波、吳艷艷、官云龍、韋炳威、霍樹浩及許多其他博士生、碩士生及本科生提出了寶貴的修改建議，給予了很多幫助，在此一并致謝。
感謝清華大學(xué)徐秉業(yè)教授和高云峰教授、中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所戴念祖研究員、軍械工程學(xué)院付光浦教授、太原理工大學(xué)蔡中民教授、太原科技大學(xué)梁應(yīng)彪教授和我的同學(xué)郭曉輝博士對本書編寫給予的關(guān)心、支持和鼓勵！
沉痛悼念我的博士生導(dǎo)師太原理工大學(xué)楊桂通教授，感謝他多年來對本書的關(guān)心和指導(dǎo)。
感謝我的碩士生導(dǎo)師太原科技大學(xué)徐克晉教授和本科生導(dǎo)師軍械工程學(xué)院張識教授多年來的指導(dǎo)、幫助和支持。
我深深地感謝我的夫人楊秀蘭女士，她幫助我錄入了全部書稿。
陳予恕院士熱情為本書作序，并擔(dān)任主審，河北工業(yè)大學(xué)李欣業(yè)教授、焦永樹教授對書稿做了極為認(rèn)真細(xì)致的審閱，提出了許多寶貴的改進(jìn)意見，一并致以衷心的感謝！
限于作者水平，錯誤與不妥之處望讀者不吝指正。
李銀山，1961年生，山西平遙人。河北工業(yè)大學(xué)教授，太原理工大學(xué)固體力學(xué)專業(yè)博士，天津大學(xué)動力學(xué)與控制博士后。研究方向：非線性動力學(xué)與控制。主要著作有《Maple理論力學(xué)I，II》、《Maple材料力學(xué)》及《數(shù)學(xué)建模案例分析》等。
設(shè)計(jì)了非線性圓板混沌實(shí)驗(yàn)振動臺，對軸對稱圓板在簡諧載荷作用下的非線性動力學(xué)行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值計(jì)算：發(fā)現(xiàn)了混沌、對稱破缺和恢復(fù)及超諧分岔等復(fù)雜動力學(xué)行為。得到了如下結(jié)論：對稱破缺現(xiàn)象是由于對稱動力系統(tǒng)解的結(jié)構(gòu)頻率成分出現(xiàn)了：偶階超諧解；偶階亞諧解；偶階超亞諧解和偶階亞超諧解四種情況之一。而混沌出現(xiàn)之前必然出現(xiàn)以上四種解之一，所以對稱破缺現(xiàn)象發(fā)生是混沌的前兆。
最近提出了求解結(jié)構(gòu)彎曲變形問題的一種快速解析法——連續(xù)分段獨(dú)立一體化積分法，與力法和位移法不同，采用此法數(shù)學(xué)建模簡單，利用計(jì)算機(jī)求解方便、速度快，可以得到剪力、彎矩、轉(zhuǎn)角和撓度的一體化解析表達(dá)式。在非線性動力學(xué)與控制、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子動力學(xué)等領(lǐng)域發(fā)表論文一百余篇。
主要符號表
第1章 緒論
1．1 理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的改革與發(fā)展
1．2 面向能力培養(yǎng)的理論力學(xué)
1．3 力學(xué)簡史
1．4 諧波一能量平衡法
1．5 坐標(biāo)系與歐幾里得空間
1．6 矢量
1．7 二級張量
1．8 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第1篇 靜力學(xué)
第2章 物體的受力分析
2．1 力、力矩和力偶
2．2 約束和物體受力分析
2．3 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第3章 平面力系
3．1 平面力系的簡化
3．2 平面力系的平衡
3．3 物體系的平衡
3．4 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第4章 空間力系
4．1 空間力系的簡化
4．2 空間力系的平衡
4．3 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第5章 靜力學(xué)應(yīng)用問題
5．1 桁架
5．2 重心
5．3 摩擦
5．4 懸索
5．5 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第2篇 運(yùn)動學(xué)
第6章 點(diǎn)的運(yùn)動
6．1 矢量描述法
6．2 直角坐標(biāo)描述法
6．3 自然坐標(biāo)描述法
6．4 極坐標(biāo)和柱坐標(biāo)描述法
6．5 曲線坐標(biāo)、球坐標(biāo)描述法
6．6 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第7章 剛體的基本運(yùn)動
7．1 剛體運(yùn)動的分析
7．2 剛體的平行移動
7．3 剛體的定軸轉(zhuǎn)動
7．4 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第8章 點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動
8．1 復(fù)合運(yùn)動的基本概念
8．2 速度合成定理
8．3 加速度合成定理
8．4 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第9章 剛體的平面運(yùn)動
9．1 剛體平面運(yùn)動的分解
9．2 剛性截面內(nèi)點(diǎn)的速度
9．3 剛性截面內(nèi)點(diǎn)的加速度
9．4 點(diǎn)在平面運(yùn)動參考系中運(yùn)動的合成
9．5 例題編程
思考題
習(xí)題
第10章 剛體的定點(diǎn)運(yùn)動和一般運(yùn)動
10．1 剛體的定點(diǎn)運(yùn)動
10．2 歐拉角
10．3 點(diǎn)在定點(diǎn)運(yùn)動參考系中運(yùn)動的合成
10．4 剛體的一般運(yùn)動
10．5 點(diǎn)在一般運(yùn)動參考系中運(yùn)動的合成
10．6 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第11章 分析運(yùn)動學(xué)和剛體運(yùn)動的合成
11．1 分析運(yùn)動學(xué)
11．2 剛體運(yùn)動的合成
11．3 例題編程
思考題
習(xí)題
第3篇 動力學(xué)
第12章 質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)的基本方程
12．1 牛頓定律
12．2 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動微分方程
12．3 質(zhì)點(diǎn)的相對運(yùn)動微分方程
12．4 質(zhì)點(diǎn)系動力學(xué)的研究方法
12．5 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
第13章 動量定理
13．1 動量定理
13．2 質(zhì)心運(yùn)動定理
13．3 動量守恒定律
13．4 剛體平行移動動力學(xué)
13．5 在非慣性參考系中的動量定理
13．6 質(zhì)點(diǎn)系對動軸的動量定理
13．7 例題編程
思考題
習(xí)題
第14章 動量矩定理
14．1 剛體的轉(zhuǎn)動慣量和慣性積
14．2 矩心為定點(diǎn)的動量矩定理
14．3 剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學(xué)
14．4 矩心為質(zhì)心的動量矩定理
14．5 動量矩守恒定律
14．6 剛體平面運(yùn)動動力學(xué)
14．7 在非慣性參考系中的動量矩定理
14．8 例題編程
思考題
習(xí)題
第15章 動能定理
15．1 質(zhì)點(diǎn)的動能定理
15．2 質(zhì)點(diǎn)系的動能定理
15．3 機(jī)械能守恒定律
15．4 動力學(xué)普遍定理的綜合應(yīng)用
15．5 在非慣性參考系中的動能定理
15．6 Maple編程示例
思考題
習(xí)題
附錄A 簡單勻質(zhì)幾何體的重心位置和轉(zhuǎn)動慣量
附錄B 部分思考題和習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)
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