理论力学精细辅导

哈尔滨工业大学编写的由高等教育出版社出版的《理论力学》是工科院校广泛使用的教改。此书于2016年9月更新至第8版。新版更新了少部分内容，20%左右的例题和习题。为了适合新版本的学习，编写针对新版本的辅导。 

本书是学习哈尔滨工业大学理论力学教研组编写的、由高等教育出版社出版的《理论力学(I)》(第八版)的助手。每章包括主要内容、精选例题、思考题解答和习题解答四部分。精选例题部分是笔者认为典型的、容易出错的题目的求解和讨论。全书精选例题累计100余道，在每章按照从易到难的顺序编排。

陈奎孚，教授, 博导。2000年取得中国协和医科大学生物医学工程博士学位, 曾留学美国和日本，长期从事振动和力学等领域工作。曾获得部委级三等奖(两次)、宝钢教育基金优秀教师和中国力学学会优秀力学教师等奖励。发表论文SCI/ EI核心收录30余篇。兼任振动工程学报，Mediterranean Journal of Measurement and Control等期刊编委，以及中国振动工程学会理事等。

〖1〗〖2〗〖1〗〖3〗第1章静力学公理和物体受力分析11.1主要内容11.1.1基本概念11.1.2静力学基本公理21.1.3约束和约束力21.1.4物体的受力分析和受力图31.2精选例题31.3思考题解答111.4习题解答14第2章平面力系222.1主要内容222.1.1平面汇交力系222.1.2力矩与力偶222.1.3平面任意力系的简化232.1.4平面力系的平衡条件和平衡方程232.1.5物体系的平衡232.1.6平面简单桁架的内力计算242.2精选例题242.3思考题解答342.4习题解答39第3章空间力系773.1主要内容773.1.1空间汇交力系773.1.2力对点之矩和力对轴之矩773.1.3空间力偶系783.1.4空间任意力系的简化783.1.5空间任意力系的平衡方程79〖1〗〖2〗〖1〗〖3〗3.1.6重心793.2精选例题803.3思考题解答833.4习题解答86第4章摩擦1014.1主要内容1014.1.1滑动摩擦1014.1.2摩擦角与自锁现象1014.1.3考虑摩擦时物体平衡问题1014.1.4滚动摩阻的概念1024.2精选例题1024.3思考题解答1104.4习题解答113第5章点的运动学1375.1主要内容1375.1.1矢量法1375.1.2直角坐标法1375.1.3自然坐标法138*5.1.4柱坐标和极坐标138*5.1.5球坐标法1385.2精选例题1395.3思考题解答1425.4习题解答144第6章刚体的简单运动1526.1主要内容1526.1.1平行移动1526.1.2定轴转动1526.1.3转动刚体内各点的速度和加速度1526.1.4轮系传动比1536.1.5矢量角速度和角加速度1536.2精选例题1536.3思考题解答1556.4习题解答157第7章点的合成运动1657.1主要内容1657.1.1相对运动·牵连运动·运动1657.1.2点的速度合成定理1657.1.3牵连运动是平移时点的加速度合成定理1667.1.4牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理·科氏加速度1667.2精选例题1667.3思考题解答1817.4习题解答183第8章刚体的平面运动2098.1主要内容2098.1.1平面运动的概述和运动分解2098.1.2速度的基点法2098.1.3速度的瞬心法2098.1.4用基点法求加速度2108.1.5运动学综合应用举例2108.1.6一个通例2108.2精选例题2118.3思考题解答2288.4习题解答233第9章质点动力学的基本方程2709.1主要内容2709.1.1动力学的基本定理2709.1.2质点的运动微分方程2709.2精选例题2719.3思考题解答2749.4习题解答275第10章动量定理28410.1主要内容28410.1.1动量与冲量28410.1.2动量定理与动量守恒28410.1.3质心运动定理28510.2精选例题28510.3思考题解答28810.4习题解答291第11章动量矩定理30111.1主要内容30111.1.1质点和质点系的动量矩30111.1.2动量矩定理与动量矩守恒30111.1.3刚体绕定轴转动微分方程30211.1.4刚体对轴的转动惯量30211.1.5质点系相对于质心的动量矩定理30211.1.6刚体的平面运动微分方程30211.2精选例题30311.3思考题解答31211.4习题解答315第12章动能定理33812.1主要内容33812.1.1力的功33812.1.2质点和质点系的动能33812.1.3动能定理表达式33912.1.4功率·功率方程·机械效率33912.1.5势力场·势能·机械能守恒定律33912.2精选例题34012.3思考题解答34612.4习题解答350第12z章动力学综合问题36612z.1主要内容36612z.2精选例题36712z.3习题解答376第13章达朗贝尔原理40413.1主要内容40413.1.1惯性力·质点的达朗贝尔原理40413.1.2质点系的达朗贝尔原理40413.1.3刚体惯性力系的简化40413.1.4绕定轴转动刚体的轴承动约束力40513.2精选例题40513.3思考题解答41013.4习题解答412第14章虚位移原理42914.1主要内容42914.1.1约束·虚位移·虚功42914.1.2虚位移原理表达式43014.2精选例题43014.3思考题解答43614.4习题解答438参考文献450

理论力学是机械、土木、航空、交通等诸多专业的专业基础课。它不仅为后续课程准备基础知识，而且其思想和方法对专业研究也很关键，因此学好该门课程对学生的专业发展非常重要。然而，笔者长期教学的感觉是： 不少学生对理论力学有阴森森的恐惧心理。本辅导书企图消除学生的这种心理，让学生自信地学习理论力学。 全书顺序遵循哈尔滨工业大学理论力学教研室所编写的《理论力学(Ⅰ)》(第8版)的体系。每章大体包括主要内容、精选例题、思考题解答和习题解答四个部分。部分是对教学内容的总结，第三部分和第四部分分别解答原教材的思考题和习题。 在第二部分，笔者精选了103道例题，这些例题在各章中按照从易到难的顺序编排。之所以称为“精选”是因为从笔者的经验来看，这些例题或经典，或易错，或难理解。大多数例题后面有讨论，这是笔者的教学经验或观点的总结。不当之处，敬请同行指正。 笔者不赞成学生使用习题解答这类参考书，但是有些同类参考书，用起来并不得心应手，少部分不严肃的教辅还有错误。考虑到这个因素，笔者才痛下决心把原教材的思考题和习题的解答也编写进本辅导书中。 为了方便学习，本书采用了如下一些编写习惯：  (1) 如果分析图完全错误，则在错误图上标注灰色的叉号；如果图的逻辑没有问题，但是还有可以改善的或不符合理论力学训练目的的，则在图上打上灰色的问号。 (2) 笔者自己的论述用楷体字表示，关键词句用加重楷体。 (3) 在动力学部分，运动量箭头用灰色，力相关量的箭头用黑色。 (4) “主要内容”和“精选例题”的图按“章数图号”的模式统一编号;“思考题解答”的原图按“S题号”编号，解答图按“D题号”编号;“习题解答”的原图按“T题号”编号，解答图按“J题号”编号。 本书是对《理论力学自主学习辅导》(中国农业大学出版社，2014年)一书的修订。以《理论力学自主学习辅导》为主要支撑材料的“力学类课程自主学习模式的探索与实践”曾获得中国农业大学2016年度教学成果特等奖。 教育的目的除了给予学生谋生技能外，还要让学生的视角广一些、远一些和深一些。即便在理论力学这种专业性极强的课程教学中，笔者也未忽视后者，这一思想也体现在本书的编排上，即书中插入了具有德育功能的材料。本书出版得到了中国农业大学“专业课发挥思政教育功能专项”教学研究项目和教材项目的资助。为了适应当代大学生阅读和学习习惯，笔者有“图形公式不烦恼”公众号（微信号： ArtByMathematica）。有关本教辅的更新、修订会在上述公众号发布。另外，公众号亦发布笔者关于理论力学，机械振动等课程的教学思考等材料。欢迎扫描二维码关注。
陈奎孚2017年8月