理论力学（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王月梅，曹咏弘 编

图书标签:

• 理论力学
• 力学
• 经典力学
• 物理学
• 高等教育
• 教材
• 大学教材
• 工程力学
• 第二版
• 清华大学出版社

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111292845

版次：2

商品编码：10134398

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育规划教材

开本：16开

出版时间：2010-02-01

用纸：胶版纸

页数：444

字数：556000

正文语种：中文

内容简介

　　《理论力学（第2版）》是根据教育部力学基础课程教学指导分委员会《理论力学课程教学基本要求（A类）》编写而成的。全书分静力学、运动学、动力学三篇，在内容的选取上较好地处理了与大学物理的衔接问题。全书理论体系清晰，层次分明、重点突出、难点分散。书中例题、习题不仅数量充足，还包括了易、中、难三个层次。在例题的分析中，既阐明了解题的思路和步骤，又注重了理论的应用和与工程实际的结合，有较好的教学适用性。
　　《理论力学（第2版）》为高等学校机械、土建等专业的各个层次的理论力学教材和教学参考书，亦可供有关科技人员参考。

内页插图

目录

第2版前言
第1版前言
绪论
第1篇 静力学
第1章 静力学基础
1.1 静力学的公理体系
1.2 力在坐标轴上的投影
1.3 力矩及其计算
1.4 力偶及其性质
1.5 约束与约束力
1.6 物体的受力分析和受力图
思考题
习题A
习题B

第2章 力系的简化
2.1 汇交力系的简化
2.2 力偶系的简化
2.3 空间一般力系的简化
2.4 重心
思考题
习题A
习题B

第3章 力系的平衡条件及其应用
3.1 空间力系的平衡条件及其应用
3.2 平面力系的平衡方程及其应用
3.3 静定和静不定问题的概念
3.4 刚体系统的平衡
3.5 平面静定桁架的内力分析
思考题
习题A
习题B

第4章 摩擦
4.1 滑动摩擦
4.2 摩擦角和自锁现象
4.3 考虑摩擦时的平衡问题
4.4 滚动摩阻
思考题
习题A
习题B

第2篇 运动学
第5章 点的运动学
5.1 点的运动的矢量描述法
5.2 点的运动的直角坐标描述法
5.3 点的运动的自然描述法
5.4 点的运动的柱坐标描述法
思考题
习题

第6章 刚体的基本运动
6.1 刚体的平动
6.2 刚体的定轴转动
6.3 以矢量表示刚体的角速度和角加速度以矢积表示点的速度和
加速度
思考题
习题A
习题B

第7章 点的复合运动
7.1 复合运动的基本概念
7.2 速度合成定理
7.3 牵连运动为平动时的加速度合成定理
7.4 牵连运动为转动时的加速度合成定理
思考题
习题A
习题B

第8章 刚体的平面运动
8.1 刚体平面运动概述和运动分解
8.2 平面图形上各点的速度分析
8.3 平面图形上各点的加速度分析
*8.4 刚体绕平行轴转动的合成
思考题
习题A
习题B

第9章 刚体的定点运动和一般运动
*9.1 刚体绕定点运动的运动方程欧拉定理
*9.2 刚体绕定点运动的角速度和角加速度
*9.3 绕定点运动的刚体上各点的速度和加速度
*9.4 刚体绕相交轴转动的合成
*9.5 刚体的一般运动
思考题
习题

第3篇 动力学
第10章 质点运动微分方程
10.1 牛顿运动定律
10.2 质点运动微分方程
10.3 质点动力学的两类基本问题
10.4 质点在非惯性坐标系中的运动
思考题
习题

第11章 动量定理和动量矩定理
11.1 质点系的质量几何性质
11.2 动量和动量矩
11.3 动量定理
11.4 矩心为定点的动量矩定理
11.5 刚体的定轴转动微分方程
11.6 矩心为动点的动量矩定理
11.7 刚体的平面运动微分方程
*11.8 变质量质点的运动微分方程
*11.9 陀螺运动的近似理论
思考题
习题A
习题B

第12章 动能定理
12.1 力的功
12.2 动能
12.3 动能定理
12.4 势力场势能机械能守恒定律
12.5 功率和功率方程
12.6 普遍定理的联合应用
思考题
习题A
习题B

第13章 达朗贝尔原理
13.1 达朗贝尔原理
13.2 刚体惯性力系的简化
13.3 绕定轴转动刚体的动约束力静平衡和动平衡的概念
思考题
习题A
习题B

第14章 虚位移原理
14.1 约束和约束方程
14.2 自由度和广义坐标
14.3 虚位移
14.4 理想约束
14.5 虚位移原理
14.6 以广义坐标表示的质点系的平衡条件
*14.7 质点系在势力场中平衡的稳定性
思考题
习题A
习题B

第15章 拉格朗日方程
15.1 动力学普遍方程
15.2 拉格朗日方程
15.3 拉格朗日方程的首次积分
思考题
习题

第16章 碰撞
16.1 碰撞的特征和恢复因数
16.2 研究碰撞运动的动力学普遍定理
16.3 两球的正碰撞动能损失
*16.4 斜碰撞
16.5 碰撞冲量对绕定轴转动刚体的作用撞击中心
16.6 刚体碰撞问题举例
思考题
习题A
习题B

第17章 机械振动基础
17.1 单自由度系统的自由振动
17.2 单自由度系统的衰减振动
17.3 单自由度系统的强迫振动
17.4 隔振理论简介
思考题
习题A
习题B

第18章 理论力学问题的计算机分析简介
18.1 静力学问题的计算机分析
18.2 运动学问题的计算机分析
18.3 动力学问题的计算机分析
习题

附录
附录A 矢量代数和矢量导数
附录B
表B-1 几种常见的约束类型和约束力
表B-2 简单形状均质物体的重心
表B-3 简单形状均质物体的转动惯量
习题答案
索引
参考文献

精彩书摘

1.理论力学的研究对象
理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门学科。所谓机械运动，是指物体在空间的位置随时间的变化。例如日、月、星辰的运行，车辆、船只的行驶，一切机器的运转等，都是机械运动，平衡是指物体相对于惯性系保持静止或匀速直线运动的状态（如相对地球处于静止状态），是机械运动的一种特殊形式。在多种多样的运动形式中，机械运动是人们在日常生活和生产实践中最常见、最普遍、也是最简单的一种运动。而任何比较复杂的、比较高级的物质运动形式都与机械运动存在着或多或少的联系。所以，理论力学的概念、规律和方法在一定程度上也被应用于自然科学的其他领域中，对它们的发展起了积极的作用。
物体的机械运动都服从某些一般规律，这些一般规律就是理论力学的研究对象。按照循序渐进的认识规律，本书分为静力学、运动学和动力学三部分依次进行研究。静力学主要研究力的基本性质、力系的简化与力系的平衡条件；运动学是研究物体机械运动的几何性质，而不涉及引起物体运动的物理原因；动力学则是研究物体的机械运动与所受力之间的关系。
理论力学属于以牛顿定律为基础的经典力学范畴。近代物理学韵发展说明了经典力学的局限性：经典力学仅适用于低速、宏观物体的运动。当物体的速度接近于光速时，其运动应当用相对论力学来研究；当物体的大小接近于微观粒子时，其运动应当用量子力学来研究。而对于速度远低于光速的宏观物体，由经典力学推得的结果具有足够的精确度。工程技术中所处理的对象一般都是宏观物体，而且其速度也远低于光速，所以其力学问题仍以经典力学的定律为依据。因而经典力学至今仍有很大的实用意义，并且还在不断地发展着。
2.理论力学的研究方法
任何一门科学由于研究对象的不同而有不同的研究方法，但是通过实践而发现真理，又通过实践而证实真理和发展真理，这是任何科学技术发展的正确途径。理论力学的发展史也遵循着这一认识规律。概括地说，理论力学的研究方法是从对事物的观察、实践和科学实验出发，经过分析、综合归纳和抽象化，建立起力学模型，总结出力学的最基本概念和规律；从基本规律出发，利用数学推理演绎，得出具有物理意义和实用意义的结论和定理，构成力学理论；然后再回到实践中去验证理论的正确性，并在更高的水平上指导实践，同时从这个过程中获得新的材料、新的认识，再进一步完善和发展理论力学。
……

前言/序言

　 进入21世纪，科学技术的迅速发展和我国社会主义市场经济对高等工科院校人才培养提出了更高的要求。本科的教学内容、课程体系改革要从整体人才培养目标出发，更新教学内容，优化课程体系。多年来作者一直进行理论力学课程改革的探索，最近又承担了山西省21世纪高等教育教学改革项目“基础课程教学中加强素质教育和培养创新意识的研究和实践”。通过研究与实践，对原理论力学教材（简称“原教材”——参考文献1）进行了大胆的改革，主要表现在以下几个方面：

　 1.静力学是全新体系。原教材虽提高了一些概念的理论讲授起点，但基本上是以力系为体系，即由简单力系到一般力系，研究力系的简化和平衡条件的应用。本教材是以内容的理论知识点为体系，全篇分为静力学基础、力系的简化、力系的平衡条件及其应用和摩擦共四章，精炼了内容与体系，但在概念的叙述和例题的选择与分析上力求通俗易懂，以适应一般工科院校的学生使用。

　 2.运动学中利用刚体位形的概念描述刚体的运动，但在刚体运动的分析方法上仍保留了一般教材（如原教材）的分析法，目的是突出点和刚体两个不同的力学模型，为复合运动中牵连运动的分析奠定基础，又为一般工科院校的学生所适用。

　 3.在运动分析中，加强了分析法的应用，使分析法与几何法并重。

　 4.拓宽了内容的深广度，如增加了刚体定点运动、一般运动、陀螺近似理论等内容，为学有余力的同学创造深入学习的条件。

　 5.书中精炼了对点的运动学、普遍定理等与大学物理有关内容的叙述，加强了应用，较好地处理了与大学物理衔接的问题。

　 6.本书在例题的选择和分析上注意了对学生工程意识和科学思维方法的培养。并以一题多解和提问的形式开发学生的思维，为学生探索新事物、培养创新能力奠定基础。

　 7.本书保留了原教材中将动量定理和动量矩定理合为一章的做法，并采用了力系简化和动量系简化相对应的写法。

　 8.本书在内容的选取和章节的划分上，注意了不同层次课程的选用，适于作高等工业学校机械、土建等专业各个层次的理论力学教材，亦可供其他专业和有关工程技术人员参考。

《经典力学导论：从牛顿定律到拉格朗日与哈密顿体系》 作者：[此处可填入一个假定的作者姓名，例如：张伟, 李强] 版本：第一版 出版社：[此处可填入一个假定的出版社名称，例如：高等教育出版社] --- 内容简介 本书旨在为物理学、工程学及相关学科的本科高年级学生和研究生提供一套全面且深入的经典力学教程。我们着重于构建坚实的理论基础，并引导读者从牛顿力学的基本原理出发，逐步过渡到更抽象、更强大的分析力学框架，即拉格朗日力学和哈密顿力学。全书结构清晰，逻辑严密，不仅涵盖了经典力学的核心内容，还融入了对物理思想发展历程的深刻洞察。 第一部分：牛顿力学的基础与扩展 本部分首先回顾了经典力学的基石——牛顿运动定律。我们不满足于简单的公式复述，而是深入探讨了惯性参考系、伽利略变换的局限性，并引入了更一般的坐标系描述。 第一章：运动学的回顾与深化 详细阐述了在笛卡尔坐标系下物体的运动描述，包括位置、速度和加速度的矢量性质。重点讨论了圆周运动、简谐振动（SHM）的精确解法，并引入了复变函数方法来简化振动问题的求解过程。对角动量和角动量守恒定律进行了严格的数学推导，并将其应用于刚体运动的分析。 第二章：功、能与守恒定律 本章系统地阐述了功和能量的概念，特别是保守力和非保守力对系统能量的影响。势能的概念被提升到核心地位，用于描述系统在保守力场中的运动。我们详细分析了中心力问题，包括行星运动的开普勒定律的精确推导，以及散射理论的基础，利用拉比诺维奇的椭圆轨道参数方法进行深入讲解。 第三章：受迫振动与线性系统 针对实际工程问题，本章深入探讨了包含阻尼和驱动力的振动系统。我们利用复数表示法求解受迫振动的稳态解和瞬态解，详尽分析了共振现象的物理机制、品质因数（Q值）的意义及其在物理系统中的应用。此外，还初步介绍了线性系统的模态分析概念。 第四章：非惯性系中的动力学 为了处理加速或旋转参考系中的问题，本章系统介绍了科里奥利力、离心力和欧拉力。对地球上的运动，如大气环流和弹道计算，进行了具体的应用分析，展现了这些“假想力”在宏观尺度物理现象中的重要作用。 第二部分：分析力学的核心——拉格朗日力学 在掌握了牛顿力学的基础上，本书的第二部分将读者引入分析力学的世界。拉格朗日力学以变分原理为基础，提供了更为简洁和普适的力学描述方法。 第五章：变分原理与欧拉-拉格朗日方程 本章从变分法的基本概念入手，如泛函、变分和泛函导数。我们严格推导了作用量（Action）的概念，并基于最小作用量原理（费马原理的力学推广）导出了著名的欧拉-拉格朗日方程。本章强调了将物理规律转化为变分原理的深刻意义。 第六章：约束系统的拉格朗日力学 详细讨论了如何处理复杂的几何约束。引入了拉格朗日乘子法来处理完整约束，并阐述了如何选择合适的广义坐标来消除或简化约束方程。通过对双摆、移动导轨上的质点等经典案例的详细分析，巩固读者应用拉格朗日方程解决复杂动力学问题的能力。 第七章：守恒量与诺特定理 这是分析力学的核心亮点之一。本章系统介绍了“守恒量”在拉格朗日力学中的定义，并严格推导了诺特定理（Noether's Theorem）。我们通过具体的例子（如均匀空间中的平移不变性对应动量守恒，均匀时间下的不变性对应能量守恒）阐释了对称性与守恒量之间深刻的数学和物理联系。 第八章：刚体动力学的新视角 利用拉格朗日量描述刚体运动，重新审视了欧拉角和欧拉方程。通过构建刚体的动能和势能的拉格朗日量，导出了运动方程，并对绕定点刚体的运动（如陀螺）进行了深入探讨，展示了分析力学在处理复杂刚体系统时的优势。 第三部分：哈密顿力学与理论物理的前沿 本部分将力学形式推向更高的抽象层次——哈密顿力学，这是连接经典力学与量子力学、统计力学的关键桥梁。 第九章：勒让德变换与哈密顿力学 系统介绍如何通过勒让德变换从拉格朗日量导出哈密顿量。详细分析了相空间（Phase Space）的概念，以及哈密顿方程作为一阶微分方程组的结构。讨论了系统的相轨迹、相体积和泊松括号的定义。 第十章：泊松括号与正则变换 深入探讨泊松括号在哈密顿力学中的核心地位，阐明其与角动量守恒和守恒量的关系。接着，本书引入了正则变换理论，解释了如何通过正则变换简化哈密顿函数，使系统更容易求解。 第十一章：经典力学的进阶主题 本章将理论力学应用于更前沿的领域。 1. 小振动近似与正则微扰论： 详细分析了平衡点附近的微小扰动，引入了规范变换来解耦振动模式，为处理复杂分子振动和晶格振动奠定基础。 2. 连续介质的力学描述： 简要介绍了场的概念，如何将拉格朗日形式推广到连续介质（如弹性体或流体）的描述，引入了场量和场方程的概念。 附录 附录包含了深入学习所需的数学工具，包括微积分基础回顾、矢量分析、线性代数在力学中的应用，以及一个关于符号积分和数值解法的简介，帮助读者更好地掌握和应用所学知识。 --- 本书特点： 层次分明： 从基础的牛顿力学平稳过渡到高级的哈密顿力学，保证了学习的连贯性。 强调数学严谨性： 详细推导了核心定理，尤其是诺特定理和正则变换。 注重物理洞察： 通过分析守恒量、对称性和相空间结构，培养读者对物理规律本质的理解。 应用广泛： 涵盖了从行星运动到振动理论，再到连续介质理论的基础，是进行后续专业学习的坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

我必须得提到这本书在习题设计上的独到之处。它们不仅仅是简单的代数运算练习，很多题目都巧妙地融合了实际工程背景或者更深层次的物理情境，让人感觉自己不是在解一道孤立的数学题，而是在解决一个真实的物理难题。我个人特别欣赏那些需要跨章节知识点整合的综合题，它们强迫你去建立不同理论模块之间的联系，而不是孤立地看待角动量守恒或者能量原理。不过，我得坦白，有些习题的难度梯度设置得有点跳跃。前几章的例题还算循序渐进，但一旦进入到非完整约束或者拉格朗日方程的高级应用阶段，有些课后题的难度会像坐过山车一样陡然上升，让人措手不及。我曾经花了一个下午，在解决一道关于陀螺运动的习题上卡住，最后不得不查阅了大量的额外资料才勉强得出结果。虽然过程痛苦，但那种茅塞顿开的成就感是无与伦比的。这本书的价值就在于，它提供的知识点是“活的”，而不是静止的公式堆砌，它激发了你主动探索的欲望，而不是仅仅满足于被动接受。

评分☆☆☆☆☆

关于教材中对各种分析工具的引入和阐述，我觉得处理得非常巧妙，它没有将数学工具视为额外的负担，而是将其内化为物理理论的必然组成部分。比如，在引入哈密顿量和泊松括号时，作者并不是简单地罗列公式，而是将它们置于相空间演化的宏大背景之下进行考察，从而凸显了这种形式体系的优雅性和完备性。这种处理方式极大地拓宽了我对“力学”这个概念的理解边界，让我意识到，力学不仅仅是牛顿定律的应用，更是一种描述自然界运动的普适数学框架。不过，这种深度整合也意味着对读者的预备知识提出了更高的要求。在讲解变分原理时，虽然最终导出了欧拉-拉格朗日方程，但中间涉及到的泛函微分的介绍显得有些过于简略，如果读者对变分法的背景知识不熟悉，很容易在这个环节产生理解上的断层。我个人认为，如果能在该部分增加一个更详细的“数学工具箱”附录，专门阐述这些高级分析手段的物理意义，将会对更广泛的读者群体更加友好。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格简直就是一股清流，它带着一种老派的、对真理的敬畏感。作者的语言组织，充满了古典物理学的韵味，每一个论述都显得掷地有声，不带一丝一毫的浮夸或迎合。你很难在其中找到时下流行的那些“口语化”或“幽默化”的表述，取而代之的是一种冷静、客观到近乎冷峻的叙事。这种风格对我来说是双刃剑。一方面，它保证了理论的纯粹性，让读者能够专注于物理世界的本质，避免被无关的修辞分散注意力；但另一方面，对于那些习惯了现代交互式教学的读者来说，这种略显“高冷”的叙事方式，可能会造成一定的阅读障碍，仿佛隔着一层厚厚的玻璃在观察世界。我记得我尝试用它来给一个刚接触力学的朋友讲解，结果他很快就因为跟不上那种深入骨髓的逻辑跳跃而感到挫败。这本书更像是为那些已经有了一定物理直觉，渴望将知识体系推向极致的进阶学习者准备的。它不迁就你，而是要求你追赶它。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书在概念演进脉络上的梳理，它清晰地展示了从经典牛顿力学到分析力学这一哲学和数学上的飞跃是如何发生的。作者似乎非常注重历史发展的逻辑性，总是在关键转折点上，清晰地指出旧理论的局限性，以及新理论是如何突破这些限制的。例如，在阐述约束的概念时，从几何约束到微分约束，再到更抽象的力学原理，层层递进，让人对“自由度”的理解达到了前所未有的深刻程度。这种对知识“来龙去脉”的关注，使得学习过程充满了探索的乐趣，而不是枯燥的知识点记忆。然而，这种对体系完整性的追求，有时也使得全书的节奏略显沉重。在处理某些较为基础的刚体运动问题时，作者似乎更倾向于直接使用更一般的分析力学工具来求解，而非花费过多笔墨在直观的矢量分析上。对于那些希望先通过直观的力矢量和力矩概念来建立起对刚体动力学初步认知的读者来说，可能会觉得“跳跃”得太快，少了些许必要的“拐杖”。总而言之，它是一本需要你付出努力才能完全领会其精髓的宝藏，但一旦掌握，其带来的思维提升是其他教材难以比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这套书的排版实在是太考究了，每一个公式、每一个图示都仿佛经过了精心雕琢。光是看着这些印刷出来的符号，就让人忍不住想去深究背后的物理意义。不过，说实话，对于初学者来说，可能需要一些耐心去适应它这种略显“学术化”的呈现方式。我记得有一次，我对着一个推导过程反复看了好几遍，它那种严谨的逻辑链条，虽然最终豁然开朗，但过程中的那种“迷失感”确实是存在的。尤其是涉及到张量分析和广义坐标变换那几章，如果不是对基础微积分和线性代数有很扎实的功底，上手会比较吃力。但反过来说，正是这种不妥协的严谨性，让它在后续的高级学习中成为了一本可靠的参考手册。它不像某些教材那样把复杂的步骤一笔带过，而是把每一个细节都掰开了揉碎了讲，只是这个“揉碎”的过程对于心智不成熟的读者来说，可能有点折磨。不过，当你在查阅其他资料时，会发现这本书对概念的定义极其精确，这在面对那些似是而非的描述时，提供了强有力的支撑。那种捧在手里沉甸甸的感觉，也让人觉得这不仅仅是一本书，更像是一件值得珍藏的工具。