图书前言

本套教材是作者在近几年研究教学改革的基础上,结合清华大学理论力学教研组的教学经验写成的。编写这套《理论力学》教材主要目的是为了适应当前国内教学改革的需要,用较少的时间讲授理论力学的基本内容,希望能够既节省授课学时,又不降低课程的基本要求。在编写中作者遵循如下4个原则:1. 以牛顿力学和分析力学为两条并行贯穿的主线,使整套教材内容完整、结构紧凑、叙述严谨、逻辑性强;2. 以微积分、线性代数以及物理课的力学部分为基础,重点介绍最有理论力学课程特点的基础内容;3. 重点讲授动力学内容和分析力学方法,因为它们在理论和应用方面都更有价值,内容也更丰富;4. 从多种不同的角度讲解基本概念、基本公式和基本方法,既有严格的理论证明,又有形象直观的物理解释。

本套教材包括主教材——《理论力学》、学生学习辅导书——《理论力学辅导与习题集》、教师教学参考书——《理论力学(教师参考书)》和一张供课堂使用的教学多媒体光盘以及一张学生学习用光盘。

理论力学是一门基础课,它的特点之一是必须完成一定数量的习题才能掌握课程内容。本书的编写目的就是为学生提供必要的解题指导和大量的练习题。全书按章归纳总结了基本概念、基本理论及其应用技巧,并提供了大量习题。每章都包括以下7个部分:“内容摘要”简要总结本章的主要内容,包含解题时所需的基本公式和方法;“基本要求”指出重点掌握和熟练应用的内容,供读者参考;“典型例题”给出各章节中的典型例题,介绍解题的基本思路、方法和技巧,然后针对相关问题进一步深入讨论,帮助读者深入理解基本概念和解题方法;“疑难解答”列出学生可能会遇到的问题并给出简要的回答;“常见错误”列出学生作业中可能犯的错误;“趣味问题”列举生活中与理论力学有关的趣味问题,利用理论力学知识简要介绍问题的简化和处理方法;“习题”提供各种类型的习题,覆盖基本要求,包括少量需要利用计算机求解的习题。考虑到本书与主教材《理论力学》同时使用,因此,习题选择上尽量避免重复。另外,为了帮助读者利用计算机求解习题,每篇都有一个附录,介绍计算机求解运动学、静力学和动力学问题的基本方法、常用算法和程序。

作者希望本书在帮助学生复习和自学的同时,还能开阔视野,培养对力学的兴趣,并锻炼处理力学问题的能力。

在本书中,角度认为是有方向的,虽然图中一般都没有标明方向,但都默认是以某一根不转动的基准线为起点,另外本书在某些地方会引用教科书中的例子,则该教科书默认是本书的主教材,即参考文献[1]。

高云峰负责各章的“典型例题”、“疑难解答”、“常见错误”、“趣味问题”、“习题”以及“附录”的编写工作;李俊峰负责编写各章的“内容摘要”和“基本要求”以及全书的统稿工作;博士生崔海英参加了本书的文字编辑工作。由于时间仓促和作者水平所限,书中难免有各种错误和不足,恳请读者指正。

编 者

2001年12月于清华园