前言

理论力学“理论力学”是物理学院学生的一门基础理论课，也是学生第一次综合利用高等数学方法处理物理问题的一门理论物理课。

“理论力学”这门课顾名思义是讲力学的理论的。而“力学”大家不陌生，中学讲过，大学有“力学”课，因此这将是学生第三次接触力学课程，它和前两轮关于力学的学习有什么不同？是否会重复呢？

经典力学有两种不同的理论：牛顿力学和分析力学。而分析力学又可细分为拉格朗日理论和哈密顿理论，前两轮的力学学习主要是基于牛顿力学内容。“理论力学”主要是介绍分析力学内容的，同时它还要继续讲授属于牛顿力学范围的前两轮力学学习未尽部分，所以，这第三轮力学学习在内容上与前两轮截然不同。此外，“理论力学”是大学本科物理类专业教学计划中的中级课程的第一课，它是数学物理方法、热力学与统计物理、电动力学和量子力学的基础课程，这组课程的重点在于培养学生的理性思维能力，所以从内容到性质“理论力学”都是一门全新课程。

编者多年来讲授“理论力学”课程，所选教材是全国统编教材，内容很全面，是很好的教材。但是随着教学改革，尤其是很多大学包括编者所在的大学都已经将“力学”、“理论力学”统一成“经典力学”上、下期的形式进行，这样原来所选择的统编教材在知识内容的相互衔接上就感到不足。同时，由于大学教育方向已经由“精英教育”转到了“大众教育”，如何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，既节省授课时间，又不降低课程的要求是编者一直在教学中追求的目标。而拥有一本符合教学要求，起点低，内容通俗，逐步提高的教材一直是课程的需要和渴望，在等待了多年后，编者决定将自己多年来的授课讲义加以整理成就此教材。

这本教材还是像大多数理论力学教材那样先牛顿力学再分析力学这样一种顺序，这样先具体后抽象，先易后难，学生易于接受。同时在学习分析力学时也是本着先静力学，再运动学最后动力学的顺序进行，不改变学生熟悉的模式以便于学生与牛顿力学的内容和方法进行对比。

但是，本教材的牛顿力学部分就不再讲授质点的运动，而是重点讲授质点系的一般运动和刚体的定点转动。这样，可以将大部分时间用于分析力学的学习。因为分析力学是以普遍的力学变分原理为基础建立系统的运动微分方程，所以它具有高度的统一性和普遍性，这就不仅便于解决受约束的非自由质点系问题，而且便于扩展到其他学科领域中去，例如回转仪理论、连续介质理论、非线性力学、自动控制、近代物理等都广泛地应用分析力学的基本理论和研究方法。特别地，对于在后续课程里将要用到的知识，如经典散射、微振动、电磁场的拉格朗日方程等都有详细讲述，更便于学生今后的利用。显然，为了给后续课程和诸多专业打下良好的基础需加强对分析力学的讲授。

特别指出的是，由于本门课程改为大一下学期，受到数学基础的限制，我们只能讲授一些简化了的、容易求解的典型例子，同时也将诸如简谐振动基本知识作了简单介绍，便于与后续知识点衔接。然而实际问题大多是“复杂”的，通常难以用一般的解析数学求解，甚至根本不可能用解析数学求得解答。随着科学技术的发展，今后学生面对的实际问题中出现的现象，远远地不是那些简化例子所能反映和包容的。应用电子计算机进行“数值计算”或“数值模拟”的方法则是当前求解这些“复杂问题”最重要的手段。

为了学生知识系统的连贯，本教材还增加了狭义相对论部分的介绍。

本教材共分9章，第1章介绍牛顿力学的方程列解；第2章介绍有心力场；第3章介绍刚体；第4章介绍多自由度系统的微振动；第5章介绍分析力学的静力学；第6章介绍拉格朗日力学；第7章介绍哈密顿正则方程；第8章介绍哈密顿变分原理；第9章介绍狭义相对论。全教材采用国际单位制。

编者认真参考了近年来出版的优秀相关教材，本着既简明扼要又能满足后期课程所需要的基础知识的原则，在自编并使用多年的“理论力学”讲义基础上结合多年的教学实践，为物理类专业编写了此部教材。

编者对关心和支持本教材编写出版的清华大学出版社邹开颜、赵从棉编辑以及有关同行表示衷心感谢，正是由于她们的支持才使本教材完稿并得以出版。编者深感要编写一部易教易学，又有创新的基础课教材是一件相当艰巨的工作，由于编者水平所限，教材中定会有不少错误或不妥之处，恳请广大同行和读者批评指正。

武青

  2014年1月