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中国古代的力学研究范围是很广的，其中重要的成果是时空与运动，对力的认识。
1 时间、空间和运动
时间、空间和运动的研究是从一些实际的经验和直观的认识开始的。随着经验的不断积累和认识的不断深入，才建立起较为科学的时空观和运动观。
1.1时空的认识
最早的与空间有关的概念是老子提出的。他说：“天地之间，其犹橐龠乎？虚而不屈，动而愈出。”（《道德经》第五章）他把天地之间的“空间”比喻为一个大风箱，其间并不空，充满着“气”。魏国杂家尸佼首先使用“宇宙”这个词，并最先给出宇宙的明确定义：“上下四方曰宇，往古今来曰宙。”（《尸子》卷下）这里的宇就是空间，宙是时间。《庄子》中也有关于宇宙的定义：“有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，宙也。”（杂篇·桑庚楚）意思是说，宇是实在的和无所不在的，宙有长短，可以计量，但无始终。这里的“无乎处”和“无本剽”也说明了时空的无限属性。
墨家也给了时间与空间的严格定义：“久，弥异时也”；“合古今旦莫”。“宇，弥异所也”；“东西家南北”。其中的“弥”就是遍及的意思，“家”近乎“中”，即把我们自己的“家”当作相对四个方向的初始原点。墨家的定义也是一个非常通俗的好定义。
对于时间与空间的联系，《管子》中说得很明确，它有一个篇目叫“宙合”（其中的“合”就相当于“宇”），明确地说明了二者的关系。其中讲到：“天地，万物之橐；宙合有（又）橐天地”。意思是，天地包裹着万物，天地又包裹在宙合之内。《管子》中的“宙合”比老子的“天地”层次也多了一些，内容也更丰富了。《管子》还进一步对其意义作了一些引申：“上通于天之上，下泉于地之下，外出于四海之外，合络天地以为一裹。”后来，明末清初的方以智将宙合之意作了有益的推广。“《管子》曰‘宙合’，谓宙合宇也，灼然宙轮于宇，则宇中有宙，宙中有宇。”（《物理小识》卷2）
由此可见，在中国古代的时空观中，时间与空间是统一的。
1.2运动与静止
墨家对运动的考察很细致，并且给出了很好的定义。他们写道：“动，域徙也。”“边际徙者，户枢免瑟。”“止，以久也。”这样的运动定义简洁明了，即空间（“域”）的改变（“徙”）论证也很简单，门（“户”）枢免除嘎吱声，在于它的边际经常运动（“域徙”）。这又是转动现象。静止的定义也简洁明了，即某物体在某一时间内处于空间某一位置。墨子关于静止的解释是针对名家“飞鸟之影未尝动也”（公孙龙），“镞矢之疾而有无行不止之时”（《庄子·天下》）。可见，名家的思辩水平很高，对于运动与静止的辩证关系认识得很深。但墨家比较注意动静的实证性，并且也不忽视其思辩意义。
此外，墨家还论证了时空与运动的关系，并且也很精彩。他们写道：“宇域徙，说在长宇久。”“宇徙而又处宇，宇南北，在旦又在暮。”即物体在空间的移动，是空间随着时间的持续自近而远的变化。另外，物体在空间不断移动，需离开原来的空间而占据别的空间，如一物体从南向北运动，所经历的时间是从早到晚。因此，时间和空间统一于物体的运动中，空间与时间的联系也是很自然的事情了。
他们还写道：“行修以久，说在先后。”“诸行者必先近而后远，远近修也。先后，久也。民行修必以久也。”这就是说，旅行者必先到近处，后到远处，而远近就是距离之不同，先后就是时间之不同。因此，人们走过一定的路程就需要一定时间。墨家的论述非常朴素，但寓意是明显的。
1.3运动的相对性
在关于物体（包括天体）运动的考察中，有些学者也提出一些“古怪”命题或现象，并对运动的相对性有了较深的认识。在《吕氏春秋》中论述了这样一个故事，即“楚人有涉江者，其剑之所以坠于水，遽契其舟，曰：‘是剑之所以坠’。舟止，从其所契者入水求之。舟已行矣，而剑不行。求剑若此，不亦惑乎？”（卷15）要捞出水中的剑，凭一般的经验来看，应把剑丢在水中的位置确定下来，可是这个人记在船上。作者笑话他，“不亦惑乎”。作者是以河岸做参照来确定剑在水中的位置，掉剑者则是以行走的船为参照，可惜作者没有明确说明。
晋代束皙认为，“乘船以涉水，水去船不徙矣”。这就像我们乘车看到树的运动一样。束皙还说：“仰游云以观，日月常动而云不移。”（《隋书·天文志》）晋代葛洪也说：“见游云西行，而谓月之东驰。”（《抱朴子·内篇·塞难》）由此可见，束皙和葛洪对运动的相对性是有所认识的。汉代成书的《春秋纬·元命苞》中写道：“天左旋，地右动。”就像云与日月运动的关系一样，天体的东升西落（左旋）运动可以证明地的某种运动（右旋）。因此，利用相对运动的性质可以证明地球的运动，这是古代最早的地动思想吧！
意大利科学家伽利略在论证地球运动时提出了著名的“萨尔维阿蒂大船”实验，从而奠定了“相对性原理”。无独有偶。在汉代也有人提出了类似的观点，即“地恒动不止，商人不知。比如人在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉也。”（《春秋纬·考灵曜》）这就是说，人们并不知地动，这就像在船内，当窗户关着，不管船是停止不动的，还是（匀速直线地）运动着，人们是察觉不出来的。因此，“考灵曜”的这段论述完全可以看作是古代物理学的相对性原理，并且是中国古代物理学研究的伟大成果之一。
2 力的认识
对于力的作用，古人有一些研究。在《墨经》、《淮南子》和《论衡》等书中有很多论述。刘安曾写道：“十围之木，持千钧之屋；五寸之键，制开阖之门。岂其材巨小足哉，所居要也。”（《淮南子·主术训》）即十围大的木柱可以支撑重达千钧的房屋，五寸大小的门闩可以控制门的开阖，所以有如此作用，在于它们处于重要的位置。这就是说，要选取适当的作用点，这对力的作用效果是有影响的。《淮南子，主术训》中还使用了“积力”的概念，而“合力”一词则出现在明代茅元仪的《武备志》之中。刘安写道：“积力所举，无不胜也。”“力胜其任，则举之者不重也。”“积力”就是一些力相加的结果，单个力小于重物之重就不能举起重物，但是几个力的“积力”则可能举起。
2.1重力和重心
墨家最早定义：“力，刑之所以奋也。”“重之谓下，举重，奋也。”这里的“力”字象征人用农具奋力翻土，喻作体力较为适宜。所以，“力就是身体用以克服阻力的原因”。并举例说明了重力，即重力是向下的，举重就是“奋”。
墨家写道：“凡重，上弗挈，下弗收，旁弗劫，则下直；迤，或碍之也；流梯者不得直也。今也废石于平地，重不下无磅也。”这就是说，凡是重物，不从上面提举它，不从下面捧托它，也不从旁边强迫它，则竖直下落。若它倾斜下落，则必有物妨碍它竖直下落，例如，在斜面上滑下来的物体便不能竖直下落。置石于平地上，虽有重量但不落下，是因为石块和地面之间的力量无强弱相倚可言。由此可见，墨家已认识到，自由落体运动是有条件的——“上弗挈，下弗收，旁弗劫”，而石块和地面之间存在着一种作用与反作用。
关于重心。在西安半坡曾出土了一些尖底瓶，它属于仰韶文化期的陶器，距今已有5000～6000年了。它也被称作提水壶。外形有些像炸弹，小口，短颈，鼓腹，尖底。腹侧有双耳，大者60cm高，小者20cm左右。尖底瓶外形呈流线形，这使得它既牢固又便于长途运水。由于瓶口小，瓶中的水不易洒出。它的外形像鱼形，可能是仿生制品。然而，最为独特的要算是它的稳定性质。对于它，通常有两种解释。
一种解释是，将两耳系绳并放在水面上，由于水的浮力和尖底瓶的重心作用，瓶上部会自动倾斜，下半部离水面并上翘起；随着入水量增多，瓶下半部也逐渐下沉，直至瓶内水满而直立。在运输时将瓶背在肩背上。另一种解释是基于手提着运输，这就要求水量要适宜。因为壶腹空空和满满时，重心较高；当壶竖直放置时，无法提着。只有壶水注入60％～70％时，壶才可以保持竖直的状态。先秦的荀子称尖底之类的装置为“欹器”。他曾记述了孔子参观鲁恒公庙时对欹器的注意，并且指出它的性质是“虚则欹，中则正，满则覆”。
2.2浮力
对于浮力，墨家写道：“形之大，其沉浅也，说在具。”“沉形之衡也，则沉浅非形浅也；若易五之一。”这个实验比较直观，一浮体放入水中（“沉形”），平衡时（“衡”），浮体下沉深度小于浮出的高度（“沉浅非形浅”）。整个浮体的重量与水对物体下沉部分的浮力相等，就好比市场上五件商品与一件商品的等价交换。墨家的这个浮体实验差不多可以看作是浮力定律的一个定性的推论。
南宋吴曾的《能改斋漫录》中记载：“朔人献燕昭王以大豕，曰：养奚若？王乃命豕宰养之。十五年，大如沙坟，足如不胜其体。王异之，令衡官桥（秤杆）而量之，折十桥，豕不量。命水官浮舟而量之，其重千钧。”（卷2）这就是说， 燕昭王命人把北方人送来的一头猪养了起来，由于喂养得太肥，脚已不能承载其体重，最大的秤杆也不能给它称重。因此，燕昭王命“水官”用船来称重，这才知道猪的体重已达千钧。宋代的僧怀丙也曾利用浮力打捞铁牛。据说，山西蒲州的黄河上有一座浮桥，桥缆用铁牛固定在两岸，1064年的洪水将铁牛冲入河中。怀丙用两只装满土的船与铁牛连系起来，而后将土除去，这使得浮出。应该说，这是一件应用浮力的极好事例。此外，还有我们熟知的“曹冲称象”。
对于浮力的应用，我国古代还创制了世界上最早的定性测量比重的仪器。11世纪时的姚宽用莲子测试盐卤的质量。他选出较重的莲子，将10粒莲子投入水中，若有3粒或4粒浮出，便是浓盐卤；若有5粒浮出，便是最浓的盐卤；若浮起的莲子不足3粒，则质量必定是很差的；若10粒都沉底，这种盐水即便经过蒸煮也不会得到食盐。元代的陈椿对此进行了改进，制成一种莲子式的液体比重计。他写道：“采石莲先于淤泥内浸过，用四等卤分浸四处，最咸（shan）卤浸一处，三分卤一分水浸一处，一半水一半卤浸一处，一分卤二分水浸一处。后用一竹管盛此四等所浸莲子四枚于竹管内，上用竹丝隔定竹管口，不令莲子漾出。以莲管吸卤试之，视四莲子之浮沉以别卤咸淡之等。”这四枚经不同液体浸泡过的莲子相当于比重不同的色球，其原理与现代的浮子式比重计很相近。明代对这种比重计又做了改进，即只要一枚莲子来测定盐卤的浓度，其原理与现代的浮笔式液体比重计相似。
2.2弹力和弹性定律
在很久很久以前，人类对弹性就有所认识和有所发明了。 20世纪60年代，在山西朔县峙峪村的旧石器时代晚期遗址中，人们发掘出一枚石镞。这枚石镞是用燧石制成，它的尖端非常锋利，并且一侧的边缘也非常锋利。经测定，距今已有30000年了。 这差不多是世界上最早的石镞了。可以进一步推测，弓箭的发明还要更早。
利用材料的弹性事例还有很多，如能射弹丸的弹弓，吹管乐器中的簧片，弹棉花用的弹弓等。在弹性材料应用中，弹簧是一个典型。考古发现最早的弹簧是春秋战国时期的墓葬品，是湖北襄阳出土的。湖北、河北、山西和河南的一些墓葬中也都发现用金属制成的螺旋状或盘状的物体。据分析，它们可能是弹簧。
由于弹性材料的长期使用，人们注意到材料形变的规律。最早对此进行总结的是齐国人，在《考工记·弓人》中有“量其力，有三钧”的说法。东汉的郑玄对此进行了注释，他写道：“假令弓力胜三石，引之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺。”（《周礼注疏》）其中的“缓擐”是很松地套上的，没有力的作用。唐初，贾公彦对郑玄的注疏又作了进一步的注释。他指出：“郑玄云‘假令弓力胜三石，引之中三尺’者，此即三石力弓也。必知弓力三石者，当‘弛其弦，经绳缓擐之’者，谓不张之，别以一条绳系两箫，乃加物一石张一尺，二石张二尺，三石张三尺。”（同上）其中的“两箫”是指弓的两端。可以看出，郑玄和贾公彦的论证都是很朴素和简捷的，并且也是很实用的。从《考工记》的记述来看，当时制作的弓多为三石（即90斤）拉力的弓，这可能是当时较为标准的弓。在那时还有“颜高之弓六钧”（《左传·定公八年》）的说法。明代的宋应星也指出：“凡造弓，视人力强弱为轻重；上力挽一百二十斤，过此则为虎力，亦不数出；中力减十之二三；下力及其半。”（《天工开物·佳兵·弧矢》）此外，在《天工开物》中还有图示加以说明，对应的文字是：“凡试弓力，以足踏弦就地，秤钩搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少。”（同上）可见，测量弓力还要借助杠杆的办法。
西方对于弹性定律的实验和论证是比较晚的。到1676年，英国物理学家胡克以字谜的形式发表了关于弹性力的定律，即ceiiinosssttuv。1678年，他公布了谜底，即Uttensio sie vis，中文的意思是“有多大的伸长就有多大的力”。然而，胡克和郑玄一样，他们都没有说明定律适用的范围。由于郑玄的研究贡献，以胡克名字命名的定律名称是否应更名为“郑玄定律”或“郑玄一胡克定律”。这样，弹性定律的建立不是在17世纪，而是在2世纪了。
古代力学研究的内容很丰富，除了空间、时间、运动和力的概念，还涉及到静力平衡，杠杆原理的研究，以及摩擦，振动等现象的观察与记述；此外，在材料，流体和弹性的研究与应用方面也积累了不少的经验。
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