《理论力学 (1)》课程教学大纲.docx

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1、理论力学课程教学大纲课程代码：ABJD0220课程中文名称：理论力学课程英文名称：TheOretiCa1Mechanics课程性质：必修课程学分数：3.5课程学时数：56授课对象：机械设计制造及自动化专业本课程的前导课程：大学物理一、课程简介理论力学是一门理论性较强的技术基础课。是各门力学的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握质点，质点系和刚体机械运动(包括平衡)的基本规律和研究方法，为学习有关的后继课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件；使学生初步学会应用理论力学的理论和方法。分析解决一些简单的工程实际问题；结合本课程的特点，培养学生的辩证

2、唯物主义世界观及分析和解决问题的能力。二、教学基本内容和要求课程教学内容：0.绪论(1)理论力学的研究对象：宏观物体的机械运动(2)理论力学的研究内容：静力学、运动学、动力学(3)理论力学在工程技术中的应用(-)静力学部分1 .静力学基础(1)静力学公理：合力法则、二力平衡、加减平衡力系、作用与反作用、刚化原理(2)常见约束类型与约束力(3)物体的受力分析与力学模型2 .平面力系(1)平面汇交力系：投影、合成与平衡(2)平面力偶系：力对点之矩及力系的合成、等效和平衡(3)平面任意力系：力线平移及力系的简化与平衡(4)物体系统的静定和静不定问题3 .空间力系(1)空间汇交力系：投影、合力与平衡(

3、2)空间力偶系：力对点之矩、力对轴之矩、力偶系的合成与平衡(3)空间任意力系：向任一点的简化、力系的平衡(4)平行力系与物体重心4 .摩擦(1)滑动摩擦(静滑动摩擦、动滑动摩擦)定律(2)摩擦系数、摩擦角与自锁(3)考虑摩擦时的物体平衡问题(4)滚动摩擦定律(-)运动学部分5 .点的运动学(1)矢量法表示点的运动方程、速度、加速度(2)直角坐标法表示点的运动方程、速度、加速度(3)自然法(弧坐标)表示点的运动方程、速度、(切向和法向)加速度6 .刚体的基本运动(1)刚体的平行移动(2)刚体的定轴转动：运动方程、角速度、角加速度(3)刚体的定轴转动：刚体内任一点的速度和加速度(4)矢量表示角速度

4、和角加速度，矢积表示点的速度和加速度(5)定轴轮系的传动比7 .点的合成运动(1)运动的分解：绝对运动(速度和加速度)为相对运动(速度和加速度)与牵连运动(速度和加速度)的矢量和(2)点的速度合成定理：绝对速度为相对速度与牵连速度的矢量和(3)点的加速度合成：牵连运动为平行移动、定轴转动时的加速度合成定理8 .刚体的平面运动(1)刚体的平面运动分解：随基点的平行移动与绕基点的定轴转动(2)平面图形内各点的速度求解：基点法、瞬心法(3)平面图形内各点的加速度求解：基点法(三)动力学部分9 .质点动力学的基本方程(1)动力学的基本定律：惯性定律、力与加速度的关系定律、作用与反作用定律(2)质点的运

5、动微分方程：矢量形式、直角坐标形式、自然坐标形式10 .动量定理(1)动量和冲量(2)动量定理与动量守恒定律(3)质心运动定理与质心运动守恒定律11 .动量矩定理(1)质点和质点系的动量矩(2)动量矩定理与动量矩守恒定律(3)转动惯量的计算与平行轴定理(4)刚体绕定轴的转动微分方程(5)质点系相对于质心的动量矩定理(6)刚体的平面运动微分方程12 .动能定理(1)常见力作功：重力的功、弹性力的功、转动体上力的功、合力的功(2)动能：平移刚体、定轴转动刚体、平面运动刚体的动能(3)动能定理(4)功率方程与机械效率(5)常见势能(重力场、弹性力场、万有引力场中的势能)与机械能守恒定律课程的重点、难

6、点：(-)静力学部分1 .静力学基础重点：静力学公理难点：研究对象(分离体)和受力图2 .平面力系重点：平面任意力系，力系的简化难点：物体系统的平衡问题3 .空间力系重点：力对点之矩和力对通过该点的轴之矩之间的关系难点：力对点之矩和力对通过该点的轴之矩之间的关系，空间力系平衡方程的应用4.摩擦重点：考虑摩擦时物体和物体系的平衡问题，平衡的临界状态和平衡范围的分析难点：自锁现象，平衡的临界状态和平衡范围的分析(-)运动学部分5 .点的运动学重点：速度和加速度的矢量形式难点：自然轴系，点的速度和加速度在自然轴系上的投影6 .刚体的基本运动重点：速度和加速度的矢量形式难点：自然轴系，点的速度和加速度

7、在自然轴系上的投影7 .点的合成运动重点：运动的分解,点的速度合成定理和加速度合成定理难点：牵连速度和加速度概念的建立以及动坐标系的选择8 .刚体的平面运动重点：平面图形内各点的速度分析和加速度分析难点：加速度分析()动力学部分9 .质点动力学的基本定律重点：运动微分方程的建立难点：运动微分方程的建立，初始条件的分析和积分法10 .动量定理重点：质点系的动量定理，质心运动定理难点：质心运动定理，质心运动守恒11 .动量矩定理重点：质点系的动量矩定理，刚体定轴转动微分方程，平面运动的微分方程难点：平面运动的微分方程12 .动能定理重点：质点系的动能定理。难点：动力学普遍定理的综合应用课程教学要求

8、：(-)静力学部分1 .静力学基础掌握常见约束的性质，对简单的物体系统能熟练地取研究对象，并画出受力图2 .平面力系(1)掌握力、力矩和力偶等概念，熟练计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩(2)掌握各种类型力系的简化，熟练计算主矢和主矩(3)熟练提取分离体和应用各种形式的平衡方程求解平面力系的平衡问题(4)掌握求简单桁架内力的节点法和截面法3 .空间力系(1) 了解空间任意力系向一点简化、力系的主矢和主矩、空间任意力系的平衡方程(2)掌握力在轴上与平面上的投影，力对点之矩和力对通过该点的轴之矩间的关系4.摩擦掌握滑动摩擦的概念、摩擦力特征、考虑滑动摩擦时物体系统的平衡问题(-)运动学部分5点的

9、运动学掌握矢量法、直角坐标法和自然法描述点的运动，并熟练求解点的速度和加速度6 .刚体的基本运动(1)掌握刚体平动和定轴转动的特征(2)熟练求解定轴转动刚体的角速度、角加速度及刚体内各点的速度和加速度7 .点的合成运动(1)掌握运动合成和分解的基本概念和方法、点的速度合成定理(2)掌握牵连运动为平行移动、定轴转动时的加速度合成定理及其应用8 .刚体的平面运动(1)掌握刚体平面运动的特征。(2)熟练应用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题(3)熟练应用基点法求解有关加速度的问题(三)动力学部分9 .质点动力学的基本定律会建立质点的运动微分方程，求解简单情况下运动微分方程的积分10 .动量

10、定理熟练应用动量定理、质心运动定理及相应的守恒定理求解动力学问题11 .动量矩定理(1)掌握并熟练计算动量矩、转动惯量(2)熟练应用动量矩定理及相应的守恒定理求解动力学问题12 .动能定理(1)掌握并熟练计算动力学中各基本物理量(动量、动量矩、动能、冲量、功等)(2)综合应用动力学普遍定理(动量定理、质心运动定理、动量矩定理，动能定理)及相应的守恒定理求解动力学问题三、实验教学内容及基本要求无四、教学方法与手段本课程的教学环节主要为理论授课，并通过一系列作业使学生掌握基本原理与应用方法。讲课贯彻“少而精”原则，举例注意典型性。教学中大部分内容采用计算机多媒体教学手段。五、教学学时分配章节与内容

11、课时作业量备注0.绪论0.5静力学共学18时1.静力学公理物体的受力分析3.542.平面力系843.空间力系224.摩擦22习题25.点的运动学22运动学共18学时6.刚体的基本运动227.点的合成运动648.刚体的平面运动64习题29.质点的动力学基本方程22动力学共20学时10.动量定理4211.动量矩定理6412.动能定理64习题2合计5636六、考核方式与成绩评定标准1 .考核方法：闭卷考试2 .成绩评定：平时成绩(作业与考勤)40%、期末考试60%七、教学参考资源1 .教材：哈尔滨工业大学理论力学教研室编.理论力学第七版.北京：高等教育出版社,20102 .参考书目:(1)浙江大学理论力学教研室编.理论力学第三版.北京：高等教育出版社,1997(2)朱照宣,周起钊，殷金生.理论力学.北京：北京大学出版社,1982(3)高云峰，李俊峰.理论力学辅导与习题集.北京：清华大学出版社,2003(4)李代贞，王爱勤.理论力学学习指导.西安：西北大学出版社,19983 .与课程相关主要网站(1)中国力学学会网站(2)高等教育出版社网站八、说明