《理论力学 (2)》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：ABJD0221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课程学时数：48授课对象：材料成型与控制工程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，培养学生的辩证唯物主

2、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(4)平行力系与物体重心3 .摩擦(1)滑动摩擦(静滑动摩擦、

3、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4 .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5 .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6 .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

4、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7 .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8 .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)质点的运动微分方程：矢量形式、直角坐标形式、自然坐标形式9 .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10 .动量矩定理(1)

5、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11 .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 .摩擦重点：

6、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4 .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5 .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，点的速度和加速度在自然轴系上的投影6 .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7 .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(三)动力学部分8 .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

7、建立，初始条件的分析和积分法9 .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10 .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11 .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：(-)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

8、题(4)掌握求简单桁架内力的节点法和截面法3 .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4点的运动学掌握矢量法、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5.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6 .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7 .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

9、点法求解有关加速度的问题(三)动力学部分8 .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9 .动量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10 .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11 .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

10、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课时作业量备注0.绪论0.5静力学共学14时1.静力学公理物体的受力分析3.542.平面力系843.摩擦224.点的运动学22运动学共16学时5.刚体的基本运动226.点的合成运动647.刚体的平面运动648.质点的动力学基本方程22动力学共18学时9.动量定理4210.动量矩定理6411.动能定理64合计4834六、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