理論力學(xué)課程教學(xué)大綱

1、理論力學(xué)課程教學(xué)大綱一、基本信息課程代碼0203115課程名稱理論力學(xué)課程類型專業(yè)基礎(chǔ)課英文名稱Theory Mechanics總學(xué)時(shí)56理論學(xué)時(shí)56實(shí)踐學(xué)時(shí)0學(xué)分3.5課程負(fù)責(zé)人姚文斌預(yù)修課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理適用對(duì)象機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程簡(jiǎn)介（200字內(nèi)）理論力學(xué)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要的、理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。它是各門力學(xué)課程的基礎(chǔ)，并在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動(dòng)（包括平衡）的基本規(guī)律及其研究方法。初步學(xué)會(huì)使用這些理論和方法去分析、解決工程實(shí)際問題（包括把一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問題抽象為理論力學(xué)模型），為學(xué)習(xí)一系列

2、后繼課程打好必要的基礎(chǔ)，并為將來學(xué)習(xí)和掌握新科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造條件。同時(shí)，結(jié)合本課程的特點(diǎn)，注意培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀與學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。 二、教學(xué)目標(biāo)總的目標(biāo)：對(duì)質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)（包括平衡）的基本規(guī)律有較系統(tǒng)、全面的了解。掌握有關(guān)的基本概念、基本理論和基本方法及其應(yīng)用。各部分目標(biāo)：（一）靜力學(xué)1. 熟悉各種常見約束的性質(zhì)，能熟練地對(duì)簡(jiǎn)單的物體系統(tǒng)取分離體并畫出受力圖。2. 熟悉力、力矩和力偶等基本概念及其性質(zhì)，能熟練地計(jì)算力的投影、力對(duì)點(diǎn)之矩和力對(duì)軸之矩。3. 掌握各種類型力系的簡(jiǎn)化方法，熟悉簡(jiǎn)化結(jié)果，能熟練地計(jì)算主矢量和主矩。4. 能應(yīng)用各種類型力系的平衡條件和

3、平衡方程求解單個(gè)物體和簡(jiǎn)單物體系統(tǒng)的平衡問題。對(duì)平面一般力系的平衡問題，能熟練地取分離體和運(yùn)用各種形式的平衡方程求解。5. 掌握計(jì)算物體重心的各種方法。6. 理解滑動(dòng)摩擦的概念和摩擦力的特征，能求解考慮摩擦?xí)r的平衡問題，了解滾動(dòng)摩阻的概念。（二）運(yùn)動(dòng)學(xué)1. 掌握描述點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的矢量法、直角坐標(biāo)法和弧坐標(biāo)法，能求點(diǎn)的軌跡，并能熟練地求解與點(diǎn)的速度和加速度的有關(guān)問題。2. 熟悉剛體平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征。能熟練地求解與定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角速度和角加速度以及剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度的有關(guān)問題。熟悉掌握角速度和角加速度以及剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度的矢量表示法。3. 掌握運(yùn)動(dòng)合成與分解的基本概念和方法。熟練掌握點(diǎn)

4、的速度合成定理和加速度合成定理及其運(yùn)用。4. 熟悉剛體平面運(yùn)動(dòng)的特征。能熟練運(yùn)用基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影法求解有關(guān)速度的問題。能熟練運(yùn)用基點(diǎn)法求解有關(guān)加速度的問題。對(duì)常見平面機(jī)構(gòu)能熟練地進(jìn)行加速度分析。（三）動(dòng)力學(xué)1. 能建立質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程，能求解簡(jiǎn)單情況下運(yùn)動(dòng)微分方程的積分。2. 能理解并計(jì)算動(dòng)力學(xué)中各基本物理量（動(dòng)量、動(dòng)量矩、動(dòng)能、沖量、功、勢(shì)能等）。3. 熟練掌握動(dòng)力學(xué)普遍定理（包括動(dòng)量定理、對(duì)固定點(diǎn)和質(zhì)心的動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理）及相應(yīng)的守恒定律，能熟練地選擇和運(yùn)用這些定理求解質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)力學(xué)問題。4. 掌握剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算方法，了解慣性積和慣性主軸的概念，會(huì)判定簡(jiǎn)單情況下剛體

5、的慣性主軸。5. 能運(yùn)用剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)的微分方程求解有關(guān)問題。6. 了解慣性力的概念，掌握剛體平動(dòng)、對(duì)稱剛體作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性力系簡(jiǎn)化結(jié)果的計(jì)算。熟練掌握達(dá)朗伯原理（動(dòng)靜法）的應(yīng)用，了解定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)反力的概念和消除動(dòng)反力的條件。三、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求1.緒論內(nèi)容要求：熟悉理論力學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容；了解理論力學(xué)的研究方法；學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的。重點(diǎn)：理論力學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容。難點(diǎn)：理論力學(xué)的研究方法。2.靜力學(xué)的基本概念和物體的受力分折 內(nèi)容要求：理解靜力學(xué)公理；熟悉各類約束及相應(yīng)的約束反力；正確作出物體的受力圖。重點(diǎn)：靜力學(xué)公理；約束與約束反力。難點(diǎn)：物體的受力分析。3.平面匯

6、交力系與平面力偶系內(nèi)容要求：掌握平面匯交力系合成與平衡的幾何法與解析法；理解平面力對(duì)點(diǎn)之矩、平面力偶的概念及平面力偶的等效定理。重點(diǎn)：平面匯交力系合成與平衡的解析法。難點(diǎn)：正確運(yùn)用平衡條件求解未知力。4.平面任意力系內(nèi)容要求：熟悉平面任意力系向作用面內(nèi)一點(diǎn)的簡(jiǎn)化，平面簡(jiǎn)單桁架的內(nèi)力計(jì)算；掌握平面任意力系的平衡條件與平衡方程；掌握物體系平衡的求解方法；理解靜定和超靜定問題的概念。重點(diǎn)：平面任意力系的平衡方程與平衡條件。難點(diǎn)：利用平衡方程求解物體未知約束力。5.空間力系內(nèi)容要求：掌握空間匯交力系，空間一般力系的化簡(jiǎn)結(jié)果及平衡方程；理解空間力對(duì)點(diǎn)之矩與力對(duì)軸之矩的關(guān)系；理解空間力偶等效定理。重點(diǎn)：空

7、間匯交力系與空間一般力系的平衡條件與平衡方程。難點(diǎn)：物體系平衡的求解。6.摩擦內(nèi)容要求：了解滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩阻、摩擦角的概念；理解自鎖現(xiàn)象；掌握考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題。重點(diǎn)：考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題。難點(diǎn)：摩擦角和自鎖現(xiàn)象。7.點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)內(nèi)容要求：了解位移、速度、加速度分別用矢量法、直角坐標(biāo)法、自然法的表示方法；熟悉三種不同的表示法下位移、速度及加速度之間的關(guān)系式。重點(diǎn)：位移、速度、加速度之間的關(guān)系。難點(diǎn)：選擇合適的坐標(biāo)系確定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程。8.剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)內(nèi)容要求：熟悉剛體平行移動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的概念及剛體作相應(yīng)運(yùn)動(dòng)時(shí)其上各點(diǎn)的速度、加速度的分布規(guī)律；理解輪系傳動(dòng)比與齒輪半徑及齒輪數(shù)之間的關(guān)系

8、；區(qū)別帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)；熟悉矢量表示角速度和角加速度以及矢積表示點(diǎn)的速度和加速度。重點(diǎn)：正確判斷剛體的運(yùn)動(dòng)形式。難點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度和加速度的計(jì)算。9.點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)內(nèi)容要求：理解相對(duì)運(yùn)動(dòng)（速度、加速度）、牽連運(yùn)動(dòng)（速度、加速度）、絕對(duì)運(yùn)動(dòng)（速度、加速度）的概念；正確確定動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系；掌握點(diǎn)的速度、加速度合成定理的應(yīng)用。重點(diǎn)：點(diǎn)的速度、加速度合成定理的應(yīng)用。難點(diǎn)：加速度合成定理的應(yīng)用。10.剛體的平面運(yùn)動(dòng)內(nèi)容要求：理解剛體平面運(yùn)動(dòng)的概念及運(yùn)動(dòng)的分解；掌握平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度、加速度的基點(diǎn)法；熟悉確定瞬心的各種方法；掌握平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的瞬心法；熟練運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的各種方法計(jì)算點(diǎn)的速度、加速度。重

9、點(diǎn)：用基點(diǎn)法和瞬心法求點(diǎn)的速度；基點(diǎn)法求點(diǎn)的加速度。難點(diǎn)：基點(diǎn)法求點(diǎn)的加速度。11.質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本方程內(nèi)容要求：熟悉動(dòng)力學(xué)的基本定律；學(xué)會(huì)用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程解決兩類基本問題。重點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程的應(yīng)用。難點(diǎn)：用質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程解決第二類問題。12.動(dòng)量定理內(nèi)容要求：熟悉動(dòng)量與沖量的概念；掌握動(dòng)量定理的積分形式，微分形式及投影形式的應(yīng)用；理解動(dòng)量守恒定律；掌握質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理與質(zhì)心守恒定律的應(yīng)用。重點(diǎn)：動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理的運(yùn)用。難點(diǎn)：靈活運(yùn)用各定理。13.動(dòng)量矩定理內(nèi)容要求：熟悉質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩，剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的微分方程，剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；掌握動(dòng)量矩定理的及動(dòng)量矩守恒定律，質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)

10、于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理，剛體的平面運(yùn)動(dòng)的微分方程。 重點(diǎn)：動(dòng)量矩定理的應(yīng)用，剛體平面運(yùn)動(dòng)微分方程的應(yīng)用。難點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理。14.動(dòng)能定理內(nèi)容要求：了解功、功率、勢(shì)能、勢(shì)力場(chǎng)、機(jī)械效率的定義及幾種常見力做功的特點(diǎn)；熟悉質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能，功率方程；掌握動(dòng)能定理，功率方程，機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用；靈活應(yīng)用各定理解決動(dòng)力學(xué)問題。重點(diǎn)：幾種常見力做功；動(dòng)能定理的應(yīng)用。難點(diǎn)：靈活運(yùn)用各定理解決動(dòng)力學(xué)問題。15.達(dá)朗貝爾原理（動(dòng)靜法）內(nèi)容要求：掌握質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)系的達(dá)朗貝爾原理；熟悉剛體作不同運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性力系的簡(jiǎn)化結(jié)果；理解消除繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的軸承動(dòng)約束力的方法，動(dòng)平衡、靜平衡的概念。重點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)系的

11、達(dá)朗貝爾原理；剛體作不同運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性力系的簡(jiǎn)化結(jié)果。難點(diǎn)：理解消除繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的軸承動(dòng)約束力的方法。四、學(xué)時(shí)分配本課程計(jì)劃56學(xué)時(shí)，其中講課56學(xué)時(shí)。課程主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配見課程學(xué)時(shí)分配表。 課程學(xué)時(shí)分配表講課習(xí)題課討論課實(shí)驗(yàn)其他合計(jì)緒論 11靜力學(xué)的基本概念和物體的受力分折55平面匯交力系與平面力偶系22平面任意力系66空間力系44摩擦22點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)22剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)22點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)44剛體的平面運(yùn)動(dòng)44質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本方程22動(dòng)量定理44動(dòng)量矩定理66動(dòng)能定理88達(dá)朗貝爾原理44合計(jì)5656五、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)內(nèi)容的選取應(yīng)注意三個(gè)方面，一是精選內(nèi)容以減少與己學(xué)課程大學(xué)物理的重疊現(xiàn)象；二是采用分層次和模塊式的課程結(jié)構(gòu)，授課內(nèi)容安排由廣而深，由易到難；三是新增目前工程上常用的新型材料的力學(xué)性能分析，與時(shí)代保持同步。 改革原有考試制度，使一成不變的閉卷式考試多樣化。充分利用學(xué)校先進(jìn)教學(xué)設(shè)備，開展形式多樣化、生動(dòng)、趣味化的教學(xué)方法。研制或引進(jìn)課程的多媒體教學(xué)軟件，采用多媒體課程教學(xué)。六、考核方式與要求課程考核內(nèi)容為本大綱規(guī)定內(nèi)容，期末考試方式為閉卷考試。課程總評(píng)成績(jī)=30%平時(shí)成績(jī)+70%期末考試卷面成績(jī)。平時(shí)成績(jī)由課外作業(yè)成績(jī)（占20%）和考勤（占10%）組成。七