《工程力學(xué)1》課程教學(xué)大綱

1、工程力學(xué)1課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Engineering Mechanics課程編號(hào)： 133990921課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：必修課學(xué) 分：3 學(xué) 時(shí)：48（其中：講課學(xué)時(shí)：48 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0 上機(jī)學(xué)時(shí)：0 ）適用專業(yè)：交通工程開課部門： 環(huán)資學(xué)院一、課程教學(xué)目的和課程性質(zhì)工程力學(xué)是交通工程專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課，是一門理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)的課程。工程力學(xué)1是工程力學(xué)中的理論力學(xué)部分，是一門理論性較強(qiáng)的基礎(chǔ)課程。它是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的科學(xué)，包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三大部分。通過學(xué)習(xí)，使同學(xué)們明確本課程的研究對(duì)象，研究?jī)?nèi)容及研究方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)

2、計(jì)能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和從事專業(yè)工作打下必要的理論基礎(chǔ)。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系先修高等數(shù)學(xué)，后修工程力學(xué)2、結(jié)構(gòu)力學(xué)A、土力學(xué)A、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理。三、課程的主要內(nèi)容及基本要求（一）理論學(xué)時(shí)部分第一單元 靜力學(xué)基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)力的性質(zhì)；力矢量的坐標(biāo)表示；力對(duì)點(diǎn)之矩；力對(duì)軸之矩；力系的主矢和主矩；力系等效原理；力偶的主矢和主矩；力偶的性質(zhì)；力偶矩的基本概念與計(jì)算；約束類型；單個(gè)物體與物體系受力分析的方法。重 點(diǎn)力矢量的坐標(biāo)表示方法；力對(duì)點(diǎn)之矩與力對(duì)軸之矩的關(guān)系；力系的主矢和主矩；正確分析約束類型畫出受力圖。難 點(diǎn)力系的主矢和主矩；力對(duì)點(diǎn)之矩與力對(duì)軸之矩的關(guān)系；正確分析約束類

3、型畫出受力圖?；疽?、識(shí) 記：靜力學(xué)的基本概念、基本原理以及公理；2、領(lǐng) 會(huì)：工程中常見的幾種約束類型；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：?jiǎn)蝹€(gè)物體與物體系受力分析的方法；4、綜合運(yùn)用：正確畫出受力圖。第二單元 力系的簡(jiǎn)化（3學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)匯交力系與力偶系的簡(jiǎn)化方法；力線平移定理；力系向任意一點(diǎn)簡(jiǎn)化的方法；平面任意力系的簡(jiǎn)化方法及結(jié)果；平面平行力系的簡(jiǎn)化方法；平行力系中心的概念；重心與形心的概念和計(jì)算。重 點(diǎn)匯交力系與力偶系的簡(jiǎn)化；力線平移定理的應(yīng)用；平面任意力系的簡(jiǎn)化結(jié)果。難 點(diǎn)任意力系的簡(jiǎn)化；平面任意力系的簡(jiǎn)化結(jié)果?；疽?、識(shí) 記：匯交力系、力偶系、任意力系和平行力系的簡(jiǎn)化方法和簡(jiǎn)化結(jié)果；2、領(lǐng) 會(huì)：

4、實(shí)際案例中重心與形心的求解方法；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：力向一點(diǎn)平移定理及其逆定理；4、綜合運(yùn)用：實(shí)際工程中力系的簡(jiǎn)化。第三單元 力系的平衡（12學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)各種力系的平衡方程式；求解未知的約束反力；在平面任意力系作用下物體及物體系統(tǒng)的平衡問題；靜定與超靜定的問題；平面桁架內(nèi)力的計(jì)算方法（節(jié)點(diǎn)法、截面法）；考慮摩擦?xí)r物體平衡問題的計(jì)算方法；摩擦角及自鎖現(xiàn)象；用摩擦角求解物體的平衡問題。重 點(diǎn)求解未知的約束反力；空間一般力系、平面一般力系平衡方程的應(yīng)用，物體系統(tǒng)的平衡；考慮摩擦?xí)r的平衡問題。難 點(diǎn)物體系統(tǒng)的平衡；摩擦角的概念。基本要求1、識(shí) 記：各種力系的平衡方程式并會(huì)應(yīng)用平衡方程式求解未知的約束反力

5、；2、領(lǐng) 會(huì)：在平面任意力系作用下物體及物體系統(tǒng)的平衡問題；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：摩擦角及自鎖現(xiàn)象，用摩擦角求解物體的平衡問題；4、綜合運(yùn)用：簡(jiǎn)單行架內(nèi)力的計(jì)算方法（節(jié)點(diǎn)法、截面法），考慮摩擦?xí)r物體平衡問題的計(jì)算方法。第四單元 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)（1.5學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)描述點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的幾種不同方法；用自然法、直角坐標(biāo)法建立點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程；速度、加速度的計(jì)算。重 點(diǎn)用直角坐標(biāo)法、自然法表示點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度。難 點(diǎn)用直角坐標(biāo)法、自然法表示點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度?；疽?、識(shí) 記：描述點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的幾種不同方法；2、領(lǐng) 會(huì)：用自然法、直角坐標(biāo)法建立點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：點(diǎn)的速度和加速度的計(jì)算。第五單元

6、 剛體的基本運(yùn)動(dòng)（3.5學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)剛體平動(dòng)和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征；判斷作平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體；計(jì)算定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度；角速度矢量、角加速度矢量以及用矢積表示剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度。重 點(diǎn)剛體平動(dòng)，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征，轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度和加速度。難 點(diǎn)以矢積表示點(diǎn)的速度和加速度?；疽?、識(shí) 記：剛體平動(dòng)和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征；2、領(lǐng) 會(huì)：作平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體的正確判斷；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：角速度矢量、角加速度矢量以及用矢積表示剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度；4、綜合運(yùn)用：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度的計(jì)算。第六單元 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)（7學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)三種運(yùn)動(dòng)，三種

7、速度和三種加速度的定義；運(yùn)動(dòng)合成與分解以及運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的概念；恰當(dāng)?shù)倪x擇動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系和定系并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和加速度的分析；科氏加速度的計(jì)算；運(yùn)用速度合成定理，加速度合成定理進(jìn)行速度分析與加速度分析。重 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，速度合成定理及加速度合成定理及其應(yīng)用，牽連速度、牽連加速度和科氏加速度的概念，以及動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)坐標(biāo)系的選擇。難 點(diǎn)牽連速度、牽連加速度和科氏加速度的概念，以及動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)坐標(biāo)系的選擇?；疽?、識(shí) 記：三種運(yùn)動(dòng)，三種速度和三種加速度的定義，運(yùn)動(dòng)合成與分解以及運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的概念；2、領(lǐng) 會(huì)：恰當(dāng)?shù)倪x擇動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系和定系；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：科氏加速度的計(jì)算；4、綜合運(yùn)用：用速度合成定理，加速度

8、合成定理進(jìn)行速度分析與加速度分析。第七單元 剛體的平面運(yùn)動(dòng)（4學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)剛體平面運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；判斷機(jī)構(gòu)中作平面運(yùn)動(dòng)的剛體；求平面圖形上任意點(diǎn)的速度和加速度。重 點(diǎn)基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度、加速度，瞬心法求平面內(nèi)各點(diǎn)的速度。難 點(diǎn)基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度、加速度，瞬心法求平面內(nèi)各點(diǎn)的速度。基本要求1、識(shí) 記：剛體平面運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；2、領(lǐng) 會(huì)：判斷機(jī)構(gòu)中作平面運(yùn)動(dòng)的剛體；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：判斷機(jī)構(gòu)中作平面運(yùn)動(dòng)的剛體；4、綜合運(yùn)用：平面圖形上任意點(diǎn)的速度和加速度的求解方法。第八單元 動(dòng)量定理（2學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量、力的沖量、質(zhì)心等概念；質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量的計(jì)算；應(yīng)用動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定

9、理求解動(dòng)力學(xué)問題。重 點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量計(jì)算和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理的應(yīng)用。難 點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量計(jì)算和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理的應(yīng)用。基本要求1、識(shí) 記：質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量、力的沖量、質(zhì)心等概念；2、領(lǐng) 會(huì)：質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量的計(jì)算方法；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量的計(jì)算方法； 4、綜合運(yùn)用：應(yīng)用動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理求解動(dòng)力學(xué)問題的方法。第九單元 動(dòng)量矩定理（4學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩的計(jì)算；運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩定理求解動(dòng)力學(xué)問題；質(zhì)心的動(dòng)量矩定理；運(yùn)用剛體平面運(yùn)動(dòng)微分方程求解動(dòng)力學(xué)問題。重 點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩和剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩定理的應(yīng)用，剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程的應(yīng)用。難 點(diǎn)剛體平面運(yùn)動(dòng)微分方程的應(yīng)用?；疽?、識(shí) 記

10、：質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩的計(jì)算方法；2、領(lǐng) 會(huì)：相對(duì)質(zhì)心的動(dòng)量矩定理；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：用質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩定理求解動(dòng)力學(xué)問題；4、綜合運(yùn)用：用剛體平面運(yùn)動(dòng)微分方程求解動(dòng)力學(xué)問題。第十單元 動(dòng)能定理（3學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)功和動(dòng)能的計(jì)算；應(yīng)用動(dòng)能定理求解動(dòng)力學(xué)問題；應(yīng)用動(dòng)力學(xué)三大定理求解動(dòng)力學(xué)綜合問題。重 點(diǎn)力的功和物體動(dòng)能的計(jì)算，動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定理的應(yīng)用。難 點(diǎn)動(dòng)力學(xué)普遍定理的綜合應(yīng)用。基本要求1、識(shí) 記：功和動(dòng)能的計(jì)算；2、領(lǐng) 會(huì)：應(yīng)用動(dòng)能定理求解動(dòng)力學(xué)問題的方法；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：應(yīng)用動(dòng)能定理求解動(dòng)力學(xué)問題的方法；4、綜合運(yùn)用：應(yīng)用動(dòng)力學(xué)三大定理求解動(dòng)力學(xué)綜合問題的方法。第十一單元 達(dá)朗貝爾原理（2學(xué)時(shí)）知

11、識(shí) 點(diǎn)慣性力的概念；質(zhì)點(diǎn)系慣性力簡(jiǎn)化的方法；平動(dòng)、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)剛體慣性力系的主矢和主矩的計(jì)算；不同運(yùn)動(dòng)剛體慣性力系簡(jiǎn)化中心的選擇；應(yīng)用動(dòng)靜法求解動(dòng)力學(xué)問題。重 點(diǎn)慣性力的概念，質(zhì)點(diǎn)的達(dá)朗貝爾原理，質(zhì)點(diǎn)系的達(dá)朗貝爾原理。難 點(diǎn)應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)達(dá)朗貝爾原理和質(zhì)點(diǎn)系達(dá)朗貝爾原理求解動(dòng)力學(xué)問題?；疽?、識(shí) 記：慣性力的概念；2、領(lǐng) 會(huì)：質(zhì)點(diǎn)系慣性力簡(jiǎn)化的方法；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：平動(dòng)、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)剛體慣性力系的主矢和主矩的計(jì)算；4、綜合運(yùn)用：應(yīng)用動(dòng)靜法求解動(dòng)力學(xué)問題。學(xué)時(shí)分配知識(shí)單元理論學(xué)時(shí)第一單元 靜力學(xué)基礎(chǔ)6第二單元 力系的簡(jiǎn)化3第三單元 力系的平衡12第四單元 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)1.5第五單元 剛體的

12、基本運(yùn)動(dòng)3.5第六單元 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)7第七單元 剛體的平面運(yùn)動(dòng)4第八單元 動(dòng)量定理2第九單元 動(dòng)量矩定理4第十單元 動(dòng)能定理3第十一單元 達(dá)朗貝爾原理2合計(jì)48四、教學(xué)方法與手段1、堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，將工程中遇到的具體問題引入到課堂中，不斷提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。2、堅(jiān)持傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容安排要突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，盡可能邊演示邊講解，化繁為簡(jiǎn)，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3、注重應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)、開展課堂討論等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題、分析問題，拓展學(xué)生的思維。4、注重課后練習(xí)，大力培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手、獨(dú)立解決問題的能力。五、考核要求、方式與成績(jī)?cè)u(píng)定考核要求：考試內(nèi)容為教材中重要的基本原理和基本方法 考核形式：考試成績(jī)?cè)u(píng)定： 按照考試模式改革實(shí)施結(jié)構(gòu)評(píng)分，其中：期末考試成績(jī)占50%，中期階段性測(cè)驗(yàn)占20%，課后作業(yè)和預(yù)習(xí)作業(yè)占20%，課堂自講、回答問題水平、分小組討論占10%。六、選用教材、講義和主要參考書 選用教材：1.理論力學(xué)，范欽珊、王立峰主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2013。主要參考書：1.理論力學(xué)（第7版），哈工大理論力學(xué)教研室編，高等教育出版社，2009； 2.理論力學(xué)（第3版），劉延柱、朱本華、楊海興編，高等教育出版社，2009；3.理論力學(xué)（第2版），李俊峰、張雄主編，清華大