《理論力學(xué)》課程教學(xué)大綱

理論力學(xué)TheoreticalMechanics課程編號：1011003學(xué)時：50學(xué)時先修課程：高等數(shù)學(xué)、普通物理、機(jī)械制圖開課對象：材料成型與控制工程專業(yè)課程類型：專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程的的性質(zhì)、目的與任務(wù)理論力學(xué)對工科一般專業(yè)是一門理論性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程的任務(wù)是使學(xué)生了解和掌握物體機(jī)械運動的一般規(guī)律及研究方法，并能初步運用這些規(guī)律對簡單的實際問題進(jìn)行分析、科學(xué)地抽象，進(jìn)而予以解決；為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)打好必要的基礎(chǔ)。同時結(jié)合本課程的特點，培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方法和辯證唯物主義世界觀。二、教學(xué)基本內(nèi)容與基本要求學(xué)生按本大綱學(xué)完理論力學(xué)以后，應(yīng)對所規(guī)定的基本內(nèi)容有較全面的、系統(tǒng)的理解，掌握其中的基本概念、基本理論和基本方法，具體的要求為：1.對簡單的物體系統(tǒng)能進(jìn)行受力分析，正確畫出其中任一物體的受力圖。2.能熟練地進(jìn)行力的合成與分解、計算力的投影和力矩。3.能正確地運用平衡方程求解物體和簡單物體系統(tǒng)的平衡問題（包括考慮摩擦的問題）。4.能熟練地建立點的運動方程和計算點的速度和加速度（主要是平面問題）。5.掌握剛體平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運動的特征，并能熟練地計算剛體的角速度和角加速度、剛體內(nèi)各點的速度和加速度。6.對運動的相對性有清晰的概念，掌握運動合成和分解的一般方法。正確運用點的速度和加速度合成定理去求解有關(guān)問題。7.對力學(xué)中各基本物理量有清晰的概念并能正確計算（例如剛體作平面運動的動能等）。8.能正確地選擇并綜合運用動力學(xué)普遍定理求解工程實際中簡單的理論力學(xué)問題（包括剛體平面運動問題）。本課程與其它課程的關(guān)系理論力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)本課程有關(guān)部分之前，應(yīng)掌握的數(shù)學(xué)知識有：解析幾何，矢量代數(shù)的基本運算；簡單函數(shù)和復(fù)合函數(shù)的微分，導(dǎo)數(shù)和偏導(dǎo)數(shù)；定積分和不定積分；線積分和重積分的概念，一元函數(shù)的極值；二階常導(dǎo)數(shù)線性常微分方程的求解等。理論力學(xué)本身也為一系列后續(xù)課程首先是材料力學(xué)等課程的學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配（一）教學(xué)內(nèi)容緒論靜力學(xué)：靜力學(xué)公理和物體的受力分析：1.靜力學(xué)公理；2.約束和約束力；3.物體的受力分析；平面力系——1.平面匯交力系的合成與平衡；2.平面力偶系；3.平面任意力系的簡化，平面任意力系的平衡條件和平衡方程；4.物體系的平衡．靜定和超靜定的概念；5.簡單桁架內(nèi)力計算的節(jié)點法與截面法?？臻g力系——1.空間匯交力系；2.力對軸的矩，空間力偶系；3.空間任意力系的簡化；4.空間任意力系的平衡方程；5.重心；摩擦——1.滑動摩擦：2.摩擦角和自鎖現(xiàn)象；3.考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題；運動學(xué)點的運動學(xué)——1.矢量法和直角坐標(biāo)法；2.自然法剛體的基本運動——1.剛體的平行移動；2.剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動；3.轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度。點的合成運動——1.相對運動．牽連運動．絕對運動；2.點的速度合成定理；3.牽連運動為平移時點的加速度合成定理；4.牽連運動為轉(zhuǎn)動時點的加速度合成定理；剛體的平面運動——1.剛體平面運動的概述和運動分解；2.求平面圖形內(nèi)各點速度的基點法和順心法；3.用基點法求平面圖形內(nèi)各點的加速度。動力學(xué)質(zhì)點動力學(xué)的基本方程——1.動力學(xué)的基本定律；2.質(zhì)點的運動微分方程；動量定理——1.動量與沖量；2.動量定理；3.質(zhì)心運動定理；動量矩定理——1.質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩；2.動量矩定理；3.剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量；4.剛體的平面運動微分方程；動能定理——1.力的功，質(zhì)點和質(zhì)點系的動能；2.動能定理和功率方程；3.機(jī)械能守恒定律；（二）學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求重點（☆）難點（△）學(xué)時安排備注緒論C0.5引言C0.5第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析2靜力學(xué)公理B約束和約束力B物體的受力分析和受力圖A☆△第二章平面力系8平面匯交力系合成與平衡A平面力偶系的合成與平衡A平面任意力系的簡化B平面任意力系的平衡條件和平衡方程A☆物體系的平衡、靜定和超靜定問題A☆△平面簡單桁架的內(nèi)力計算A☆第三章空間力系4空間匯交力系B☆力對軸的矩和空間力偶系B☆空間任意力系向一點簡化B空間任意力系的平衡方程B重心B☆第四章摩擦2滑動摩擦B☆摩擦角和自鎖現(xiàn)象B☆考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題B☆△滾動摩阻的概念C第五章點的運動學(xué)2矢量法C直角坐標(biāo)法A☆自然法A☆△第六章剛體的簡單運動3剛體的平行移動B☆剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動B☆轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度A☆以矢量表示角速度和角加速度C以矢積表示點的速度和加速度C第七章點的合成運動6相對運動、牽連運動、絕對運動A點的速度合成定理A☆點的加速度合成定理A☆△第八章剛體的平面運動6剛體平面運動的概述和運動分解C求平面圖形內(nèi)各點速度的基點法A☆求平面圖形內(nèi)各點速度的瞬心法A☆用基點法求平面圖形內(nèi)各點的加速度A☆△運動學(xué)綜合應(yīng)用舉例B☆△第九章質(zhì)點動力學(xué)的基本方程2動力學(xué)的基本定律C質(zhì)點的運動微分方程B☆第十章動量定理2動量與沖量B☆動量定理A☆質(zhì)心運動定理A☆△第十一章動量矩定理6質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩A☆動量矩定理A☆剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量A☆質(zhì)點系相對于質(zhì)心的動量矩定理A剛體的平面運動微分方程A☆△第十二章動能定理6力的功B質(zhì)點和質(zhì)點系的動能A動能定理A☆△功率、功率方程、機(jī)械效率C☆△機(jī)械能守恒定律B普遍定理的綜合應(yīng)用舉例A☆△（教學(xué)要求：A——熟練掌握；B——掌握；C——了解）五、教學(xué)方法與教學(xué)手段1.課堂講授：理論力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)以課堂講授為主，配合課件，并輔以適當(dāng)?shù)牧?xí)題課。計劃一個學(xué)期上完。2.作業(yè)方面：布置作業(yè)的目的有兩點：一是加深學(xué)生對基本概念的理解；二是使學(xué)生掌握計算方法和計算原理。3.考核方式：考試形式宜采用閉卷筆試或開卷筆試。在考試題目的設(shè)計上，盡可能避免片面強(qiáng)調(diào)對書本知識的死記硬背，重點檢驗學(xué)生對基本概念和基本理論的掌握程度以及學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力?？荚囈詸z測學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知能力為目的，積極進(jìn)行考試改革方面的有益探索。采用多種考試形式對學(xué)生進(jìn)行成績評定：以期末考試為主，平時成績（包括作業(yè)、考勤等）占適當(dāng)比例（一般不超過總成績的30%）六、教材及教學(xué)參考書1.《理論力學(xué)》（Ⅰ）第七版哈爾濱工業(yè)大學(xué)高等教育出版社2009年2.《理論力學(xué)》