《理論力學1》課程教學大綱

理論力學1編碼：MS04209Code:MS04209課程名稱：理論力學CourseTitle:Theoreticalmechanics課程類別：學類核心 Coursecategory:CoreCourseinGeneralCategory學分：4 Credit（s）:4開課單位：機械與運載工程學院OfferingCollege/School:CollegeofMechanical&VehicleEngineering課程描述：本課程是一門為數(shù)學、機械、土木、材料等非力學專業(yè)學生開設的力學基礎課。通過本課程學習學生能掌握靜力學、運動學及動力學的基本概念、基本理論及分析方法，為學生學習后續(xù)課程如材料力學、結構力學等打下基礎。通過理論力學的教學，逐漸培養(yǎng)學生將復雜的工程實際問題抽象簡化為便于計算的力學模型，并進行數(shù)學求解的能力。培養(yǎng)學生基于基本概念和公理進行邏輯推理的能力；獨立思考以及創(chuàng)新的能力。Coursedescription:ThisisabasicMechanicscourseforMathematics，mechanical,civil,materialsandothernon-mechanicalmajors.1）Enablestudentstomasterthebasicconcepts,theoriesandanalyticalmethodsofstatics,kinematicsanddynamics;Layfoundationsforthesubsequentcoursessuchas

materialmechanics,structuralmechanics.2）Throughtheoreticalmechanicsteaching,studentswillgraduallydevelopabilitiesofsimplifyingcomplexengineeringproblemsintosimplymechanicalmodelforthecomputingpurpose,andthat

ofsolvingmathematicalproblems

aswell.3）Todevelopthestudents'abilitiesoflogicalreasoningbasedonthebasicconceptsandaxioms,andthatofindependentthinkingandinnovation.課程內容（一）課程教學目標通過本課程的教學，使學生具備以下能力：具有解決一般工程問題中所需要的力學分析基礎和應用的能力（畢業(yè)要求1）。具有解決復雜物體系統(tǒng)平衡問題所需要的靜力學分析的專業(yè)知識及其應用能力（畢業(yè)要求1）。通過分析物體和平面機構的復雜平面運動特性，掌握物體和機構運動分析基礎知識及能夠對平面機構進行初步的運動設計（畢業(yè)要求2）。能夠通過對物體系統(tǒng)和機械結構系統(tǒng)的受力分析和運動分析由動力學基礎理論分析系統(tǒng)所受到的力與系統(tǒng)各部件運動之間的關系，為物體系統(tǒng)或機構運動的控制設計奠定理論基礎。（畢業(yè)要求4）。（二）基本教學內容緒論教學目的：通過本章的學習，要求學生了解力學在各類工程行業(yè)中所起的作用及其不可或缺的地位、力學的簡要發(fā)展史、力學科學的發(fā)展趨勢，理論力學課程在力學學科中的地位、明確本課程的學習目的與學習要求。相應畢業(yè)要求：1教學內容：1.力學在科學領域及各工程行業(yè)領域的作用。2.力學的簡要發(fā)展史。3.現(xiàn)代力學的發(fā)展趨勢。4.理論力學在力學科學中的地位和作用。5.課程的性質、目的與學習要求。學時分配：課堂教學1學時第一章、力系的簡化教學目的：通過本章的學習，了解和掌握靜力學中的基本公理和相關推論，學習掌握力學的基本概念和力學描述的基本語言。掌握力的投影、力矩和力偶的概念，通過對力的平移定理的掌握實現(xiàn)力系的簡化。具有對工程中各類連接進行抽象轉換成為力學約束模型的能力。掌握作受力分析圖的基本原理，具有對復雜結構靜止平衡系統(tǒng)進行受力分析的初步能力。教學重點：靜力學的基本公理；力的投影；力系簡化原理；受力分析圖教學難點：力系簡化原理；受力分析圖相應畢業(yè)要求：1教學內容：1.靜力學公理、力的投影；2.力矩與偶力、力系簡化；3.物體的重心質心和形心；4.受力分析與受力圖。學時分配：課堂教學7學時第二章、力系的平衡教學目的：通過本章的學習，要求學生了解與掌握一般力系的平衡原理，能夠對物體系統(tǒng)平衡問題進行分析和求解，根據(jù)已知的結構尺寸和主動載荷，分析結構各連接處所受到的約束力情況，或能夠根據(jù)物體系統(tǒng)所受到的約束，確定在不考慮材料強度的基礎上，系統(tǒng)滿足平衡可承受的載荷，從而可對平衡物體系統(tǒng)結構進行初步設計分析；掌握考慮摩擦力的情況下物體系統(tǒng)平衡的分析方法。教學重點：一般力系的平衡條件及方程、物體系統(tǒng)平衡的求解教學難點：物體系統(tǒng)平衡問題、考慮摩擦的物體系統(tǒng)平衡相應畢業(yè)要求：1教學內容：1.一般力系的平衡原理。2.物體系統(tǒng)的平衡問題。3.考慮摩擦的物體平衡。學時分配：課堂教學6學時第三章、點的復合運動教學目的：通過本章的學習，要求學生理解與掌握運動學的基礎概念，能夠對點的運動和剛體的運動進行準確的力學描述，并掌握剛體的運動特性；能夠應用點的復合運動的概念對物體在不同參考系下的運動進行描述和分解；掌握點的運動合成原理，能夠對運動點在不同參考系描述下的速度、加速度等運動參量進行分析求解。教學重點：點的運動及剛體運動的描述和特性；點的復合運動原理；點的運動合成。教學難點：點的復合運動原理；點的運動合成相應畢業(yè)要求：1教學內容：1.點的運動學基礎。2.剛體的平移和定軸轉動。3.點的復合運動。4.點的運動合成定理。5.典型點的復合運動問題的探討分析。學時分配：課堂教學10學時第四章、剛體的平面運動教學目的：通過本章的學習，要求學生了解與掌握剛體平面運動的特性及描述；熟悉和掌握剛體平面運動過程中關于剛體上任一位置點的速度、加速度的求解方法；能夠根據(jù)機構各部件的幾何尺寸，機構在某瞬時的已經運動狀態(tài)，對機構各部件的運動進行分析，初步掌握機構運動設計的基本方法和原理。教學重點：剛體平面運動的等效與分解；剛體平面運動速度和加速度的求解方法；平面機構的運動分析教學難點：剛體平面運動速度和加速度的求解方法。相應畢業(yè)要求：1、2、4教學內容：1.剛體平面運動的分解。2.速度和加速度基點法。3.速度和加速度瞬心法。4.速度和加速度投影法。5.平面機構的運動分析。學時分配：課堂教學12學時第五章、動量定理和動量矩定理教學目的：通過本章的學習，要求學生了解和掌握質點、質點系的動量定理，能夠通過動量守恒和質心運動定理對涉及質點的運動系統(tǒng)進行力和運動關系的分析；掌握動量矩定理，能夠對具有一定幾何尺寸的剛體分析其對應軸的轉動慣量,利用動量矩定理去分析物體系統(tǒng)的力與運動之間的關系。教學重點：剛體系統(tǒng)動量定理和動量矩定理。教學難點：如何通過剛體的動量定理和動量矩定理對平面運動剛體的運動及其所受到的作用力進行分析。相應畢業(yè)要求：1、2、4教學內容：1.質點動力學。2.質點系動量定理。3.動量守恒和質心運動定理。4.剛體的轉動慣量。5.質點系的動量矩。6.質點系相對固定點的動量矩定理。7.質點系相對運動點的動量矩定理。8.動量定理和動量矩定理的應用。學時分配：課堂教學10學時第六章、動能定理教學目的：掌握力的功和動能的概念，通過對質點系動能定理的學習，能夠對一般平面機構系統(tǒng)的運動及其所受到的力之間的關系采用動能定理進行分析。教學重點：剛體系統(tǒng)的動能及剛體系統(tǒng)動能定理的應用。教學難點：平面運動剛體動能的計算，動能定理的綜合應用。相應畢業(yè)要求：1、2、4教學內容：1.功的概念及計算。2.質點系、剛體的動能。3.質點系的動能定理。4.平面運動剛體動能的計算。5.動能定理的綜合應用。學時分配：課堂教學6學時第七章、達朗貝爾原理教學目的：掌握慣性力的定義；理解和掌握達朗貝爾原理，能夠對質點系的慣性力進行描述；掌握慣性力系的簡化原理；通過達朗貝爾原理的學習，能夠將動力學問題轉換為靜力學問題，也即是動靜法對物體系統(tǒng)的運動和力之間的關系進行分析。教學重點：慣性力的概念，慣性力系的簡化，動靜法方程及應用。教學難點：復雜機構動靜法的應用。相應畢業(yè)要求：1、2、4教學內容：1.質點系的達朗貝爾原理。2.慣性力系的簡化。3.動靜法的基本原理。4.復雜機構動靜法的應用。學時分配：課堂教學8學時第八章、位移原理與能量法教學目的：掌握約束及虛位移的概念；掌握任意兩點間虛位移的計算；能夠采用虛功方程對機構進行分析及應用教學重點：任意兩點間虛位移的計算，虛功方程及應用教學難點：任意兩點間虛位移的計算。相應畢業(yè)要求：1、2、4教學內容：1.約束分類與位形描述。2.虛位移與虛位移原理。3.虛功方程及其應用。學時分配：課堂教學4學時考核方式本課程考核采用閉卷考試的形式期評成績占比：1.平時成績一（考勤、作業(yè)，課堂討論）占20%2.平時成績二（期中考試）占30%3.期末考試成績（閉卷）占50%持續(xù)改進方法1、采用先進的教學手段、方法和教學理念。2、各章節(jié)布置一定量的習題。3、定期難點重點章節(jié)綜合分析題目