理论力学 《理论力学B》课程简介.doc

理论力学B课程简介课程代码：012018课程名称：理论力学B英 文 名：Theoretical Mechanics B课程类别：专业基础课学时学分：72学时 4.5学分先修课程：高等数学、大学物理授课对象：机械设计、应用物理本科专业开课单位：土木工程学院工程力学系教材：理论力学（）、（）第六版 哈尔滨工业大学理论力学教研室编 高教出版社2002.8课程简介：理论力学是机械类专业的一门重要的技术基础课。它既是各门后续力学课程的理论基础，又是一门具有完整体系并继续发展着的独立的学科，而且在许多工程技术领域中有着广泛的应用。其内容分为三部分：静力学、运动学和动力学。静力学主要研究力的基本性质，物体的受力分析与受力图及各种力系的简化与平衡；运动学主要研究物体运动的几何性质。包括点的运动、刚体基本运动、点的合成运动；刚体平面运动。动力学主要研究物体的机械运动与作用力之间的关系。包括质点动力学基本方程；动量定理；质心运动定理；动量矩定理,刚体转动惯量，刚体定轴转动动力学方程；刚体相对于质心的动量矩定理,刚体平面运动微分方程；动能、势能，动能定理；达朗伯原理；约束，自由度，虚位移原理，振动基本理论。理论力学B教学大纲课程代码： 012018课程名称：理论力学B英 文 名：Theoretical Mechanics B课程类别：专业基础课学时学分：72学时 4.5学分先修课程：高等数学、大学物理授课对象：机械设计、应用物理本科专业开课单位：土木工程学院工程力学系教 材：理论力学（）、（）第六版 哈尔滨工业大学理论力学教研室编 高教出版社2002.8参考书目：理论力学同济大学 同济大学出版社 1992 理论力学习题解答陈明编 哈尔滨工业大学出版社 1998 理论力学思考题解与思考题集哈尔滨工业大学理论力学教研室编 哈尔滨工业大学出版社 2000 理论力学学习辅导哈尔滨工业大学理论力学教研室编 高教出版社2003一、课程目的和任务理论力学是一门理论性较强的技术基础课。它是各门力学课程的基础，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；结合本课程的重点，培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学生的能力。二、课程的基本要求和教学内容1、 基本要求静力学掌握各种常见约束的性质，对简单的物体系统能熟练地取分离体并画出受力图。掌握力、力矩和力偶等基本概念及其性质，能熟练地计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩。掌握各种类型力系的简化方法和简化结果，能熟练地计算主矢和主矩。会应用各种类型的平衡条件和平衡方程，求解单个物体和简单物体系统的平衡问题。对平面一般力系的平衡问题，能熟练地取分离体和应用各种形式的平衡方程求解。掌握计算物体重心各种方法。掌握滑动摩擦的概念和摩擦力的特征，会求考虑滑动摩擦时简单物体系统的平衡问题。运动学掌握描述点的运动的矢量法，直角坐标法和自然坐标法，会求点的运动轨迹，并能熟练地求解与点的速度和加速度有关的问题。掌握刚体平动和定轴转动的特征。能熟练的求解与定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问题。掌握运动合成和分解的基本概念和方程。掌握点速度合成定理和牵连运动为平动和转动时的加速度合成定理及其应用。掌握刚体平面运动的特征。能熟练应用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题。能熟练应用基点法求解有关加速度的问题。对常见的平面机构能熟练地进行速度和加速度分析。动力学会建立质点的运动微分方程，会求解简单情况下运动微分方程的积分。掌握并能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）。掌握动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理、对固定点和质心的动量矩定理、动能定理），能熟练选择和综合应用这些定理求解质点、质点系的动力学问题。掌握刚体转动惯量的计算。会应用刚体定轴转动的微分方程求解有关的问题。掌握惯性力的要领，掌握刚体平动、对称刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系简化结果的计算。达朗伯原理（动静法）的应用。掌握自由度、广义坐标、虚位移和理想约束等概念。掌握虚位移原理的应用。了解振动基本理论2.教学内容静力学绪论和理论力学基本概念理论力学的研究对象及其内容学习理论力学的目的静力学基本概念与公理、物体的受力分析静力学的研究对象和基本概念静力学公理约束的基本类型与约束反力物体的受力分析与受力图平面汇交力系与平面力偶系平面汇交力系合成与平衡的几何法平面汇交力系合成与平衡的解析法平面力对点之矩平面力偶理论平面任意力系力的平移定理平面任意力系向一点和简化合力矩定理平行分布的线荷载平面任意力系的平衡条件与平衡方程平面平行力系的平衡方程静定与静不定问题、物体系统的平衡平面桁架求解的节点和截面法摩擦滑动摩擦、摩擦系数、摩擦角、滑动摩擦定律考虑滑动摩擦时物体的平衡问题滑动摩擦的概念空间任意力系力对轴之矩力对点之矩与力对通过该点的轴之矩关系空间力偶空间任意力系向任一点的简化及简化结果讨论空间任意力系的平衡条件与平衡方程物体的重心运动学点的运动点的运动的矢量法点的运动的直角坐标法点的运动的自然法刚体的基本运动刚体的平行移动刚体的定轴转动转动刚体内各点的速度和加速度刚体的角速度矢和角加速度矢，用矢积表示转动刚体上的点的速度、加速度定轴轮系的传动比点的合成运动点的合成运动的概念点的速度合成定理牵连运动为平动时点的加速度合成定理牵连运动为平动时点的加速度合成定理刚体的平面运动刚体的平面运动方程平面运动分解为平动和转动平面图形上的各点的速度、基点法、速度投影法速度瞬心求平面图形上各点加速度的基点法动力学动力学基本定律与质点运动微分方程动力学基本定律质点运动微分方程动量定理动量和冲量质点和质点系的动量定理质心运动定理动量矩定理质点和质点系的动量矩动量矩定理刚体绕定轴转动微分方程刚体对轴的转动惯量刚体平面运动的微分方程动能定理力的功质点和质点系的动能、刚体作平动、定轴转动和平面运动时的动能质点和质点系的功能定理功率、功率方程、机械效率势力场、势能、机械能守恒定理动力学普遍定理的综合应用达朗伯原理惯性力、质点和质点系的达朗伯原理刚体惯性力系的简化虚位移约束及其分类自由度和广义坐标虚位移和虚功理想约束虚位移原理用虚位移原理求约束反力 振动基本理论单自由度系统的自由振动用能量法计算单自由度系统的固有圆频率教学应达到的要求静力学掌握各种常见约束的性质，对简单的物体系统能熟练地取分离体并画出受力图。掌握力、力矩和力偶等基本概念及其性质，能熟练地计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩。掌握各种类型力系的简化方法和简化结果，能熟练地计算主矢和主矩。会应用各种类型的平衡条件和平衡方程，求解单个物体和简单物体系统的平衡问题。对平面一般力系的平衡问题，能熟练地取分离体和应用各种形式的平衡方程求解。掌握求简单桁架内力的节点法和截面法。掌握计算物体重心各种方法。掌握滑动摩擦的概念和摩擦力的特征，会求考虑滑动摩擦时简单物体系统的平衡问题，了解滚动摩阻的概念。运动学掌握描述点的运动的矢量法，直角坐标法和自然坐标法，会求点的运动轨迹、点的速度和加速度有关的问题。掌握刚体平动和定轴转动的特征。能熟练的求解与定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问题。了解角速度、角加速度及刚体内各点速度和加速度的矢量表示法。掌握运动合成和分解的基本概念和方程。掌握点速度合成定理和牵连运动为平动和转动时的加速度合成定理及其应用。掌握刚体平面运动的特征。能熟练应用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题。能熟练应用基点法求解有关加速度的问题。动力学会建立质点的运动微分方程，会求解简单情况下运动微分方程的积分。掌握并能熟练计算动力学中各基本物理量（动量、动量矩、动能、冲量、功、势能等）。掌握动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理、对固定点和质心的动量矩定理、功能定理）及相应的守恒定理，能熟练选择和综合应用这些定理求解质点、质点系的动力学问题。掌握刚体转动惯量的计算。会应用刚体定轴转动和平面运动的微分方程求解有关的问题。掌握惯性力的要领，掌握刚体平动、对称刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系简化结果的计算。达朗伯原理（动静法）的应用。掌握自由度、广义坐标、虚位移和理想约束等概念。掌握虚位移原理的应用。会建立单自由度系统线性自由振动的微分方程，掌握振动的微分方程，掌握振动的特征，会计算振动周期、频率和振幅。3学时分配表理论力学B课程总学时：72 其中讲授学时：72 实验(上机)学时：0 建议学时分配表如下：序号主要内容(章)学时1绪论12静力学基本定理及受力分析 33平面汇交力系与平面力偶系44平面任意力系 65 空间力系 66摩擦27点的运动28刚体的基本运动49点的合成运动 610刚体的平面运动611动力学基本定律与质点运动微分方程212动量定理413动量矩定理 614动能定理615达朗伯原理416虚位移原理 417振动基本理论418机动 2合计学时72三、课程的实践教学环节：无四、考核方式：平时成绩占总成绩的30%，期末考试占总成绩的70%.五、对学生能力培养的要求：通过理论力学课程的学习，培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学生分析问