《理论力学A》课程教学大纲.doc

理论力学A课程教学大纲 课程名称：理论力学（交通）（Theoretical Mechanics） 课程编号：B12004总学时数：64学时 学 分：4学分课程类别：必修先修课程：数学、物理教 材：理论力学 第七版（高等教育出版社、哈工大理论力学教研组）。参考书目：1理论力学，清华大学理论力学教研组编，人民教育出版社，2000年2月。 2理论力学南京工学院、西安交通大学等编著，高等教育出版社，2003年。3理论力学，朱照宣、周起钊、殷金生编著，北京大学出版社，1981。4理论力学教程，周衍伯编著，高等教育出版社，1999。课程内容简介： 以牛顿力学和分析力学为两条并行的主线，以微积分、线性代数和大学物理的力学部分为基础，按照由静力学运动学动力学的讲授过程，引入丰富的工程、近代科学、高新技术方面的应用实例，突出了该课程分析问题和解决问题的基本思想与方法，有利于学生系统掌握教学的基本内容，了解课程的知识结构，提高分析问题和解决问题的能力，以及前修课程基本知识与方法的综合应用能力。一、课程性质、目的和要求 本课程的性质为高等工程类专业的技术基础课程。以理论分析为基础，充分培养学生理论与实际相结合的能力和解决工程实际问题的能力。本课程的目的是使学生掌握机械系统力学模型（质点、质点系和刚体）的运动（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；使学生初步学会应用理论力学的理论和方法解决一些简单的工程实际问题；发挥其它课程不可替代的综合素质教育作用。二、教学内容、要点和课时安排 理论力学A（交通）授课学时分配表章节讲课讨论课备注合计绪论第一章 静力学公理和物体的受力分析44第二章 平面力系72+2+1包括翻转课堂2学时系统平衡12第三章 空间力系5包括案例教学1学时5第四章 摩擦11第五章 点的运动学第六章 刚体的简单运动22第七章 点的合成运动617第八章 刚体的平面运动61+2翻转课堂1学时的期中考试9第九章 质点动力学的基本方程自学 自学2第十章 动量定理44第十一章 动量矩定理第十一章617第十二章 动能定理628第十三章 达朗贝尔原理（动静法）第十一章33第十四章 虚位移原理22基于案例的讨论课合计521264本课程的教学内容共分十五章。绪论：第一章：静力学公理和物体的受力分析主要内容。静力学公理。约束和约束反力。物体的受力分析。重点、难点：各种约束的性质与约束反力的画法，熟练地画出物体的受力图。静力学公理部分学生自学。第二章：平面力系主要内容：概念-力在坐标轴上的投影，力矩、力偶的概念；主矢、主矩的概念；静定与超静定的概念；桁架的有关概念。合力投影定理。平面汇交力系的合成与平衡。平面力偶系的合成与平衡。力的平移定理。平面任意力系向一点简化。力系的平衡条件。物系的平衡。平面简单桁架的内力分析。重点、难点：平面汇交力系的平衡，平面力偶系的合成与平衡条件。掌握力系简化的方法及平衡方程的应用。平面力系平衡条件，各种形式的平衡方程及其应用，熟练解决物体系的平衡问题。第三章：空间力系 主要内容：力对点的矩与力对轴的矩。空间力偶理论。 空间力系的简化。 空间力系的平衡方程及其应用。 重心。案例教学之力学建模。重心部分学生自学。重点、难点：空间力系简化结果，空间力系的平衡方程。第四章：摩擦主要内容：滑动摩擦、最大静摩擦力。摩擦角与自锁的概念。重点、难点：滑动摩擦的概念和摩擦力的特征，考虑摩擦时物体的平衡问题。滚动摩阻的概念。考虑摩擦时物体的平衡部分学生自学。第五章：点的运动学 主要内容是：了解点的运动方程、速度、加速度。加速度的表达式。点的运动学部分学生自学。第六章：刚体的简单运动 主要内容：刚体平行移动的特点。定轴转动刚体上各点的速度、加速度计算。重点、难点：刚体简单运动的概念及判断。第七章：点的合成运动 主要内容：基本概念：一点二系三种运动，牵连速度的概念，科氏加速度的概念。点的速度合成定理。点的加速度合成定理。掌握速度合成定理与加速度合成定理的应用。重点、难点：一点二系的选择，三种运动的分析，速度分析、加速度分析；科氏加速度。速度合成定理及加速度合成定理的应用。第八章：刚体的平面运动 主要内容：平面运动的概念与运动的分解。平面运动刚体上各点的速度分析。平面运动刚体上各点的加速度分析。掌握平面运动的速度、加速度、角速度、角加速度的计算方法。重点、难点：求平面运动刚体上各点速度的基点法、速度投影法、瞬心法，求平面运动刚体角速度的基点法和瞬心法；求加速度的基点法。第九章质点动力学的基本方程（本章内容学生自学）主要内容：动力学的基本定律。质点的运动微分方程重点、难点：牛顿三定律，质点动力学的两类基本问题的求解。第十章：动量定理 主要内容：动量与冲量。质点、质点系的动量定理。质心运动定理。重点、难点：动量定理和质心运动的选择以及应用。第十一章：动量矩定理主要内容：质点和质点系的动量矩定理。刚体绕定轴的转动微分方程。质点系相对质心的动量矩定理。刚体平面运动微分方程。 刚体对轴的转动惯量部分学生自学。重点、难点：动量矩定理和刚体平面运动微分方程的应用。第十二章：动能定理主要内容：功与动能的计算。动能定理、机械能守恒。动力学普遍定理的综合应用。力的功的部分学生自学。重点、难点：动能定理的应用及动力学普遍定理的综合应用。第十三章：达朗贝尔原理 主要内容：惯性力的概念。 质点、质点系的达朗伯原理。 刚体惯性力系的简化。 重点、难点：惯性力的概念、正确施加惯性力、刚体惯性力系的简化。第十四章：虚位移原理 主要内容：约束、虚位移和虚功的概念。虚位移原理。重点、难点：约束的分类，虚位移和虚功的计算，虚位移原理的应用之确定主动力之间的关系。第十五章：分析力学基础 主要内容：自由度和广义坐标，广义力，以广义坐标表示的质点系平衡条件，动力学普遍方程，拉格朗日方程。拉格朗日函数。重点、难点：广义力的计算，动力学普遍方程的应用，拉格朗日方程的应用，拉格朗日函数的计算。 三、教学方法 理论力学因其理论性强，故采用以教师讲授为主，课堂教学、多媒体教学相结合的教学方式。作业以教科书后习题为主，一次三题左右，适当补充课外习题。该课程内容多、学时少、为了便于学生掌握理论力学的基本内容，在重要的章节安排了适量学时的讨论课，在教学中灵活掌握。四、成绩考核方式由学科部按教考分离原则负责命题，实行闭卷考核为主的考核方式，试卷采用流水作业统一批改。试卷部分：占总成绩的70%，；其他部分：例如平时作业完成的数量与质量、参加课堂讨论情况、出勤等，占总成绩的10；期中考试、自学报告或联系生产或生活实际问题的小论文占总成绩的10%。翻转课堂两次，占10%。五、制定本大纲的有关说明1本教学大纲是理论力学A课程基本内容，这些内容是通过课堂教学、现场教学等环节进行的。2本课程是一门基础技术课，以数学、物理为基础，学生学完本课程后，对后续课材料力学、机械设计等课程的学习起到一个桥梁作用，并力求提高学生分析问题和解决问题的能力。3理论力学因其理论性强，故采用课堂教学、多媒体教学相结合。4作业以教科书后习题为主，一次三题左右，适当补充课外习题。5该课程内容多、学时少，为了便于学生掌握理论力学的基本内