力学教学大纲

1、力学教学大纲课程代号：（宋体小四号总学时：72适用专业：师范类物理学先修课程：高等数学一、本课程地位、性质和任务力学是物理学（师范类）学生的一门必修的基础课程。在传统意义上，力学是物理学的一 个主要分支；现代意义下，力学则是整个物理科学的理论基础。物理教育专业课程以力学开篇入门，理解并掌握力学的基本概念、基本理论，学习它的研 究方法，这对于学好专业课程，对于今后从事物理教育工作，都具有重要的价值与作用。二、课程教学的基本要求通过教学，应使学生对宏观机械运动的基本概念和基本规律有比较系统的理解，能比较灵 活地加以运用；使学生了解物理学的研究方法，培养独立分析问题与解决问题能力；使学生比 较深刻地

2、理解中学力学教材，并能独立解决今后教学中所遇到的一般力学问题。三、课程学时分配、教学要求及主要内容（一）课程学时分配一览表早节主要内容总学时学时分配讲授讨论习题第1章物理学与力学22第2章质点运动学8611第3章动量、质点动力学10811第4章动能和势能8611氏代f匀V匚曰角动量定理及角动量守恒定律6411第6早万有引力定律22第7章刚体力学10712第8章弹性体的应力和应变22第9章振动8611第10章波动和声8611第11章流体力学22第12章相对论简介651（二）课程教学主要内容及要求第1章物理学与力学1. 物理学与力学2 物质与运动3时间与空间4 参考系与坐标系【教学目的和要求】1）

3、了解物理学及其分类，力学及其在物理学中地位；介绍大学学习方法。2）了解物质与质量，质量概念的不断深化；运动的相对性。3）了解时间与空间概念；简单介绍经典时空观与相对论时空观。4）明确恰当选择参考系和坐标系的必要性。【重点与难点】重点是物理学与力学的概述。难点是物理学习兴趣与方法的培养。第2章质点运动学1. 质点运动的描述直角坐标系与矢量运算2. 直线运动微分与积分3 转动极坐标与自然坐标4.相对运动伽利略变换【教学目的和要求】1）理解质点概念；质点力学的普遍意义；质点运动学概要；理解描述质点运动及运动 变化的基本物理量（位置矢量位移速度加速度）；明确运动方程的意义与作用，掌握用运 动方程确定质

4、点位置和位移。2）掌握直线运动的数学公式表示法：（1）已知运动方程，用微分法；（2）已知速度 （或加速度）与时间的函数关系以及初始条件，用积分法掌握直线运动的图线表示法：（1）坐标-时间图象（x-t图）；（2）速度-时间图象（v-t图）；掌握解决直线运 动问题 的思路和方法：（1）速度公式与位置公式；（2）匀加速运动公式；掌握抛体运 动的规律。3）掌握圆周运动的描写法：（1）角速度与角加速度；（2）切向和法向加速度；了解平面曲线运动的自然坐标描述法；掌握极坐标描述法，了解科里奥利加速度4）掌握经典的速度变换式；了解光速不变性；介绍现代速度变换式。【重点与难点】 重点是速度、加速度概念及其有关计

5、算。难点是曲线运动中的加速度。第3章动量质点动 力学1 牛顿运动定律2 非惯性参考中的力学3. 动量定理4 动量守恒定律5 相对于质心的运动【教学目的和要求】1）理解惯性与惯性系概念了解相对性原理；理解惯性质量，动量，力的概念；掌握 物体受力分析；掌握用隔离法解题的方法；掌握摩擦力特点。2）理解平动惯性力和惯性离心力的概念，会处理平动加速系中质点动力学问题，以及匀速转动系中相对静止的问题；了解地球自转引起的几种自然现象。3）理解冲量概念；掌握动量定理的应用。4）理解动量守恒定律，掌握定律的应用（注意其适用条件）；了解火箭推进速度。5）掌握质心与质心运动定理；理解质心系及其应用。【重点与难点】重

6、点是动量守恒定律及其应用。难点是惯性力概念。第4章动能和势能1. 动能与功2 质点系动能定理3势能和机械能守恒定律4. 能量与能量守恒定律【教学目的和要求】1）掌握质点动能定理；了解正交方向的功与动能；掌握内力的功与质点系的动能定 理。2）掌握克尼希定理；了解有内激发的碰撞.3）理解保守力与耗散力；理解势能，掌握重力势能，弹性势能；介绍万有引力和万有引 力势能，.4）机械能守恒定律与能量守恒定律：掌握机械能守恒定律（功能原理）；理解能量与 能量守恒定律（热力学第一定律）；了解相对论的能量守恒定律【重点与难点】重点是动能定理与机械能守恒定律。难点是克尼希定理及其应用。第5章角动量定理及角动量守恒

7、定律1 角动量与力矩2. 角动量定理3 角动量守恒定律【教学目的和要求】理解角动量概念；了解有心运动特点；了解质心系中的角动量定理。【重点与难点】重点是角动量守恒定律。难点是角动量的矢量性概念。第6章万有引力1. 开普勒定律2. 万有引力定律、引力质量与惯性质量3. 引力势能【教学目的和要求】1）理解并能陈述开普勒三个定律。2）了解万有引力定律建立的过程与方法；掌握万有引力公式及其计算；知道引力质量好 惯性质量的区别。3）理解引力势能计算，理解宇宙三种速度的物理意义。【重点与难点】重点是万有引力定律建立过程与方法。难点是引力质量与惯性质量概念。第7章刚体力学1.刚体运动的描述2.刚体定轴转动动

8、能定理3刚体定轴转动的角动量定理与转动方程4刚体平面运动【教学目的和要求】1) 介绍刚体运动的描述；掌握定轴转动，了解刚体平面运动运动学。2) 掌握刚体定轴转动动能定理。3) 掌握定轴转动的角动量定理与转动方程。4) 了解刚体平面运动动力学方法；理解刚体的轨道角动量与自旋角动量；掌握圆柱体纯 滚动问题。【重点与难点】重点是刚体定轴转动。难点是刚体平面运动。第8章弹性体的应力和应变1. 拉伸和压缩2. 剪切形变3弯曲和扭转【教学目的和要求】1 ) 了解弹性形变的不同类型，理解应力、应变的概念。2) 掌握胡克定律，了解弹性形变势能。【重点与难点】重点是拉压与剪切的应变与应力。难点是形变势能。第9章

9、振动1简谐振动与无耗线性振子2振动的合成3有耗振子的自由振动与受迫振动4. 非线性振子的受迫振动 混沌【教学目的和要求】1) 理解简谐振动特征；理解简谐量的保守性；掌握简谐振动三种表示法。2) 掌握同方向同频率振动的合成与分解；理解位相与位相差概念。3) 掌握阻尼振动、受迫振动和共振的概念。4) 了解非线性振动特点，介绍混沌动力学。【重点与难点】重点是计算简谐振动的特征量，掌握旋转矢量表示法及其应用。难点是位相与 位相差概念。第10章波动和声1波动传播的描述2波场中的能量与能流3波的迭加干涉与驻波4. 多普勒效应5. 非线性波动【教学目的和要求】1) 理解平谐波与波函数。2) 掌握波场中的能量

10、与能流。3) 理解波的干涉，掌握驻波。4) 掌握声波的多普勒效应。5) 介绍孤立波与非线性波动。【重点与难点】重点是平面简谐波的规律及波的干涉的有关计算。难点是波场中的能量与能流密度的概 念。第11章流体力学1 静止流体内的压强2 伯努利方程【教学目的和要求】1）掌握流体静压强分布规律。2）理解流体流动的流线、流管等概念，掌握伯努利方程及其应用的简单计算。【重点 与难点】重点是伯努利方程。难点是稳定流动的计算。第12章相对论1 时空的相对性洛仑兹变换2. 相对论运动学3 相对论动力学【教学目的和要求】1）了解相对论产生的历史背景、理论的基本观念以及主要结论。2）理解狭义相对论的两条原理，了解时

11、间与长度的相对性，了解洛伦兹变换。3）了解相对论动力学基本定律，理解质能关系。【重点与难点】重点是洛仑兹变换。难点是相对论的基本物理思想。四、使用教材与参考书目（宋体小四号字加粗）1. 教材：漆安慎杜婵英力学，高等教育出版社，2005年6月第2版,2008年4月第6次印刷2. 参考书：赵凯华罗蔚茵新概念物理教程一一力学，高等教育出版社，2004年7月第2版五、教学方法的原则性建议本课程的特点是理论性强，逻辑性强，其教学方式应注重启发式、引导式；讲授时应注 意以对称性与守恒定律作为教学的主线，将其它的内容与守恒定律有机联系起来；注意启发与 指导学生自学与思考。六、考核方式及成绩构成本课程考核采用闭卷考试的形式。期末考试成绩占70%平时成绩