《理论力学》课程教学大纲

1、理论力学课程教学大纲课程名称：理论力学/Theoretical Mechanics课程代码：210301学时： 64 学分：4 考核方式：考试先修课程：高等数学、大学物理适用专业：汽车、机械、航空等本科生开课院系：基础教学学院工程力学教学部教材：哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学.第六版. 高等教育出版社.2002.8主要参考书：李俊峰.理论力学.第一版.清华大学出版社.2001、洪嘉振杨长俊.理论力学. 第二版.高等教育出版社.2002、8 郝桐生.理论力学.第三版.高等教育出版社.2003、一、 课程的性质和任务 理论力学是工科大学一门重要的技术基础课。它的任务是在学生已有的力学基础上

2、，培养学生对简单/复杂工程对象正确建立力学模型的能力，对这些力学模型进行静力学，运动学，动力学（包括瞬时与过程）分析的能力，以及利用理论力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。并为后续课程学习、以及从事工程技术工作打下坚实的力学基础。二、教学内容和基本要求   静力学基本概念和公理 内容：刚体和力的概念；静力学公理；约束和约束力；物体的受力分析和受力图。 基本要求：   熟悉各种常见约束的性质。   对简单物体系统，能熟练地取分离体并画出受力图。 重点、难点：正确选取分离体并画出受力图是求解静力学问题的关键，必须充分强调，并安排足够的练习。 深度与广度：对于受力

3、图应作充分的练习。   平面汇交力系 内容：平面汇交力系合成与平衡的几何法；汇交力系合成与平衡的解析法。 基本要求：   了解汇交力系合成与平衡的几何法。   掌握汇交力系合成与平衡的解析法。   能熟练计算力的投影及力对点的矩。 重点、难点：本章重点为平面汇交力系平衡的解析法。 深度与广度：几何法了解即可，在解析法中，要求学生能灵活地建立坐标系，用最简洁的方法求解汇交力系问题。   力偶理论 内容：力偶与力偶矩；平面力偶理论；空间力偶理论。 基本要求：   理解力偶、力偶矩等基本概念及其性质，理解力偶的性质，掌握力偶系的合成、平衡。

4、   能熟练应用力偶系平衡方程求解力偶系作用下的物体平衡问题。重点、难点：力偶系作用下的物体平衡问题是本章的重点。   平面任意力系 内容：力对点的矩；力线平移定理；平面任意力系向作用面内任一点简化；平面任意力系的简化结果分析；平面任意力系的平衡条件和平衡方程；静定与静不定问题，物体系统的平衡；摩擦。 基本要求：   掌握力系的简化。   能熟练应用平衡方程求解单个物体和简单物系的平衡问题。   理解滑动摩擦的概念和摩擦力的特征。   了解摩擦角和自锁的概念。   能求解考虑摩擦时简单的物系平衡问题。 重点、难点：物体系统的

5、平衡及考虑摩擦时的平衡问题是本章的重点，应熟练掌握。 深度与广度：对于物体系统的平衡，应作广泛的练习，使学生能够熟练、灵活地掌握物体系统的计算。能应用平衡方程和全反力、摩擦角的概念求解考虑摩擦时简单的物系平衡问题。   空间任意力系 内容：力对点的矩和力对轴的矩；空间任意力系向一点的简化，主矢和主矩；空间任意力系的平衡方程；物体的重心。 基本要求：   能解决简单的空间任意力系的平衡问题。   掌握物体重心的计算方法。 重点：组合法求物体的重心和形心。 难点：空间任意力系的平衡。 深度与广度：要求熟练掌握组合法求平面图形的形心位置。   点的运动学 内容

6、：矢量法；直角坐标法；自然法。 基本要求：   掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和自然法。   能根据点的运动方程求点的运动轨迹。   能熟练求解与点的速度和加速度有关的问题。 重点、难点：重点是速度和加速度的计算。深度与广度：点的运动在物理课中已讲过这部分内容，故应简化公式推导，作一些难度较大的例题。   刚体的简单运动 内容：刚体的平动；刚体的定轴转动； 转动刚体内各点的速度和加速度。 基本要求：   平动和定轴转动的特征。   能熟练地求解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有关的问题。 重点、难点：重点

7、是转动刚体内各点的速度和加速度的计算。 深度与广度：定轴转动刚体的角速度及角加速度在物理中已学过，所以角速度和角加速度公式直接给出，不必推导，着重作一些与平动、转动有关的综合性练习。   点的合成运动 内容：相对运动、牵连运动、绝对运动；点的速度合成定理； 牵连运动为平动、转动时点的加速度合成定理。 基本要求：   掌握运动合成与分解的基本概念和方法。   牢固掌握点的速度合成定理并能熟练运用。   掌握点的加速度合成定理并能运用。 重点：速度合成定理及其应用、加速度合成定理及其应用。 难点：动系的选择和牵连速度、牵连加速度的概念、科氏加速度概念与计算。

8、 深度与广度：点的合成运动是运动学的重点和难点。对于合成运动的概念，可通过实例强化学生的理解；在速度合成定理的应用中，通过例题，对各种类型的问题的解题要点进行总结、归纳。牵连运动为转动时加速度合成定理可不做推导，强调如何应用。   刚体的平面运动 内容：刚体的平面运动方程；刚体平面运动的分解；求平面图形内各点速度的基点法、速度投影法；求平面图形内各点速度的瞬心法。 求平面图形内各点加速度的基点法。基本要求：   正确理解刚体平面运动的特征。   能熟练运用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题。   能熟练运用基点法求解有关加速度的问题。 

9、0; 对常见平面机构能熟练地进行速度分析。 重点：求速度的基点法和瞬心法。求加速度的基点法。难点：合成运动与平面运动的综合问题。 深度与广度：刚体的平面运动是运动学的另一个重点。求速度的基点法和瞬心法并重，宜多作练习。特别是求加速度问题，要注意加速度矢量式的投影。重点分析一些与动力学有关的刚体平面运动。   质点的运动微分方程 内容：质点的运动微分方程；质点动力学的两类基本问题。 基本要求：   能建立质点的运动微分方程。能求简单的质点动力学的两类基本问题。重点、难点：求解动力学第二类基本问题。 深度与广度：第一类动力学问题为微分问题，较简单，可略讲；第二类动力学问题为微积

10、分问题，可通过例题讲解质点在各种变力作用下的求解方法。   动量定理 内容：动量与冲量；动量定理；质心运动定理 。 基本要求：   正确理解并熟练计算动量、冲量等基本物理量。   牢固掌握动量定理、质心运动定理及相应的守恒定理，能熟练应用这些定理求解质点、质点系的动力学问题。 重点、难点：本章的重点是质点系的动量定理和质心运动定理。 深度与广度：求解流体动反力是质点系的动量定理的一个应用，质点系的动量定理与质心运动定理主要限于求解简单机构运转时所产生的动反力。   动量矩定理 内容：刚体对轴的转动惯量；质点和质点系的动量矩；动量矩定理；刚体绕定轴转动的微

11、分方程。 基本要求：   正确理解并熟练计算动量矩。   牢固掌握计算刚体转动惯量的方法。   掌握动量矩定理及相应的守恒定理，能应用刚体定轴转动微分方程求解有关的问题。 重点、难点：刚体绕定轴转动微分方程的应用。 深度与广度：刚体绕定轴转动微分方程宜多作练习。   动能定理 内容：力的功，功率；质点和质点系的动能；动能定理；机械能守恒定律；动力学普遍定理综合应用。 基本要求：   正确理解并熟练计算动能、功等物理量。   牢固掌握动能定理，能熟练应用动能定理求解质点、质点系的动力学问题。   能熟练地综合应用动力学普遍定理

12、求解质点、质点系的动力学问题。 重点： 用动能定理求解质点系的动力学问题及动力学普遍定理的综合应用。 难点：动力学普遍定理的综合应用。 深度与广度：用动能定理求解刚体系统的动力学问题应多作练习，动力学普遍定理的综合应用主要限于较简单的问题。   达朗伯原理 内容：惯性力，质点的达朗伯原理；质点系的达朗伯原理；刚体惯性力系的简化；绕定轴转动刚体的轴承动反力。 基本要求：   理解惯性力的概念。   掌握平动、定轴转动刚体的惯性力系简化结果。牢固掌握动静法的应用。 重点：重点是惯性力的计算和动静法的应用。 难点：刚体系统的计算 深度与广度：定轴转动刚体惯性力系的简化主

13、要限于有对称面，且转轴垂直于对称面的刚体，对于单个刚体应多作练习。   虚位移原理 内容：虚位移，虚位移原理与虚功方程。基本要求：   理解虚位移的概念。会求点的虚位移。   理解虚位移原理。正确列出虚功方程。重点：重点是虚位移原理的应用。 难点：求虚位移，列虚功方程。三、教学时数分配课程内容讲课 习题课或讨论课小计绪论.静力学基本概念和公理 22物体的受力分析 22平面汇交力系和力偶系 4 4平面任意力系(摩擦) 8210空间力系 66点的运动和刚体的简单运动 2 2点的合成运动 426刚体的平面运动 628质点学基础及质点运动微分方程22动量、动量矩、动能定理10212达朗伯原理 426虚位移原理 314合 计53 1164