高等职业学院机械工程力学教学大纲

1、高等职业学院机械工程力学教学大纲一、课程性质和任务工程力学是工科高等职业教育的一门重要课程。它是在高中物理学和一定的高等数学知识基础上进行的一门专业技术基础课，是学习专业课程的重要基础之一。它是研究物体机械运动以及构件强度、刚度和稳定性等计算原理的科学。它要实现初步建立学生的工程理念和为学生学习后续专业课程提供技术基础两大主要任务。通过工程力学课程的学习，应对学生思想品质、辩证唯物主义世界观、逻辑推理能力、工程理念的建立和力学分析计算等综合能力的培养，产生积极的作用。工程力学包括静力学、材料力学和运动力学三部分内容。静力学的重点是研究物体受力后的平衡条件及在工程中的应用；材料力学的重点是研究杆

2、件的承载能力；运动力学的重点是研究质点和刚体的运动规律及受力物体的运动与作用力之间的关系。 作为未来的工程技术人员，不仅要学好工程力学的内容，更要领会工程力学问题的研究方法，这样才能更好地适应未来的学习和工作。二、课程的教学目标通过本课程的学习，应使不同专业的学生分别对应实现下列不同教学目标。（一）工程力学基本模块教学目标要求这是各类专业都应选择学习的模块。这也是一些对工程力学要求较低的专业的最终达标模块。这一模块包括两部分内容，一是基本要求部分；二是提高要求部分。对于这一模块内容，应根据不同专业及不同学时要求，使学生在学习结束后达到基本要求或提高部分要求。基本要求部分：、对本课程涉及的物理量

3、有清晰的理解。、能从简单的物体系中恰当地选取研究对象，并能正确地画出受力图。、正确理解力和力偶的概念，能熟练计算力在直角坐标轴上的投影和力矩。、能正确应用平面力系平衡方程求解物系的平面问题（包括考虑滑动摩擦时的平衡问题）。、能应用截面法分析杆件的内力，并能画出内力图。、识记材料力学实验过程、实验现象及主要力学性能。、正确理解杆件的基本变形及其承载能力设计的相关内容，并能应用相关知识内容进行基本变形下的承载能力计算。、初步获得与本课程及本专业相关的工程理念。提高要求部分：本部分要求是在达到前述基本要求基础上的进一步要求。适用于多课时专业和有特别要求的专业。、 能把简单工程实际物体抽象成力学模型。

4、、 能正确应用平面解法求解空间问题。、 能理解摩擦锥及自锁条件的概念。、 能正确应用公式求出常见规则平面图形的形心。、 能理解材料力学性能在问题中的应用。、 能理解强度失效判断设计准则。、 能理解杆件的组合变形及其承载能力设计的相关内容。、 能对简单实际工程问题进行综合承载能力设计。（二）运动力学模块教学目标要求对于需要运动力学内容的专业可以按专业要求选择学习本模块中的不同内容，达到以下不同教学目标要求。基本要求部分：本部分是适用于对运动力学要求低的专业或少学时专业学习的模块。、 能理解点的基本运动和刚体的基本运动概念。、 能应用直角坐标法和自然坐标法求点的速度和加速度。、 计算定轴转动刚体的

5、角速度、角加速度及刚体内各点的速度和加速度。、 能理解速度合成定理。、 能应用基点法、投影法、瞬心法求解平面图形内各点速度。、 能应用动力学基本方程求解简单的动力学问题。、 能应用动能定理求解动力学问题。提高要求部分：本部分要求是在达到前述基本要求基础上的进一步要求。适用于多课时专业和有特别要求的专业。、 能理解点的合成运动和刚体平面运动概念。、 能理解加速度合成定理。、 能应用速度合成定理求解问题。、 能理解求解平面图形内各点加速度基点法。、 能理解动量、动量矩的概念。、 能应用质心运动定理求解问题。、 能理解惯性力概念、动静法求动应力。、 能对简单实际工程问题进行综合设计。（三）专题介绍模

6、块教学目标要求本部分是适应各专业拓展知识面要求而设立的。各专业可有选择地进行介绍，能使学生对相关知识内容有所认识即达到了教学目标要求。三、教学内容和要求（一）教学内容确定的原则1、以高等职业教育的培养目标为依据，注意与高中物理学和后续专业课程的衔接，按照“有用、够用”的原则，确定教学内容。（1）对于高中物理学中已经学习过的内容，只对进一步的提高要求进行讲授。对于后续课程中还要大量讲授的内容，留待后续课程讲授。本课程目标直指为学生学习后续专业课程提供技术基础和建立学生的工程理念两大主要任务。（2）按照由外力到内力再到应力，重点落在构件承载能力问题的思路进行重新整合，避开理论推导和高深理论阐述，删

7、繁就简，直指工程实践。（3）将运动学和动力学部分内容融合为一篇，并按照由质点到质点系，由简单运动到复合运动的思路进行整合，动力学侧重对工程动力问题的应用。（4）增设综合性设计内容以使学生能反观全篇，进一步体会知识内容与实践的结合。（5）增设专题介绍篇以适应不同专业的知识拓展需要。2、贯彻以专业为导向、以能力为本位的原则。对知识内容的阐述采用直接介入的方式或由工程实例引出的方式，改变过去那种由理论推导开始，结合例题应用理论的方式，让学生以一个探索者的形式，重历先哲的心路历程。有针对性地选择几个工程实例，比如：曲柄连杆机构，从静力分析开始就引入，贯穿始终，使学生能够通过这些实例深刻感受到力学在工程

8、实践中的价值。 改变过去教材过于宽泛的适用性，直指高等职业教育机械专业。内容组合完全按照以高职机械专业适用为主的原则，对其它专业（比如建筑专业）指导的意义仅仅在于其基本知识。3、充分利用现代计算工具解决问题，培养学生使用现代基本计算工具的能力。对于能够应用计算机进行的复杂计算内容不再提出考试要求。4、教学内容安排贯彻深入浅出，由易到难，由具体到抽象，循序渐进的原则。注意系统性，科学性，应用性及与相关专业课程的衔接。（二）教学内容目标要求1、认知要求认知要求分为四个层次：识记：对知识的含义有感性的，初步的认识，能够说出这一知识是什么，能够在有关的问题中识别它。理解：对概念和规律（定义、定理、公式

9、、法则等）达到理性认识，不仅能够说出概念和规律是什么，而且能够知道它是怎样得出来的，它与其它概念和规律之间的联系，有什么用途，并能简单应用。应用：在理解的基础上，形成能力，能够应用定义、定理、法则去解决问题。综合：能进行工程实例的综合设计与分析。2、能力要求能力要求分为以下五个方面：基本运算能力：根据法则和公式正确地进行运算、处理数据。基本工程分析表达能力：根据相关知识对工程实例简单化为力学模型，进行力学设计，并能准确表达分析和设计的结果。基本操作能力：能对材料进行常规力学性能试验，并能写出实验报告。学习后续课程能力：具有足够的进行专业课程学习所需要的力学知识。工程理念：初步获得与本课程及本专

10、业相关的工程理念。（三）教学时数建议由于不同专业对工程力学课程的要求差异较大，学时分配的差异也很大，所以只对教学提出如下建议，供教学参考。1、对于要求达到基本模块教学目标要求基本要求部分的专业，教学总学时数应在50学时左右。2、对于要求达到基本模块教学目标要求提高要求部分的专业，教学总学时数应在65学时左右。3、对于要求达到运动力学基础教学目标要求的专业，教学总学时数应在80学时左右。4、对于要求达到运动力学提高教学目标要求的专业，教学总学时数应在90学时以上。（四）课程教学内容提要引论一、 关于“工程力学”1、“工程力学”的内涵2、“工程力学”史话二、 课程的研究对象与模型三、 工程结构与构

11、件第一篇 静力分析第一章 静力分析基础第一节 力的概念第二节 平衡的概念第三节 约束与约束力第四节 受力分析与受力图第五节 问题讨论与说明习题与检测第二章 平面力系第一节 平面汇交力系的合成与平衡第二节 力对点之矩第三节 力偶及其性质第四节 力的平移定理第五节 平面力系的简化第六节 平面力系的平衡条件及其应用第七节 物体系统平衡第八节 考虑摩擦的平衡问题第九节 问题讨论与说明习题与检测第三章 空间力系第一节 力在空间坐标轴上的投影第二节 力对轴之矩第三节 空间力系的简化第四节 空间力系的平衡及其应用第五节 重心与形心第六节 问题讨论与说明习题与检测第二篇 构件承载能力分析第四章 杆件的内力分析

12、第一节 杆件内力与截面法第二节 内力与内力分量第三节 内力图第四节 应力与应变的概念第五节 应力状态分析第六节 问题讨论与说明习题与检测第五章 强度失效分析与设计准则第一节 轴向载荷作用下材料的力学行为 材料失效第二节 构件失效概念与失效分类第三节 失效判据与设计准则概述第四节 强度理论第五节 应力集中的概念第六节 许用应力和安全系数第七节 问题讨论与说明习题与检测第六章 杆件的强度与刚度设计第一节 设计原则与设计过程第二节 拉压杆强度设计与拉压杆伸缩量计算第三节 连接件的强度设计第四节 梁的强度设计第五节 轴的强度设计第六节 轴和梁的刚度设计第七节 综合性设计问题第八节 问题讨论与说明习题与

13、检测第七章 杆件的稳定分析与稳定性设计第一节 受压杆件稳定的概念第二节 受压杆件失效的不同类型第三节 受压杆件的稳定性设计第四节 问题讨论与说明习题与检测第三篇 运动分析与动力分析第八章 点的一般运动与刚体的基本运动第一节 运动分析概述第二节 描述点的一般运动的方法第三节 刚体的基本运动第四节 问题讨论与说明习题与检测第九章 点的合成运动第一节 点的合成运动概念第二节 点的速度合成定理第三节 牵连运动为平动时点的加速度合成定理第四节 问题讨论与说明习题与检测第十章 刚体平面运动第一节 刚体平面运动方程第二节 平面图形内各点的速度第三节 平面图形内各点的加速度第四节 问题讨论与说明习题与检测第十

14、一章 动力学普遍定理及其应用第一节 动力分析概述第二节 质点系的动量和动量定理第三节 质点系的动量矩和动量矩定理第四节 质点系的动能和动能定理第五节 问题讨论与说明习题与检测第十二章 动静法及其应用第一节 惯性力与动静法第二节 动静法求动应力第三节 刚体惯性力系的简化第四节 问题讨论与说明习题与检测第十三章 动载荷第一节 构件作匀加速运动时的动应力第二节 冲击载荷第三节 交变应力与材料的持久极限第四节 问题讨论与说明第四篇 专题介绍第十四章 复合材料的力学行为第十五章 聚合物的粘弹性行为第十六章 材料的非线性粘性行为第十七章 开口薄壁杆件的内力与应力分析四、说 明1、本课程标准是在充分调研的基础上，根据高中后的高等职业教育需要，从素质教育的观点出发，立足于实现初步建立学生的工程理念和为学生学习后续专业课程提供技术基础两大主要任务的思想，打破传统学科体系，对内容进行了整合。在教学中降低了理论要求，拓宽知识面，直指工程实践，