《工程力学》课程教学大纲

1、工程力学教学大纲课程名称：工程力学课程英文名称：Theoretical mechanics课程编码：1301XK062课程类别：基学科础 /必修学分：3.0 分总学时/理论/实验（上机）：48/48/0开课单位：地球科学学院适用专业：地质学专业（工程地质方向）先修课程：大学物理、高等数学一、课程简介工程力学是地质学专业（工程地质方向）一门学科基础课。它包括理论力学和材料力学这两门课的主要部分内容。工程力学中的理论力学内容主要是静力学部分，是在牛顿经典力学的基础上，运用高等数学、几何学等工具，研究质点、质点系、刚体、刚体系的平衡问题。工程力学中的材料力学部分是研究构件在外力作用下的变形、受力与破

2、坏或失效的规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。本课程是理论性很强的一门课程。要求学生学习该课程后，掌握刚体静力平衡的相关知识、构件在外力作用下的受力特点、变形规律和破坏规律；具备把简单的实际问题抽象为工程力学模型并分析求解的初步能力；为学习有关的后续课程打好必要的基础；树立唯物主义这一科学的世界观；具备热爱科学、献身科学的新时代科学家精神。保证学生达成专业的相应毕业要求。二、课程教学目标通过对本课程各教学环节的学习，培养学生对简单的工程对象建立正确力学模型的能力，并掌握对这些力学模型进行静力学分析和计算的能力；同时对构件的强度、刚度以及稳定性问题有明确的基本概念

3、和基本的计算能力。掌握运用这种理论和规律去分析和解决工程实际问题的方法，提高分析问题的能力，树立理论联系实际观念和耐心细致的品格，树立热爱科学、献身科学、勇于探索的价值观。为后续专业课程学习及从事地质工程相关工作打下坚实的理论基础。1、价值目标：引导学生树立尊重知识、崇尚创新、热爱科学、献身科学的宏大志向，培养具有强大创新动力，胸怀祖国、服务人民的新时代大学生。2、知识和能力目标：（1）理解掌握刚体静力学的基本概念，能够准确、熟练地对物体进行受力分析。（2）理解掌握平面力系的等效简化，并能够利用相关理论方法分析解决平面力系平衡问题。（3）理解掌握变形固体的基本假设，杆件变形的基本形式，杆件拉压

4、时杆的内力、应力和变形求解，理解应力集中的概念。（4）熟练掌握截面几何性质的相关计算内容；理解掌握材料扭转的强度和刚度计算。（5）理解掌握梁的平面弯曲变形及其内力(剪力、弯矩)，剪力图与弯矩图绘制的原理和应用。（6）理解掌握材料的应力状态和强度理论。三、课程教学内容与学时分配课程教学包括课堂教学、课堂习题及课后习题三部分。课内理论教学48学时，讲授48学时（含课堂习题）。课堂理论教学内容、要求及学时分配如下：课程教学内容及学习要求章节内容思政融入点要 求学时支撑毕业要求指标点理解掌握分析与应用1. 绪论1.1 力学发展史讲述中国“力学之父”钱伟长院士及钱学森院士的科学家精神，激发学生爱国情怀高

5、中低21.21.2 我国力学发展情况1.3 研究任务、研究内容1.4 研究方法、研究目的2. 刚体静力学基本概念与原理2.1 刚体静力学基本概念由“约束”的概念引申国家法治，号召学生遵纪守法，具备正义感和诚信观念。将“主动力”与学生学习的动力相类比，将“约束力”与学生学习过程中的一些制约因素相类比，激励学生克服困难，树立远大的理想，培养自主学习的内驱力。高高高42.2 静力学公理2.3 力合成、分解、投影2.4 约束与约束反力2.5 物体的受力分析与受力图2.6 平面汇交力系的合成与平衡2.7 平面力对点的矩2.8 平面力偶理论3. 力系的简化和平衡3.1 力系的分类由平面任意力系、空间任意力

6、系平衡方程的几种解法，激发学生的创新意识。强调“实践是检验真理的唯一标准”。培养学生探索未知、追求真理的科研精神。高高高82.43.2 力的平移定理高中中3.3 平面任意力系的简化中高高3.4 平面任意力系的平衡中高高3.5 刚体系的平衡中中高3.6 平面简单桁架中中高4. 空间力系4.1 空间汇交力系的合成与平衡中中中42.44.2 力对点的矩和力对轴的矩高高高4.3 空间任意力系的简化与平衡高高高4.4 重心中中中5. 材料力学部分绪论5.1 材料力学的任务将刚体与变形体的两种材料与中老年与青年类比，强调青少年更有可塑性，应该把握青春，不负韶华，努力积累学科基本知识，敢于创新，勇于创新，努

7、力做个有强硬的专业知识及坚定的社会使命感的有志青年！高高中22.45.2 变形固体的基本假设高高中5.3 内力、截面法和应力高高中5.4 变形与应变中中中5.5 构件分类及杆件变形基本形式高高中6. 轴向拉伸与压缩6.1 轴向拉（压）杆横截面上的轴力及轴力图高中中62.46.2 轴向拉（压）杆内的应力高中中6.3 轴向拉（压）杆的变形高中中6.4 材料受拉（压）时的力学性能讲到材料低碳钢在受拉（压）时表现出的“屈服强化”特性时，将“屈服”类比于同学们平时所受的种种挫折，“强化”类比于同学们迎难而上、走出困境之后的涅槃重生，鼓励同学们树立积极乐观，不畏困难的人生态度。高中中6.5 轴向拉伸或压缩

8、时的强度计算高中中6.6 应力集中的概念高中中7. 扭转7.1 扭转的概念高中中62.47.2 外力扭矩的计算高中中7.3 扭矩、扭矩图高中中7.4 薄壁圆筒的扭转高中中7.5 圆轴扭转时的应力与变形高中中7.6 圆轴扭转时的强度、刚度条件高中中8. 梁的弯曲内力8.1 弯曲的概念及梁的分类讲到“弯曲及挠度”时，引申讲解革命先烈们不屈不挠的革命奋斗史，忆苦思甜，启发同学们作为当代青年应当负有的感恩之心与社会责任感。高中中42.48.2 剪力和弯矩高中中8.3 剪力方程、弯矩方程和剪力图、弯矩图高中中9. 梁的弯曲正应力与强度计算9.1 梁弯曲时横截面上的正应力高中中21.22.49.2 弯曲正

9、应力的强度条件高中中9.3 提高梁的弯曲强度的措施高中中10. 梁的弯曲变形与刚度计算10.1 工程中的弯曲变形问题讲应力、应变时，用“应力”类比于同学们平时所受的各种文化教育的冲击，“应变”类比于同学们在思想上必然的变化过程，引导同学们多读书、读好书，自发地把这种影响向正能量方向发展。高中中22.410.2 梁的挠曲线的近似微分方程高中中10.3 积分法求梁的变形高中中10.4 叠加法求梁的变形高中中11. 应力状态与强度理论11.1 应力状态的概念高中中81.22.411.2 平面应力状态的应力分析高中中11.3 三向应力状态的最大应力高中中11.4 广义胡克定律高中中11.5 强度理论的

10、应用高中中注：在“要求”栏内以高、中、低来表示对学生学习程度的要求，高为最高要求。理解指能对所学的内容作归纳、分类、解释、总结、推断和一定程度的发挥。掌握指能理解学习材料的内涵和意义，包括具体分类、区别、流程、误区等的认知和学习。可以借助三种形式来表明对材料的领会，一是转换，即用自己的话或用与原先表达方式不同的方式表达自己的思想；二是解释，即对一项信息加以说明或概述；三是推断，即估计将来的趋势（预期的后果）。分析指能将所学的内容分解并找出它们的相互关系和构成，或能计划、创造、建造或有改变的重构。应用指能将学习材料用于新的具体情境，包括原则、方法、技巧、规律的拓展， HYPERLINK /doc

11、/6670661-6884501.html t _blank 代表较高水平的学习成果。应用需要建立对知识点掌握的基础上。四、教学方法本课程以“夯实基础理论、注重能力培养”为教学理念，采用理论教学、课堂、课后习题与课堂研讨等相结合的教学方式方法，达到使学生掌握理论力学基本理论和基础知识，并用于分析和解决工程实际问题的教学目标。主要教学环节包括课堂教学、课堂和课后习题练习以及课后自学。1课堂教学课堂教学以“提问式”和“启发式”方法为主导，同时有意识设计一些讨论性问题，引导学生运用学过的知识进行思考，通过师生互动交流，得到客观合理的认识，主要教学目的是使学生逐步形成力学分析的思维能力。在这一教学环节

12、，学生以听课为主，并参与讨论，每次课程开始或课程中间进行提问，课后留思考题。教师主要讲授课程的基本概念、基本理论和基本方法。2课堂、课后习题和自学对于本课程中主要知识点，布置适当习题，让学生在课堂和课后进行练习，使学生进一步理解和巩固课程所学的基本概念、基本理论和方法。对较容易理解的章节让学生自学，以培养学生自主学习的意识和能力以及抓住要点的能力。五、考核及成绩评定方式1考核方式：考核方式为闭卷考试。2考核内容课程考核包括考勤、课后作业、随堂测验、平时提问、期末考试五种方式考核学生的学习效果。前四种考核方式的综合结果作为平时成绩，占比40%，包括：随机7-10次点名考勤、4-5次课后作业、1次

13、随堂测验，若干次平时提问（双向提问，学生向老师提问可加分）。主要考核学生对知识点的理解掌握情况，及对常见的工程问题进行分析的能力（毕业要求1.2）。期末考试成绩：60%。采取闭卷考试方式，内容涵盖本课程的基本概念、基本理论和基本方法（毕业要求2.4）。通过综合分析题考核学生综合分析问题和解决问题的能力。考试题型包括单项选择题（10 分）、填空题（10 分）、绘图题（20 分）、计算题（30分）、综合分析题（30分）。（毕业要求2.4）六、参考教学资源1 孙双双. 工程力学简明教程 M. 机械工业出版社, 2013.2 侯作富、胡述龙、张新红、夏成宇. 工程力学 M. 武汉理工大学出版社, 2018.3 蔡路军、张国强. 工程力学 M. 华中科技大学出版社, 2020. 4 曹丽杰. 工程力学习题与学习指导 M. 西安电子科技大学出版