《理论力学（土木）》课程教学大纲

1、理论力学（土木）课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：03120111 课程名称： 理论力学 课程英文名称：Theoretical Mechanics 课程所属单位：机械系机械基础教研室课程面向专业：土木工程，交通工程课程类型： 必修课 先修课程：大学物理、高等数学 学分： 4 总学时：64 二、课程性质与目的理论力学是一门理论性较强的技术基础课，是各门力学课如材料力学、分析力学、流体力学和机械振动等课程的基础，也是有些专业（基础）课如机械原理、机械设计等课程的基础。本课程的目的是使学生掌握质点、质点系尤其是刚体机械运动的基本规律，培养学生清晰严密的抽象思维能力和一定的计算能力。三、课程教学内

2、容与要求（一）绪论1、教学内容与要求教学内容：力学的研究对象及其在工程技术中的作用；理论力学在各门学科中地位的界定；理论力学史概述；理论力学内容的分布教学要求：了解理论力学的研究对象、发展历史和学习方法。（二）静力学的基本概念、公理和受力分析教学内容与要求教学内容：静力学的基本概念；静力学的基本公理；约束与约束反力；受力分析与受力图教学要求：了解理论力学的基本概念、公理，理解各种约束反力的性质，熟练掌握受力图的作法教学重点：受力图的作法教学难点：光滑圆柱铰链约束反力的方向的确定（三）汇交力系教学内容与要求教学内容：汇交力系合成的解析法；汇交力系合成的几何法；用解析法求解汇交力系的平衡问题；用几

3、何法求解汇交力系的平衡问题教学要求：理解汇交力系合成的基本方法，熟练掌握汇交力系平衡下的物体进行力系平衡的计算的方法（四）力偶系教学内容与要求教学内容：力偶的概念和性质；力偶的合成；力偶系的平衡情况及其应用教学要求：了解力偶的基本性质，理解力偶系平衡的判断原则，掌握力偶系平衡的计算方法教学重点：力偶系平衡的判断准则教学难点：力偶系平衡的判断准则（五）平面一般力系教学内容与要求教学内容：平面一般力系的合成及其简化；平面一般力系平衡的基本方程；平面一般力系平衡的计算；桁架计算的节点法和截面法；超静定问题教学要求：理解平面一般力系合成的基本思路和结果。熟练掌握任意力系平衡下计算的一般方法和常用技巧教

4、学重点：平面一般力系平衡计算的一般方法与计算技巧教学难点：平面一般力系平衡的计算技巧，桁架计算的截面法，超静定问题的判断（六）空间一般力系教学内容与要求教学内容：力对点的矩矢；力对轴的矩及力矩关系定理；空间一般力系的简化；空间一般力系的平衡及计算；重心的求法教学要求：了解空间力系与平面一般力系的联系和区别，了解空间力对点的矩矢和力对轴的矩的概念，掌握两种矩的计算方法和平面物体重心的几种求解方法教学重点：空间力系的简化，重心的求法教学难点：力对点的矩和力对轴的矩的概念及计算（七）摩擦教学内容与要求教学内容：滑动摩擦；考虑摩擦时物体的平衡问题；滚动摩擦教学要求：了解摩擦中的基本特征，掌握有摩擦的平

5、衡问题的基本求解方法教学重点：存在滑动摩擦时物体的平衡的计算教学难点：存在滑动摩擦时物体的平衡的计算（八）点的运动教学内容与要求教学内容：点的运动方程；点的速度和加速度教学要求：了解描述点的运动的方法，掌握点的运动方程的建立方法教学重点：用直角坐标法建立任意一个机构中某点的运动方程（九）刚体的基本运动教学内容与要求教学内容：刚体的平行移动；刚体的定轴转动教学要求：理解刚体的平行移动和定轴转动的基本特征，掌握速度、加速度的计算方法教学重点：定轴转动时角位移、速度、加速度关系的具体应用（十）点的合成运动教学内容与要求教学内容：合成运动的基本思想；速度合成定理；牵连运动是平动时的加速度合成定理；牵连

6、运动是定轴转动时的加速度合成定理教学要求：理解合成运动的基本思想和速度、加速度合成定理，熟练掌握合成运动的速度和加速度的求法。 教学重点：速度合成定理与加速度合成定理的运用教学难点：合成运动的基本思想，牵连点的理解，科氏加速度的理解（十一）刚体的平面运动教学内容与要求教学内容：刚体平面运动的运动方程；求解刚体平面运动的基点法；求解刚体平面运动速度的瞬心法教学要求：理解解决平面运动的基本思想，掌握其上任意一点速度、加速度分析的基本方法教学重点：基点法求加速度，瞬心法求速度教学难点：基点法的理解，复杂机构中速度和加速度的求解步骤（十二）动力学的基本定律教学内容与要求教学内容：动力学的基本定律；质点

7、的运动方程；质点系的运动方程教学要求：掌握用基本定律求解质点、质点系的运动方程的一般方法，理解运动学与动力学的联系教学重点：如何把运动学的速度、加速度的求解方法引入动力学方程（十三）动量定理教学内容与要求教学内容：动量和冲量；动量定理；质心运动定理教学要求：理解动量定理在质点系中的使用方法，熟练掌握质心运动定理的推导和应用。教学重点：质心运动定理的具体使用教学难点：质心运动定理与牛顿第二定律的区别（十四）动量矩定理教学内容与要求教学内容：动量矩和转动惯量；对固定点（轴）的动量矩定理；对质心的动量矩定理；刚体平面运动微分方程；对瞬心的动量矩定理教学要求：理解动量矩定理的推导及其物理意义，掌握用动

8、量矩定理求解转动问题的基本方法教学重点：动量矩定理和刚体平面运动微分方程的使用教学难点：动量矩定理的推导，对瞬心的动量矩定理的适用范围 （十五）动能定理教学内容与要求教学内容：功与动能；动能定理；动力学普遍定理的综合应用教学要求：理解动能定理的推导和物理意义，掌握用动能定理求解速度和加速度的方法。教学重点：动能定理的使用及动力学普遍定理的综合应用教学难点：动力学普遍定理的综合应用（十六）达朗伯定理教学内容与要求教学内容：质点的达朗伯定理；质点系惯性力系向一点的简化；质点系的达朗伯定理教学要求：理解达朗伯定理的推导和物理意义，掌握几种运动形式的惯性力的求法，掌握用朗伯定理求解动力学问题的方法教学

9、重点：质点系的达朗伯定理的运用教学难点：惯性力系的简化，质点系的达朗伯定理的运用（十七）虚位移原理教学内容与要求教学内容：虚位移和虚功的概念；虚位移原理及其应用；以广义坐标表示的虚位移原理教学要求：了解虚位移和虚功的概念，理解虚位移原理的推导和物理意义，掌握用虚位移原理求解复杂结构静力学问题的方法教学重点：虚位移原理的使用教学难点：虚位移的概念，虚位移原理的应用四、学时分配学时分配表序号教学内容（按章填写）学时课堂讲授实验课习题课讨论课其它1第一章 绪论22第二章 静力学的基本概念、公理和受力分析43第三章 汇交力系24第四章 力偶系25第五章 平面一般力系66第六章 空间一般力系27第七章

10、摩擦448第八章 点的运动29第九章 刚体的基本运动210第十章 点的合成运动611第十一章 刚体的平面运动4212第十二章 动力学基本定理213第十三章 动量定理214第十四章 动量矩定理415第十五章 动能定理416第十六章 达朗伯定理417第十七章 虚位移原理42小计568比例875125合计64五、教学环节与教学要求：1、课堂讲授教学方法：以例题为主的启发式教学方法，注意例题的一贯性和渐变性。教学手段：主要采用黑板教学，在运动学和动力学部分要比较多的使用多媒体，以让学生获得机构运动的感性认识。2、作业方面序号教学内容作业目的作业量1第一章 绪论无无2第二章 静力学的基本概念、公理和受力

11、分析单个物体受力图的作法（熟悉约束）2个物体受力图的作法多个物体受力图的作法6223第三章 汇交力系汇交力系的合成汇交力系的合成平衡234第四章 力偶系力偶系的合成力偶系的平衡135第五章 平面一般力系平面一般力系的合成平面力系平衡的一般解法平面力系平衡的技巧珩架的两种求解方法23326第六章 空间一般力系空间任意力系的合成空间任意力系的平衡力对点的矩和力对轴的矩2227第七章 摩擦自锁的应用滑动摩擦下物体系统的平衡滚动阻力的计算2318第八章 点的运动直角坐标法的运用自然坐标的运用229第九章 刚体的基本运动平动的判断和计算转动的计算2210第十章 点的合成运动速度合成定理的应用牵连运动为平动的加速度合成定理牵连运动为转动的加速度合成定理综合应用333211第十一章 刚体的平面运动基点法求解速度和加速度瞬心法求解速度运动学的综合问题22412第十二章 动力学基本定理运动学与动力学的关系213第十三章 动量定理质心运动定理的运用214第十四章 动量矩定理定轴的动量矩定理质心的动量矩定理转动惯量22115第十五章 动能定理动能定理求速度动能定理求加速度三大定理的综合应用21316第十六章 达朗伯定理达朗伯定理的简单应用（1物） 达朗伯定理的复杂应用（2物）1217第十七章 虚位移原理虚位移原理的应用43、习题课和复习课一般先把作业讲完，然后