《理论力学》课程教学大纲

1、理论力学教学大纲课程基本情况英文名称：Theoretical Mechanics课程编号：F161710002048总 学 时：48 讲课学时：46 实践学时：2总 学 分：3课程性质：必修考核方式：考试适用对象：土木工程专业先修课程：高等数学、大学物理参考文献：理论力学（第七版），哈尔滨工业大学，高等教育出版社，2009理论力学，王永岩，科学出版社，2011理论力学，张速、吕晓棠，武汉大学出版社，2013二、课程目标理论力学是各门力学课程的理论基础，又是对工程对象进行运动分析、静力学与动力学分析的技术基础课，是土木类专业的专业主干课程。通过本课程的学习，使学生达到如下课程目标：1.培养学生掌

2、握建立力学模型（质点、质点系、刚体和刚体系统）的方法以及建立相应数学模型的原理。 支撑毕业要求1-22.掌握研究机械运动的基本概念、基本理论和基本方法，为学习相关的后继课程打好必要的基础。 支撑毕业要求1-23.能应用理论力学的理论和方法对一些复杂的工程实际问题进行定性与定量分析，并在学习中培养逻辑思维能力、计算能力以及解决实际问题的能力。 支撑毕业要求2-2表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑课程目标课程目标支撑的毕业要求指标点支撑强度课程目标对应的知识单元课程目标11-2：掌握土木工程专业所需要的力学基础知识，能够建立复杂土木工程问题的力学计算模型，包括荷载和边界条件。强支撑知识单元一、

3、三课程目标21-2：掌握土木工程专业所需要的力学基础知识，能够建立复杂土木工程问题的力学计算模型，包括荷载和边界条件。强支撑知识单元二、三实践教学课程目标32-2：能够应用力学基础知识准确识别复杂土木工程问题，并能选择合适的方法进行分析和求解。强支撑知识单元一、三三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：静力学 支持课程目标1、3（建议16学时）教与学要求：掌握静力学公理、各种常见约束反力；能够正确画出物体的受力图；掌握力、力矩和力系、力偶、力偶矩和力偶系基本概念及性质；掌握力系的主矢和主矩的基本概念、性质及其计算，重点能够分析平面一般力系刚体系统的平衡问题。 教与学方法：讲授、研讨、

4、综合训练知识点1：静力学公理与物体的受力分析 主要内容：静力学公理、约束的概念及各种常见约束反力的性质、研究对象的受力图。知识点2：平面汇交力系与平面力偶系 主要内容：力、力矩和力系的基本概念及其性质；计算力在轴上的投影、力对点的矩；力偶、力偶矩和力偶系的基本概念及其性质；平面汇交力系与平面力偶系的合成与平衡问题。知识点3：平面一般力系 主要内容：力线平移定理、平面一般力系的简化方法、简化结果；力系的主矢和主矩的基本概念、性质及其计算；平面一般力系刚体系统的平衡问题；静定与静不定的概念。研讨：传动机构的受力分析及平衡，建筑结构的平衡。鄂式破碎机，多跨桥梁等。综合训练项目一:桁架内力计算 支持课

5、程目标3目的：培养学生将实际问题抽象简化为力学问题的建模能力，熟练掌握与力相关的计算能力，通过桁架系统的平衡问题培养学生对复杂问题的分析和处理能力。要求：根据教学要求和学生实际情况，教师选定具体的工程案例。教师利用课内10分钟左右时间布置任务，学生课外查资料、计算、分析，形成材料，课堂集中讨论、答辩、教师总结。成果形式：桁架内力计算说明书、设计图纸知识单元二：运动学 支持课程目标2（建议14学时）教与学要求：了解矢量法的基本理论，掌握直角坐标法和自然坐标法的各种计算，掌握直角坐标法和自然坐标法下相互量的转换关系；了解刚体平动和定轴转动的概念，掌握定轴转动刚体上各点速度和加速度及其矢量表示；掌握

6、各种速度、各种加速度的概念及计算，掌握速度平行四边形、加速度矢量图的概念及其绘制，熟练掌握速度合成定理和加速度合成定理；掌握刚体平面运动的概念、平面运动刚体速度瞬心的概念，掌握求解平面运动刚体加速度问题的基点法，能够分析点的合成运动和刚体的平面运动的综合问题。教与学方法：讲授、研讨、综合训练知识点1：点的运动学 刚体的基本运动 主要内容：描述点运动的矢量法、直角坐标法和自然坐标法的基本理论；点的运动轨迹、速度和加速度；各种坐标下相互量的转换关系。刚体平动和定轴转动的概念及其运动特征、定轴转动刚体上各点速度和加速度与定轴转动刚体的角速度和角加速度的关系，角速度和角加速度的矢量表示。知识点2：点的

7、合成运动 主要内容：点的合成运动的基本概念；各种速度、各种加速度的概念及计算；速度平行四边形、加速度矢量图的概念及其绘制；点的速度合成定理和加速度合成定理。知识点3：刚体的平面运动 主要内容：刚体平面运动的概念及其描述；平面运动刚体速度瞬心的概念、求解平面运动刚体速度问题的三种方法；求解平面运动刚体加速度问题的基点法；点的合成运动和刚体的平面运动的综合问题。研讨：点的合成运动和刚体平面运动的综合问题综合训练项目二：各种机床运动传动分析 支撑课程目标2目的：培养学生将实际问题抽象简化为点、刚体的运动问题的建模能力，熟练掌握与运动相关量的计算能力，通过刚体的平面运动培养学生对复杂问题的局部与整体的

8、分析和处理能力。要求：根据教学要求和学生实际情况，教师选定具体的工程案例。教师利用课内10分钟左右时间布置任务，学生课外查资料、计算、分析，形成材料，课堂集中讨论、答辩、教师总结。成果形式：计算说明书知识单元三：动力学 支持课程目标1、3（建议16学时）教与学要求：掌握建立质点运动微分方程的三种方法；两类动力学基本问题的求解方法；掌握质点系动量定理；理解质心运动定理及应用；掌握质点系与刚体系统对点、对轴的动量矩，冲量矩的概念和计算方法；熟练掌握刚体定轴转动、刚体平面运动的运动微分方程，掌握刚体系统的受力和运动之间的关系；掌握动能定理；能够应用动量定理、动量矩定理、动能定理分析刚体系统的动力学问

9、题。教与学方法：讲授、研讨、综合训练知识点1：质点运动微分方程 主要内容：建立质点运动微分方程的三种方法；两类动力学基本问题的求解方法。知识点2：动量定理 主要内容：质心的概念及其计算；质点系与刚体系统的动量、力的冲量；质点系动量定理、质心运动定理及应用。知识点3：动量矩定理 主要内容：刚体对轴转动惯量的计算，刚体惯性积和惯性主轴的概念；质点系与刚体系统对点、对轴的动量矩，冲量矩的概念和计算方法；对固定点和质心的动量矩定理；刚体定轴转动、刚体平面运动的运动微分方程。研讨：动量定理（质心运动定理）、动量矩定理（刚体定轴转动、刚体平面运动的运动微分方程）的联合应用。知识点4：动能定理 主要内容：质

10、点系与刚体的动能，力的功、功率和有势力的势能；动能定理，机械能守恒定理。综合应用动量定理、动量矩定理、动能定理解决刚体系统的动力学问题。研讨：动力学普遍定理的综合应用。四、实践教学环节序号实践项目名称实践目的主要内容支撑课程目标实践学时实践类型开出要求1富利叶频谱法测量简谐振动的幅值与频率了解富利叶频谱法的原理；掌握用频谱法测量简谐振动的幅值与频率富利叶频谱法测量简谐振动的幅值与频率课程目标22验证必做五、成绩构成和评价方法1.成绩构成总分100分，其中操行成绩占10%、综合训练成绩占20%、实验成绩占5%、期末成绩占65%，60分为及格线。（1）操行成绩。主要考核遵守纪律、课堂表现等方面，6分及格线，不及格者课程成绩为零。（2）综合训练成绩。每个综合训练项目10分，由答辩、综合训练报告等组成；答辩主要考核ppt的质量、口头表达能力和相关力学知识的掌握，综合训练报告主要考核报告的