《理论力学》课程教学大纲VIP

《理论力学》教学大纲课程编号:631010课程名称：理论力学课程英文名称：TheoreticalMechanics课程类别：学科基础课课程性质：必修课学时（理论+实践）：64学分：4开课学期：第二学期选用教材：《理论力学》，哈尔滨工业大学理论力学教研室编，高等教育出版社，2009主要参考书:《理论力学》,哈尔滨工业大学理论力学教研室编，高等教育出版社，1997《理论力学》，李慧剑、杜国君等，科学出版社，2009《理论力学》，胡守信编，高等教育出版社，1986《理论力学》，朱照宣编，北京大学出版社，1987一、中英文课程简介：理论力学以微积分理论为基础，介绍最基本的经典力学原理。本课程涵盖经典力学的基本概念以及质点、质点组刚体静力学、动力学及运动学原理。Thiscoursebuildsontheprinciplesmasteredinthecourse"DifferentialandIntegralCalculus"andwillintroducethestudentstothefundamentalsofClassicMechanics.ThissubjectcoversbasicconceptsofClassicmechanicsandmechanicalbehaviorofmasspoint,theparticlegroupandrigidbody,includingstatics,dynamics,andkinematics.二、课程的目的、性质和任务理论力学是一门理论性较强的技术基础课它是各门力学的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的目的和任务是使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，为学习有关的后继课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件；使学生初步学会应用理论力学的理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题；结合本课程的特点，培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学生的能力。三、教学基本要求总的要求：对质点、质点系的刚体的机械运动（包括平衡）的规律有较系统的理解，掌握其中的基本概念，基本理论和基本方法及其应用。具体要求：.对简单的物体系统，能熟练地取分离体并画出受力图。能运用平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题（包括考虑滑动摩擦的问题）。对平面问题要求熟练。了解摩阻的概念。.熟悉刚体平动、定轴转动和平面运动的特征，并能熟练地计算刚体的角速度和角加速度、刚体内各点的速度和加速度运动分析。.掌握运动合成和分解的基本概念和方法。熟练掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理的应用。掌握牵连运动为定轴转动时加速度合成定理及其应用。.能理解并熟练计算动力学中各基本物理量（动量、动量矩、动能、冲量、功、势能等）.能正确地列出质点运动和刚体运动（包括刚体定轴转动和平面运动）的动力学微分方程并能求解有关的问题。.熟练掌握动力学普遍定理及相应的守恒定理，能熟练选择和综合应用这些定理去求解工程中简单的理论力学问题。.会计算惯性力。掌握刚体平动以及对称刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系的简化结果，能熟练的应用达朗伯原理求解简单的动力学问题。了解静平衡和动平衡的概念。8,能掌握虚位移原理的有关概念及其应用。四、各章节内容及学时分配第一部分静力学：1、静力学公理和物体的受力分析：静力学公理、约束和约束反力、物体的受力分析和受力图。2、平面汇交力系与平面力偶系：平面汇交力系合成与平衡的几何法和解析法、力的分解和力在轴上的投影、力对点之矩、合力矩定理、平面力偶理论、平面力偶系的合成和平衡方程。3、平面任意力系：力的平移定理、平面任意力系向一点的简化、平面任意力系的平衡方程、静定与静不定的概念、物体系统的平衡、平面简单桁架的内力计算。4、空间力系：空间汇交力系、力对轴之矩与力对点之矩、空间力偶理论、空间任意力系的简化、空间任意力系的平衡方程。5、摩擦及其平衡问题：滑动摩擦和滚动摩阻、摩擦角和自锁现象、考虑摩擦时物体的平衡问题。第二部分运动学：1、点的运动学：确定点运动位置的基本方法、点的速度与加速度的矢量表示、点的速度与加速度的直角坐标表示、点的速度与加速度的弧坐标表示。2、刚体的简单运动：刚体的平动、刚体绕定轴的转动、转动刚体内各点的速度和加速度、定轴轮系的传动问题。3、点的合成运动：点的合成运动的几个基本概念、点的速度合成定理、牵连运动为平动时的加速度合成定理、牵连运动为转动时的加速度合成定理。4、刚体的平面运动：刚体平面运动的分解、求平面图形内各点速度的基点法和投影法、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基点法、运动学综合应用。第三部分动力学：1、质点动力学的基本方程：动力学的基本定律、质点的运动微分方程、质点动力学的两类基本问题。2、动量定理：动量与冲量、质点和质点系的动量定理、质心运动定理。3、动量矩定理：动量矩、质点和质点系的动量矩定理、刚体绕定轴的转动微分方程、刚体对轴的转动惯量、刚体的平面运动微分方程。4、动能定理：力的功和动能、质点和质点系的动能定理、功率与功率方程、势力场和势能、机械能守恒定律、基本定理的综合应用。5、达朗贝尔原理：惯性力、质点系的达朗贝尔原理、刚体惯性力系的简化。6、具体学时安排章次教学内容学时章次教学内容学时绪论绪论2第八章刚体的平面运动4第一章静力学基本概念及公理2第九章质点动力学方程4第二章平面力系10第十章动量定理6第三章空间力系6第十一