理论力学课程教学大纲

理论力学课程教学大纲一．课程的性质、目的和任务理论力学是一门理论性较强，在工程技术领域中有着广泛应用的技术基础课。本课程的任务是使学生掌握质点﹑质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律及其研究方法，使学生初步学会应用理论力学的理论和方法去分析并解决简单的工程实际问题，为学习一系列后继课程和有关的科学技术打下必要的基础。同时结合本课程的特点，注意培养学生的辩证唯物主义世界观。二．课程教学的基本要求能从简单的实际问题（包括工程问题）中抽象出理论力学模型，正确地画出受力图；熟练掌握平面任意力系简化的方法，熟练运用平衡条件求解物系平衡问题（包括考虑摩擦的情况）；能用合适的方法描述点的运动；熟练计算定轴转动刚体的角速度和角加速度，以及刚体上各点的速度和加速度；掌握刚体平面运动的特征和刚体上各点的速度的计算方法；掌握运动描述相对性的概念及速度合成定理；能建立简单情况下的质点运动微分方程和刚体定轴转动微分方程，了解动力学两类问题；理解和熟练计算动力学中各基本物理量，能正确选择和综合应用动力学普遍定理求解简单的有关动力学问题；了解达朗伯原理。本课程总学时为48学时，3学分，在第三学期完成。三．课程的教学内容﹑重点和难点1.绪论了解理论力学的研究对象及作用、理论力学的研究方法以及理论力学内容的各个部分。2.静力学基础理解静力学公理和力的基本性质；了解约束﹑约束类型和约束力的基本概念，对约束力的特性有清楚的了解；了解分离体和受力图的概念，掌握恰当选取分离体并正确画出受力图的方法。3.平面汇交力系与平面力偶系熟练掌握平面汇交力系研究的二种方法；熟练掌握力在轴上的投影和力矩的计算；熟练掌握力偶的性质和力偶矩的计算。4.平面任意力系掌握平面任意力系的简化方法﹑简化结果；熟练掌握平衡条件﹑平衡方程和平衡方程的各种形式；熟练掌握运用平衡方程求解静力学问题的方法。5.空间力系熟练掌握力在空间直角坐标轴上的投影和力对轴的矩的计算方法；了解空间力系的简化结果和平衡条件，掌握空间力系的平衡方程形式，会应用平衡方程求解简单的空间力系平衡问题；掌握计算组合几何体重心的方法。6.摩擦掌握摩擦特性，能正确分析摩擦力；掌握考虑摩擦时物体或物体系的临界平衡问题的求解方法。7.点的运动学掌握点的运动描述的三种方法；熟练计算点的速度﹑加速度。8.刚体的简单运动掌握平动刚体和绕定轴转动刚体的运动特征；熟练掌握刚体上各点的速度﹑加速度分布规律。9.点的合成运动能正确地运用分解与合成的方法分析点的运动；掌握点的速度合成定理。10.刚体的平面运动掌握刚体平面运动的特征；熟练掌握求速度的基点法﹑速度投影定理和速度瞬心法。11.质点动力学的基本方程能正确建立质点运动微分方程；掌握第一类问题的求解方法。12.动量定理掌握质点和质点系动量的计算方法，掌握力的冲量的计算方法；能正确运用动量定理求解质点系的动力学问题（包括守恒情况）；了解质心运动定理。13.动量矩定理掌握质点和质点系的动量矩的计算和刚体对轴的转动惯量的计算方法；能正确运用动量矩定理求解质点系的动力学问题（包括守恒情况）；了解刚体定轴转动微分方程。14.动能定理掌握常见力的功及质点系（刚体）各运动状态下的动能的计算方法；能正确运用动能定理求解质点系的动力学问题；掌握普遍定理的综合运用方法。15.达朗伯原理建立惯性力的正确概念，了解刚体惯性力系的简化结果；了解动静法并能应用求解简单的动力学问题。重点：恰当选取分离体并正确画出受力图；力对点之矩与力偶计算；平面任意力学平衡分析；考虑摩擦问题的平衡分析；点或刚体运动特征的描述；点的合成运动分析；缸体的复杂运动分析；动力学三大普遍定理的应用；达朗伯原理。难点：物系问题的受力分析与平衡计算；考虑摩擦时的平衡状态分析；点的运动特征描述；点的合成运动中牵连点的选择、牵连速度的计算；求平面运动刚体中各点速度的三种方法；动力学问题的描述；动量、动量矩和动能的计算；惯性力系的简化；动静法的运用。四．课程各教学环节要求1.本课程教学以课堂教学为主，为提高教学质量应尽量利用多媒体手段辅助教学。2.习题课是本课程重要的教学环节之一，应予重视。方式可多样化，如课堂讨论，归纳总结学生学习过程中的问题，分析综合典型例题等。3.独立解题是学生掌握本课程理论和方法的必要实践，应有足够数量的练习。课外习题可考虑安排45~50题，其中主要应是基本运算和概念题。综合分析题和较难的题不宜过多，鉴于学生专业知识有限，习题不应过份强调结合专业。4.应注意与本课程有关课程的配合以免重复和脱节。5.本课程在静力学或运动学结束时安排一次测验，在全课程结束时进行考试。五．学时分配序号内容各教学环节学时分配作业量备注讲授实验习题课其它小计1绪论112静力学基础2263平面汇交力系与平面力偶系4464平面任意力系42665空间力系4446摩擦2227点的运动学2228刚体的简单运动2229点的合成运动44410刚体的平面运动325411质点动力学基本方程22212动量定理22413动量矩定理22214动能定理325415达朗伯原理332复习和机动22合计4264850总学时数(48)=讲课时数(42)+习题课时数(6)六．课程与其它课程的联系 本课程应在《高等数学》和《普通物理》课程后开设, 内容安排时应注意为后续课程《材料力学》《结构力学》及有关专业课程打好必要的基础。七．教材与教学参考书1.教材：哈尔滨工业大学理论力学教研组编.《理论力学》（第五六版）（Ⅰ册）.北京：高等教育出版社，2002。2.教学参考书：[1]王铎主编.《理论力学解题指导及习题集》.北京：高等教育出版社，1984。[2]《理论力学》（土木类专业系列教材）.武汉：武汉工业大学出版社,2001。[3]HYPERLINK"/cmml/cmmlwb/query/