理论力学教学大纲.doc

《理论力学》教学大纲
课程名称：理论力学
课程编码：071005
学 分：3.5学分
总 学 时：56课时，其中，理论课时：56课时，试验课时：0课时，上机课时：0课时
合用专业：机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、过程装备与控制工程
先修课程：高等数学，大学物理
执 笔 人：胡先雄
审 订 人：曹家龙
一、课程的性质、目的与任务
本课程性质：理论力学是机械类各专业的一门重要的、 理论性较强的学科基础课。它是后续各力学课程及专业课程的基础，同步在许多工程技术领域中也有着广泛的运用。
本课程目的与任务：通过本课程的学习，要使学生掌握理论力学的基本概念及理论，可以把简朴的工程问题抽象为力学模型，并对的地进行力学分析；也要使学生掌握物体、物体系平衡问题的求解；掌握质点、质点系和刚体机械运动的基本规律和研究措施；应用本课程的理论和措施处理某些简朴的工程实际问题，培养其独立分析问题、处理问题的能力。
二、教学基本规定
（一）静力学
1.理解约束形式及构成，理解约束的力学本质，掌握几种常用的工程约束的约束力，对简朴的物体系统，能纯熟地取分离体并画出受力图。
2.熟悉力、力矩和力偶等基本概念及其性质，能纯熟地计算力的投影、力对点之矩，熟悉合力矩定理及其使用方法。
3.理解力的平移定理，理解平面一般力系的简化措施、简化成果、主矢和主矩及其计算。
4.能纯熟应用平面一般力系的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简朴物体系统的平衡问题。
5.理解空间力对点、空间力系的平衡条件与平衡方程、物体重心和质心的计算公式。理解力对点的矩与力对轴的矩的关系，掌握力对轴的矩的计算。
6.理解滑动摩擦和滚动摩擦的概念，理解滑动摩擦的特性，摩擦角、自锁的力学实质，掌握考虑滑动摩擦时物体系统的平衡问题。
（二）运动学
1.理解描述点运动的矢量法、掌握直角坐标法和自然坐标法，并能纯熟地求解与点的速度和加速度的有关问题。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.理解刚体平动和定轴转动的特性，能纯熟地求解与定轴转动刚体的角速度和角加速度以及刚体内各点的速度和加速度的有关问题。理解角速度和角加速度以及刚体内各点的速度和加速度的矢量表达法。
3.理解运动合成与分解的基本概念和措施，理解牵连运动为定轴转动时的加速度合成定理；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及其运用。
4.理解刚体平面运动的特性。能纯熟运用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题，对常见平面机构能纯熟地进行速度分析。能运用基点法求解有关加速度的问题。
（三）动力学
1.能建立质点的运动微分方程，能求解简朴状况下运动微分方程的积分。
2.能理解并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）。
3.纯熟掌握动力学普遍定理（包括动量定理、动量矩定理、动能定理）及对应的守恒定理，能纯熟地选择和运用这些定理求解质点、质点系、物体、物体系的动力学问题。
4.理解质点系或刚体质心运动定理，纯熟运用刚体定轴转动和刚体平面运动微分方程求解有关动力学问题。
三、教学内容与课时分派
绪论 2课时
1.理论力学的研究对象
2.理论力学的研究措施
3.理论力学内容
4.理论力学与前后续课程的关系
5.理论力学课程特点
6.学习规定
7.力学的几种基本概念
第一章 静力学公理和物体的受力分析 4课时
第一节 静力学公理
第二节 约束和约束反力
第三节 物体的受力分析和受力图
第二章 平面力系 10课时
第一节 平面汇交力系
第二节 平面力对点之矩 平面力偶
第三节 平面任意力系的简化
第四节 平面任意力系的平衡条件和平衡方程
第五节 物体系的平衡 静定和超静定问题
第三章 空间力系（基本概念） 2课时
第一节 空间力在坐标轴上的投影
第二节 空间力对点的矩与空间力对轴的矩
第三节 空间力偶的概念
第四节 空间力系的平衡方程
第五节 重心、质心
第四章 摩擦 4课时
第一节 滑动摩擦
第二节 擦角和自锁现象
第三节 考虑摩擦时物体的平衡问题
第四节 滚动摩擦概念
第五章 点的运动学 2课时
第一节 矢量法
第二节 直角坐标法
第三节 自然法
第六章 刚体的简朴运动 3课时
第一节 刚体的平行移动
第二节 刚体绕定轴的转动
第三节 转动刚体内各点的速度和加速度
第四节 轮系的传动比
第五节 以矢量表达角速度和角加速度·以矢积表达点的速度和加速度
第七章 点的合成运动 5课时
第一节 相对运动·牵连运动·绝对运动
第二节 点的速度合成定理
第三节 牵连运动为平动时的加速度合成定理
第八章 刚体的平面运动 6课时
第一节 刚体平面运动概述、运动分解
第二节 求平面图形内各点速度的基点法
第三节 求平面图形内各点速度的瞬心法
第四节 用基点法求平面图形内各点的加速度
第九章 质点动力学基本方程 2课时
第一节 动力学基本定律
第二节 质点的运动微分方程
第十章 动量定理 4课时
第一节 动量与冲量
第二节 动量定理
第三节 质心运动定理
第十一章 动量矩定理 6课时
第一节 质点和质点系的动量矩
第二节 动量矩定理
第三节 刚体绕定轴的转动微分方程
第四节 刚体对轴的转动惯量
第五节 质点系相对质心的动量矩定理
第六节 刚体的平面运动微分方程
第十二章 动能定理 6课时
第一节 力的功
第二节 质点和质点系的动能
第三节 动能定理
第四节 功率·功率方程·机械效率
第五节 势力场·势能·机械能守恒定律
四、试验内容与课时分派
无
五、上机内容与课时分派
无
六、大纲阐明
1.重点章节：第二章第二节，第八章第二节第三节，第十一章第三节、第六节，第十二章第三节。
2.难点章节：第一章第三节，第七章，第八章第六节。
3.考核措施：半开卷或闭卷
成绩评估：期末考试成绩占50%，平时成绩占50%
4.在实际讲课中可根据经济技术发展状况合适增长教学内容。
七、教学参照书
1.哈尔滨工业大学. 理论力学I（第3版）.高等教育出版社，
2.郝桐生. 理论力学. 高等教育出版社，
3.哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学学习辅导. 高等教育出版社，
4.范钦珊主编.面向二十一世纪新版教材工程力学.清华大学出版社，