《理论力学》教学大纲..doc

附件一 《理论力学》教学大纲 一.课 程 说 明 理论力学是高等学校物理学（师范）专业学生必修的基础理论课。它在普通物理力学的基础上，运用高等数学工具研究宏观物体做机械运动所遵循的普遍规律，更系统、更严密地阐述经典力学的基本理论。 通过本课程的学习，应使学生达到应达到以下的目标： 对宏观机械运动的规律有一较全面、较系统的认识，能掌握处理力学问题的一般方法。结合本课程的特点，培养学生辨证唯物主义的世界观。培养学生具有一定抽象思维与逻辑推理能力的理论物理素养。 在深入掌握力学理论的基础上，能居高临下，深入浅出地分析中学力学教材。并能初步分析一些现代工程技术和生活中的力学问题，提高作为21世纪科学人才和中学物理教师的专业素质。 认识物理学与数学的密切关系，能比较灵活地运用高等数学工具解决物理问题的能力。 了解经典力学的新发展和现代力学的研究前沿。 学时分配与考核方式： 1.本课程总学时数为54学时左右，其中讲课为42学时左右，习题课为10学时，机动2学时，具体分配见各章安排。有“*”的内容可以选讲或不讲。每章列出的参考时数见下表。 2.考核方式：采用笔试。期末考试占总分的60%；期中考试占百分之20%-30%，平时成绩占10%-20％。 二. 学 时 分 配 表 章 节 内 容 学 时 绪论 1 一 质点运动学 3+1 二 质点动力学 10+2 三 非惯性系力学 5+1 四 质点系力学 7+2 五 刚体力学 8+2 六 分析力学 8+2 机动 2 合 计 54 [注] 本大纲参照1983年国家教育部编的大纲和1988年国家教育委员会师范教育司编的教学大纲，结合高等教育改革和实际教学情况制订。 自02级本科师范物理学专业开始采用本大纲。以后各年级在此基础上可根据科学、教育和社会发展需要，再作增删、修改。 三.课 程 内 容 绪 论（1学时） 理论力学的研究对象和方法 经典力学的适用范围和现代力学的新进展。 质点运动学（3+1） 运动的描述方法 ⑴参照系与坐标系，运动学方程与规迹 ⑵位移、速度和加速度 速度、加速度在各种坐标系中的分量表达式 ⑴速度、加速度在直角坐标系中的分量表达式 ⑵速度、加速度在自然坐标系中的分量表达式 ⑶速度、加速度在平面极坐标系中的分量表达式 ⑷速度、加速度在柱坐标系中的分量表达式 ⑸*速度、加速度在球坐标系中的分量表达式 说明： ⑴质点运动学的描述，应在普物力学的基础上加深、提高、 阐明基本思想，使其系统化，并注意避免过多的重复。 ⑵重点讲解平面极坐标系和自然坐标系中速度、加速度分量式 的推导、要求学生必需掌握直角坐标系、平面极坐标系和平面自然坐标系中的速度、加速度分量式的具体应用。 ⑶本章的难点是速度、加速度在球坐标系中的分量表达式的推导。 质点动力学（10+2） 牛顿运动定律、经典力学的相对性原理 ⑴质量、力、牛顿运动定律 ⑵经典力学的相对性原理 质点运动微分方程 ⑴质点运动微分方程的建立 ⑵质点运动微分方程应用举例 ⑶质点的约束运动 质点动力学的基本定理及守恒定律 ⑴动量定理与动量守恒定律 ⑵力矩、角动量、角动量定理与角动量守恒定律 ⑶功、能、动能定理与机械能守恒定律 质点在有心力场中的运动 ⑴有心力的基本性质 ⑵轨道微分方程——比耐公式、*轨道与能量的关系 ⑶平方反比引力——行星的运动与开普勒定律 ⑷平方反比斥力——α质点的散射 *⑸宇宙速度与航天知识简介 *⑹圆形轨道的稳定性 说明： ⑴牛顿运动定律是整个经典力学的基本定律，亦是理论力学的基础，应该予以足够重视。对其物理内容学生是熟悉的，讲解时要重在对其物理内涵的揭示。 ⑵质点的三个基本定理及守恒定律在普物力学中已较详细阐述过，不必过多重复，应在原有的基础上作进一步概括、提高，并注意以现代科学的观点说明三条守恒定律与时空对称性的关系。 ⑶本章重点是建立质点运动微分方程及其求解，以及势能概念，三个基本定理与守恒定律，质点在有心力场中的运动规律。 ⑷本章的难点是α质点散射问题的求解。 非惯性系力学(5+1) 相对运动的运动学 ⑴质点在平动参照系中的速度和加速度 ⑵质点在转动参照系中的速度和加速度 非惯性系动力学 ⑴惯性力、非惯性系中的动力学方程 *⑵地球自转所产生的动力学效应 说明： ⑴搞清由惯性系变换到非惯性系时，质点的速度、加速度将作怎样的变化，特别要弄清科里奥利加速度出现的原因及其实质。 ⑵掌握惯性力的概念，熟悉质点相对非惯性系的动力学方程及其应用，重点掌握平面转动参照系和匀角速转动参照系中动力学问题的求解。 ⑶了解地球自转对某些物体所产生的影响。主要了解落体偏东的问题。 ⑷本章的难点是转动参照系中动力学问题的求解。 质点