工建力学课程教学大纲.doc

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工建力学课程教学大纲

《工程力学》(上)课程教学大纲 [课程代码] [课程名称] 工程力学(上) [英文名称] Mechanics of Engineering (Ⅰ) [学 时] 48 学时 [学 分] 3学分 [先修课程] 高等数学、大学物理 [适用专业] 机械设计制造及其自动化专业、机械电子工程专业、材料成型及控制工程专业、机械电子专业、数控专业、数字化制造专业 [开课院系] 机械学院 [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 [参 考 书] 1.理论力学,刘家信等编,机械工业出版社 2.理论力学,范钦珊编,高等教育出版社 一、课程的性质、地位和任务: 工程力学(上)的主要内容是理论力学,它是工科有关专业的一门重要技术基础课。本课程的任务是,使学生通过学习后,能够掌握物体机械运动的基本规律与研究方法,并初步学会运用这些规律解决工程实际问题。 二、课程内容和基本要求: (一)课程内容的教学要求、具体安排与深广度建议如下: 绪论 工程力学(上)的研究对象、研究内容、研究方法, 学习工程力学(上)的目的。 静力学 1. 静力学公理与物体的受力分析 静力学的研究对象。静力学的基本概念:平衡、刚体、力、静力学公理。约束与约束反力。约束的基本类型。受力分析与受力图。 2. 力系的特征量 力在轴上的投影。力对点的矩和力对轴的矩。力对点的矩和力对轴的矩的关系。力偶与力偶矩(包括力偶的合成)。 3. 平面任意力系 力的平移定理。平面任意力系向面内一点简化。力系的主矢与主矩。简化结果分析。合力矩定理。平面任意力系的平衡方程。静定与静不定的概念。物体系统的平衡问题。 4. 空间力系 空间任意力系向一点简化。空间任意力系的平衡方程。空间平行力系的平衡方程。重心的概念与计算。 运动学 运动学的研究对象。参考系。运动描述的相对性。瞬时和时间间隔。 1. 点的运动学 确定点运动位置的基本方法——矢量法、直角坐标法、弧坐标法。运动方程。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。切向加速度和法向加速度。 2. 刚体的简单运动 刚体的平动。刚体的定轴转动。转动方程。角速度与角加速度。转动刚体上各点的速度与加速度。角速度与角加速度的矢量表示。用矢积表示转动刚体上各点的速度与加速度。 3. 点的合成运动 合成运动的几个基本概念——定参考系与动参考系,绝对运动、相对运动与牵连运动,三种速度与加速度,牵连点。点的速度合成定理。牵连运动为平动时点的加速度合成定理。牵连运动为转动时点的加速度合成定理。科氏加速度的概念与计算。 4. 刚体平面运动 刚体平面运动分解为平动与转动。基点位置的不同选取对分解结果的影响。求平面图上各点速度的基点法与投影法。速度瞬心的概念。求平面图形上各点速度的瞬心法。用基点法求平面图形上各点的加速度。 动力学 1. 质点的运动微分方程 动力学的研究对象。动力学的基本定律。质点的运动微分方程——矢量形式、直角坐标形式、自然坐标形式。质点动力学的两类基本问题。 2. 动量矩定理 动力学基本定理概述。质点的动量矩定理。质点系的动量矩定理。质点系相对质心的动量矩定理。刚体平动、定轴转动与平面运动微分方程。转动惯量的计算。 3. 动能定理 力的功。元功的解析表达式。常见力的功。质点与质点系的动能。刚体作平动、定轴转动与平面运动时动能的计算。质点与质点系的动能定理。功率方程。势力场与势能。势力场中的机械能守恒定律。动力学基本定理的综合应用。 (二)课程的教学要求 (1)静力学——以平面情形为主,空间情形可适当灵活掌握(但应熟练掌握空间中力的投影与力对轴之矩的计算)。力系的简化与力系的平衡这两个基本问题不可偏废。重要的力学概念必须讲解透彻。研究对象的选取、约束反力的分析与受力图的画法,应给予特别重视,要结合各章的内容反复讲解,并使学生在课内外讨论与作业中有反复练习的机会。 (2)运动学——运动的分解与合成是运动学的主要线索之一,应充分注意。点的速度与加速度,要通过自然法讲清其物理概念。点的合成运动,应特别讲清牵连运动的概念与动坐标系的适当选取。牵连转动时的加速度合成定理可不作一般推导。刚体的运动,应特别注意交待运动学的特征与具体的处理方法。 (3)动力学——要特别注意重要概念的正确交待与重要物理量的计算。应培养学生熟练掌握力学基本定理,并能正确选择和综合应用这些定理去求解质点和质点系的动力学问题。相对质心的动量矩定理可不作详细推导。 三、对学生能力培养的要求 为达到基本要求,课外习题总数以不少于60题左右为宜。其中应包括概念题、基本运算题与综合分析题。对于课外习题,要求学生独立完成,概念清楚,计算准确,书写整洁,图示规范,理

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