x2040011理论力学ⅰ课程教学大纲.doc

X2040761理论力学课程教学大纲 课程名称：理论力学 英文名称：Theoretical Mechanics 课程编号：x2040761 学 时 数：48 其中实验学时数：0 课外学时数：0 学 分 数：3.0 适用专业：金属材料专业 一、课程的性质和任务 该课程是一门理论性较强的学科专业基础课。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）的基本规律和方法，为学好有关的后继课打好必要的基础，并为将来研究解决工程问题和学习新的科学技术创造条件。结合教学培养学生的辩证思维能力、抽象化能力、表达能力、计算能力和自学能力。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点 （一）绪论 了解理论力学的研究对象、理论力学在工程技术中的地位和作用；了解学习理论力学的目的和理论力学的研究方法；了解力学发展概况、力学新进展。 （二）静力学基础 理解静力学的基本概念和公理，静力学的研究对象及其在工程技术中的应用，平衡、刚体和力的概念。熟练掌握各种常见约束的性质（重点），物体的受力分析，分离体和受力图（重点、难点）。 （三）平面汇交力系和平面力偶系 理解平面汇交力系合成的几何法，力多边形，平面汇交力系平衡的几何条件。熟练掌握力的分解、力在直角坐标轴上的投影（重点）。理解合力投影定理。掌握平面汇交力系合成的解析法。熟练掌握平面汇交力系平衡的解析条件，平衡方程。熟练掌握力对点的矩（重点、难点）。掌握力偶，力偶矩，平面力偶的性质，平面力偶系的合成与平衡条件。 （四） 平面任意力系 掌握力线的平移，平面任意力系向作用面内任一点的简化，力系的主矢与主矩。理解简化结果讨论，合力矩定理。掌握平面任意力系的平衡条件，平衡方程的各种形式（重点），平面平行力系的平衡方程。熟练掌握物体系统的平衡（重点、难点）。理解静定与静不定问题的概念。 （五）摩擦 理解滑动摩擦力，滑动摩擦定律，摩擦系数和摩擦角，自锁现象。掌握考虑摩擦时的平衡问题（重点）。了解滚动摩阻的概念。 （六）空间力系 熟练掌握力在空间直角坐标轴上的投影，二次投影法。掌握空间汇交力系的合成与平衡，力对点的矩矢（重点），力对轴的矩（重点），力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系，力偶矩矢，空间力偶系的合成与平衡，空间任意力系向一点简化，主矢和主矩，空间任意力系的平衡条件和平衡方程（重点、难点），空间平行力系的平衡方程，平行力系中心和重心的概念，重心的坐标公式。熟练掌握组合形体的重心（重点）。 （七）点的运动 理解运动的相对性，参考坐标系，确定点的运动的基本方法—矢量法、直角坐标法和自然法，运动方程和轨迹方程，点的速度和加速度的矢量形式，点的速度和加速度的直角坐标轴上的投影，自然轴系。熟练掌握点的速度和加速度在自然轴上的投影，切向加速度和法向加速度（重点）。 （八）刚体的基本运动 掌握刚体的平动及其特征，刚体绕定轴的转动及其特征，转动方程，角速度和角加速度。熟练掌握转动刚体内任一点的速度和加速度（重点）。掌握轮系的传动比。理解以矢量表示角速度和角加速度，以矢积表示点的速度和加速度。 （九）点的合成运动 掌握合成运动的基本概念，动点、动参考系与静参考系，绝对运动、相对运动和牵连运动（重点）。运动的合成和分解，绝对速度、相对速度和牵连速度。熟练掌握点的速度合成定理（重点、难点）。掌握绝对加速度、相对加速度和牵连加速度，牵连运动为平移的加速度合成定理（重点、难点）。 （十）刚体的平面运动 掌握刚体平面运动的特征，平面图形的运动方程，平面运动分解为平动和转动，用基点法求平面图形内各点的速度，速度投影定理，瞬时速度中心。熟练掌握求平面图形内各点速度的瞬心法（重点、难点）。掌握用基点法求平面图形内各点的加速度（重点、难点）。 （十一）质点运动微分方程 掌握动力学基本定律。理解惯性参考系，古典力学的适用范围，国际单位制，质点运动微分方程及在直角坐标轴上的投影和自然坐标轴上的投影，质点动力学的两类问题，运动的初始条件。 （十）达朗贝尔原理 熟练掌握惯性力的概念，质点和质点系的达朗贝尔原理（重点），刚体惯性力系的简化— 刚体平动情形、刚体定轴转动（具有垂直于转轴的质量对称面）情形（重点、难点）、刚体平面运动情形。 （十）动能定理 掌握力的功，元功表达式，重力的功、弹性力的功、作用在转动刚体上的力的功、力偶的功（重点），质点和质点系的动能（重点），熟练掌握刚体作平动、定轴转动和平面运动时的动能，动能定理，理想约束及内力的功。 三、教学方式及学时分配 序号 主要内容 主要教学 方 式 学时 分配 辅导答疑 比 例 一 绪论 理论力学研究对象和内容；理论力学的学习目的；理论力学的学习方法。 讲授 1 1:0.5 二 静力学公理；常见约