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《理论力学》课程教学大纲

适用于本科机械设计制造及其自动化专业

学分：4总学时：64理论学时：64实验/实践学时：0

一、课程的性质、任务和要求

《理论力学》是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课。本课程共64学时，4学分。

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。初步学会使用这些理论和方法去分析、解决工程实际问题（包括把一些简单的工程实际问题抽象为理论力学模型），为学习后续课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新科学技术创造条件。

学习本课程后，应达到下列基本要求：

1．了解静力学，运动学，动力学的基本概念。

2．掌握静力学，运动学，动力学的各种定理定律。

3．熟练掌握各种计算方法以及应用各定理解决实际问题。

二、本课程与其它课程的关系、主要参考教材

先修课程：高等数学、大学物理、工程图学。

[1]《理论力学》，乔宏洲，中国建筑工业出版社，2000.9

[2]《理论力学》（第2版），彭图让，武汉工业大学出版社，1995

[3]《理论力学》（第7版），哈工大理论力学教研室，高等教育出版社，2009.7

[4]《理论力学》（上、下册）胡龙根编著同济大学出版社2001.02第1版

[5]《理论力学解题指导及习题集》(上、下册)哈尔滨工业大学王铎主编

三、课程内容

（一）绪论

介绍理论力学的研究对象和内容，理论力学的研究方法，力学发展的各个主要阶段，学习理论力学的目的及课程的性质和任务。

（二）静力学基础

主要内容：静力学的任务及基本概念；静力学公理；约束与约束反力；受力分析与受力图。

（三）汇交力系

主要内容：汇交力系合成的几何法；汇交力系合成的解析法；汇交力系的平衡。合力投影定理。

（四）力偶理论

主要内容：力对点的矩；力偶与力偶矩；力偶的等效性质；力偶系的合成与平衡。

（五）平面一般力系

主要内容：力的平移定理；平面一般力系向作用面内任一点简化；力系的主矢和主矩；平面一般力系的简化结果；平面一般力系的平衡条件和平衡方程；静定与超静定问题；物体系统的平衡；简单平面桁架的内力计算。

（六）摩擦

主要内容：滑动摩擦；摩擦角与自锁；考虑摩擦时的平衡问题；滚动摩阻的概念。

（七）空间一般力系

主要内容：力在轴上和平面上的投影；力对轴的矩；力矩关系定理；空间一般力系向一点简化、主矢和主矩；空间一般力系的简化结果分析；空间一般力系的平衡条件和平衡方程；物体的重心的概念及重心的坐标公式。

（八）点的运动

主要内容：确定点的运动的基本方法：矢量法、直角坐标法、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；速度矢量端图；点的速度和加速度在直角坐标轴上的投影；自然轴系；切向加速度和法向加速度。

（九）刚体的基本运动

主要内容：刚体的平动及其特征；刚体的定轴转动；转动方程；角速度和角加速度；定轴转动刚体内各点的速度和加速度；角速度和角加速度的矢量表示；刚体内各点速度和加速度的矢积表达式。

（十）点的合成运动

主要内容：静参考系和动参考系；运动的合成与分解；绝对运动、相对运动和牵连运动；绝对运动轨迹和相对运动轨迹；牵连点；绝对运动、相对运动和牵连运动中的有关速度和加速度；点的速度合成定理；牵连运动为平动时的加速度合成定理；牵连运动为非平动时的加速度合成定理；科氏加速度。

（十一）刚体的平面运动

主要内容：刚体的平面运动；刚体平面运动的简化；平面运动方程；平面运动的合成与分解；基点法求图形内各点的速度；速度投影定理；速度瞬心；瞬心法求图形内各点的速度；图形内各点的速度的分布；结构支座微小沉陷与各点微小位移的关系；基点法求图形内各点的加速度；加速度瞬心。

（十二）质点运动微分方程

主要内容：动力学基本定律；惯性和质量；质点的运动微分方程：矢量形式、直角坐标形式和自然轴投影形式；质点动力学的两类问题；质点相对运动动力学基本方程；牵连惯性力和科氏惯性力；相对平衡和相对静止。

（十三）动量定理

主要内容：动力学普遍定理概述；质点系的动量；力的冲量；质点系的动量定理；动量守恒情况；质心；质心运动定理；质心运动守恒情况。

（十四）动量矩定理

主要内容：质点系的动量矩；质点系的动量矩定理；动量矩守恒情况；定轴转动刚体对转轴的动量矩；转动惯量；回转半径；转动惯量的平行移轴定理；刚体定轴转动运动微分方程；质点系相对质心的动量矩定理；刚体平面运动微分方程。

（十五）动能定理

主要内容：力的元功、力的功、合力功；重力、弹力、牛顿引力和摩擦力的功；作用在转动刚体上的力的功；质点系内力、约束力的功；内力、约束力的功等于零的实例；质点系的动能；平动、定轴转动和平面运动刚体的动能；质点系的动能定理；功率和功率方程；动力学普遍定理的综合运用。

（十六）达朗伯原理

主要内容：惯性力的概念；质点和质点系的