理论力学教学大纲.docVIP

《理论力学I》教学大纲

课程名称：《理论力学I》

课程代号学时数：72学分数：4.5

适用专业：土木工程

一、本课程的地位、任务和作用

理论力学是一门理论性较强的技术基础课，它是一切力学的基础，又可直接应用于工程实际问题。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）的基本规律和研究方法，初步学会运用这些规律分析工程实际中的力学问题，并为后继课程和其它有关的科学技术打好基础，并结合本课程特点，培养学生的辩证唯物主义世界观和分析问题、解决问题的能力。

二、本课程的相关课程

先修课程：《高等数学》、《大学物理》。

后继课程：《材料力学》、《结构力学》、《弹性力学》。

三、本课程的基本内容及要求

（一）绪论

1、理论力学的研究对象及主要内容；

2、理论力学在工程技术中的地位和任务；

3、理论力学的研究方法。

（二）静力学的基本概念、公理和受力图

1、静力学的研究对象及在工程技术中作用；

2、力、平衡、刚体的概念；

3、静力学公理及其推论，二力构件与三力构件；

4、约束、约束反力的概念，约束的基本类型；

5、研究对象和受力图。

（三）基本力系

1、汇交力系

（1）汇交力系合成的几何法和平衡的几何条件；

（2）力在轴和平面上的投影；

（3）汇交力系合成的解析法和平衡的解析条件、平衡方程。

2、力偶系

（1）力对点之矩及其基本性质，合力矩定理；

（2）力偶，力偶矩矢，力偶的等效性，力偶的基本性质；

（3）力偶系的合成与平衡条件。

（四）平面任意力系

1、力线平移定理；

2、平面任意力系向作用面内任一点的简化，主矢和主矩，简化结果的讨论，固定端约束及其反力；

3、平面任意力系的平衡条件，平衡方程的各种形式；

4、平面平行力系的平衡方程；

5、静定与超静定问题的概念；

6、物体系的平衡。

（五）空间力系

1、力对轴之矩及其解析式，力矩关系定理；

2、空间任意力系向任一点简化，主矢与主矩矢，空间任意力系的各种简化结果；

3、空间任意力系的平衡条件和平衡方程。

（六）摩擦

1、滑动摩擦、极限摩擦定律，滑动摩擦系数；

2、摩擦角、自锁现象；

3、有摩擦时物体的平衡问题、平衡的临界状态和平衡范围。

（七）点的运动学

1、运动学研究对象及在工程技术中的作用；

2、确定点的运动的基本方法：矢径法，直角坐标法，自然法，运动方程和轨迹方程；

3、点的速度和加速度的矢量式；

4、点的速度和加速度在固定直角坐标轴上的投影；

5、自然轴系，点速度和加速度在自然轴系上的投影，切向和法向加速度。

（八）刚体的基本运动

1、刚体的平动及其特征；

2、刚体的定轴转动，转动方程，角速度与角加速度；

3、转动刚体上各点的速度与加速度。

（九）点的合成运动

1、点的合成运动的概念，动参考系与定参考系、绝对运动、相对运动与牵连运动、三种运动中点的速度与加速度；

2、点的速度合成定理；

3、牵连运动为平动时点的加速度合成定理。

（十）刚体平面运动

1、刚体平面运动简化为平面图形在自身平面内的运动，平面运动方程，平面运动分解为平动和转动；

2、求速度的基点法、投影法和瞬心法；

3、求加速度的基点法。

（十一）质点运动微分方程

1、动力学研究对象及在工程技术中的作用；

2、质点动力学基本方程、矢量形式、直角坐标形式和自然形式的运动微分方程；

3、质点动力学的两类问题，运动的初始条件，运动微分方程的积分。

（十二）刚体定轴转动微分方程

1、转动惯量，回转半径，平行轴定理，组合体的转动惯量；

2、刚体定轴转动微分方程。

（十三）动能定理

1、质点、质点系的动能，刚体平动，定轴转动和平面运动时的动能；

2、力的功，元功表达式，几种常见力的功，约束反力功为零的理想情况；

3、质点和质点系的动能定理；

4、机械能守恒定律。

（十四）达朗伯原理

1、惯性力；

2、质点和质点系的达朗伯原理、动静法；

3、刚体惯性力系的简化；

4、转动刚体轴承的附加动压力，静平衡与动平衡的概念。

（十五）虚位移原理

1、约束，虚位移，虚功；

2、虚位移原理及应用。

总的要求：对质点、质点系和刚体的机械运动（包括平衡）的规律有较系统全面的了解，掌握有关的基本概念，基本理论和基本方法及其应用。

各部分具体要求：

（一）静力学

1、熟悉各种常见约束的性质，对简单的物体系统，能熟练地选取恰当的分离体，正确画出受力图；

2、熟悉力、力矩和力偶等基本概念和性质，能熟练计算力的投影、力对点之矩和力对轴之矩；

3、熟悉各类力系的简化方法和结果；

4、能熟练应用各类力系的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平衡问题，对平面任意力系平衡问题，要求能熟练选取分离体和应用各种形式的平衡方程求解；

5、正确理解滑动摩擦概念和摩擦力特征，能求解考虑滑动