結(jié)論理論力學研究對象及其在工程技術(shù)中的作用

1、 理論力學教學大綱課程編碼：3597英文名稱：Theoretical Mechanics 總 學 時：80 實驗： 上機：適合專業(yè)：土木工程一、 課程內(nèi)容及要求本課程主要內(nèi)容：對質(zhì)點、質(zhì)點系的剛體的機械運動（包括平衡）的規(guī)律有較系統(tǒng)的理解，掌握其中的基本概念，基本理論和基本方法及其應用。學習重點：1熟悉各種常見約束的性質(zhì)，對簡單的物體系統(tǒng)，能熟練地取分離體并畫出受力圖。2能運用平衡條件求解單個物體和簡單物體系的平衡問題（包括考慮滑動摩擦的問題）。對平面問題要求熟練。3熟悉剛體平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運動的特征，并能熟練地計算剛體的角速度和角加速度、剛體內(nèi)各點的速度和加速度，包括簡單機構(gòu)的運動分析。

2、4掌握運動合成和分解的基本概念和方法。熟練掌握點的速度合成定理和牽連運動為平動時的加速度合成定理的應用。5能正確地列出質(zhì)點運動和剛體運動（包括剛體定軸轉(zhuǎn)動和平面運動）的動力學微分方程并能求解有關(guān)的問題。6熟練掌握動力學普遍定理及相應的守恒定理，能熟練選擇和綜合應用這些定理去求解工程中簡單的理論力學問題。7能掌握虛位移原理的有關(guān)概念及其應用。學習難點：1常見約束的性質(zhì)，對簡單的物體系統(tǒng)，能熟練地取分離體并畫出受力圖。2能運用平衡條件求解單個物體和簡單物體系的平衡問題（包括考慮滑動摩擦的問題）。對平面問題要求熟練。3掌握描述點的運動弧坐標法，能求點的運動方程，并能熟練地計算點的速度、加速度及其有關(guān)

3、問題。 4掌握運動合成和分解的基本概念和方法。熟練掌握點的速度合成定理和牽連運動為平動時的加速度合成定理的應用。掌握牽連運動為定軸轉(zhuǎn)動時加速度合成定理及其應用。5能理解并熟練計算動力學中各基本物理量（動量、動量矩、動能、沖量、功、勢能等）6能正確地列出質(zhì)點運動和剛體運動（包括剛體定軸轉(zhuǎn)動和平面運動）的動力學微分方程并能求解有關(guān)的問題。7熟練掌握動力學普遍定理及相應的守恒定理，能熟練選擇和綜合應用這些定理去求解工程中簡單的理論力學問題。8會計算慣性力。掌握剛體平動以及對稱剛體作定軸轉(zhuǎn)動和平面運動時慣性力系的簡化結(jié)果，能熟練的應用達朗伯原理求解簡單的動力學問題。緒論：理論力學研究對象及其在工程技術(shù)

4、中的作用。理論力學的研究方法。第一篇 靜力學第一章 靜力學的基本概念、公理和物體的受力分析§1.1 靜力學公理§1.2 約束和約束反力§1.3物體的受力分析和受力圖要求：通過本章的教學，使學生了解掌握各種常見約束的性質(zhì)，能從簡單的實際問題抽象出理論力學模型。掌握根據(jù)問題的具體條件和要求，從簡單的物體系中恰當?shù)剡x取分離體，并熟練地畫出受力圖。重點：各種約束的特征及約束反力的畫法難點：分析物體系統(tǒng)受力，正確畫受力圖第二章 匯交力系§2.2匯交力系合成與平衡的幾何法。 §2.3匯交力系合成與平衡的解析法要求：通過本章的教學，使學生了解力在坐標軸上的投

5、影的計算，會用幾何法和解析法求解力的合成與力度分解，熟練掌握匯交力系平衡的幾何法和解析法求解匯交力系的平衡問題。重點：幾何法和解析法求解力的合成與力度分解難點：匯交力系平衡的幾何法和解析法求解匯交力系的平衡問題。第三章 力偶系 §3.1力對點之矩的概念及計算 §3.2力偶及性質(zhì)要求：通過本章的教學，使學生了解力對點之矩、力偶的概念，掌握力對點之矩的計算方法，力偶的基本性質(zhì)，會應用力偶系的平衡條件求解其平衡問題。重點：力偶的性質(zhì)難點：應用力偶系的平衡條件求解其平衡問題第四章 平面任意力系§4.1平面任意力系向作用面內(nèi)一點簡化§4.2平面任意力系的平衡條件和

6、平衡方程§4.3物體系統(tǒng)的平衡 靜定和超靜定問題§4.4平面簡單桁架的內(nèi)力計算要求：通過本章的教學，使學生了解力的平移定理，熟悉平面任意力系的簡化結(jié)果，能夠熟練計算平面任意力系的主矢和主矩，能熟練運用平面任意力系的平衡方程求解單個物體和物體系統(tǒng)的平衡問題，了解平面簡單桁架內(nèi)力的節(jié)點法和截面法。重點：計算平面任意力系的主矢和主矩，應用平面任意力系的平衡方程求解單個物體的平衡問題。難點：平面任意力系的平衡方程求解物體系統(tǒng)的平衡問題。第五章 摩擦§5.1滑動摩擦§5.2摩擦角和自鎖現(xiàn)象§5.3考慮摩擦時物體的平衡問題§5.4滾動摩阻的概念要

7、求：通過本章的教學，使學生了解靜、動摩擦力的概念和特點，了解摩擦角和自鎖的概念，了解滾動摩阻的機理和概念，能求解滑動摩擦時單個物體與簡單物體系的平衡問題。重點：靜、動摩擦力的概念和特點，摩擦角和自鎖的概念難點：求解滑動摩擦時單個物體與簡單物體系的平衡問題。第六章 空間力系§6.1空間匯交力系§6.2力對點之矩和力對軸之矩§6.3空間力偶§6.4空間任意力系向一點簡化·主矢和主矩§6.5空間任意力系的平衡方程§6.6重心要求：通過本章的教學，使學生了解空間任意力系的簡化結(jié)果和最后結(jié)果，會計算主矢和主矩，掌握力對點之矩的計算和力

8、和力對軸之矩的計算，熟練應用空間任意力系的平衡方程求解物體的平衡問題，了解重心的概念及計算方法。重點：掌握力對點之矩的計算和力和力對軸之矩的計算難點：空間任意力系的平衡方程求解物體的平衡問題第二篇 運動學第七章 點的運動學§7.1矢量法§7.2直角坐標法§7.3自然法要求：通過本章的教學，使學生了解點的運動的基本概念（速度與加速度，法向加速度和切向加速度），會選擇坐標系，建立運動方程，求速度、加速度，及點的運動軌跡。重點：建立運動方程，求速度、加速度難點：建立運動方程，求速度、加速度第八章 剛體的基本運動§8.1 剛體的平行移動及其特征。§8.

9、2 剛體的定軸轉(zhuǎn)動。§8.3 轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度。§8.4輪系的傳動比要求：通過本章的教學，使學生了解剛體的平動和定軸轉(zhuǎn)動的概念和運動特征，能熟練地求解與定軸轉(zhuǎn)動剛體的角速度、角加速度和剛體內(nèi)各點的速度和加速度有關(guān)的問題以及對簡單機構(gòu)的運動分析。重點：求解與定軸轉(zhuǎn)動剛體的角速度、角加速度和剛體內(nèi)各點的速度和加速度難點：求剛體內(nèi)各點的速度和加速度 第九章 點的合成運動§9.1相對運動、絕對運動和牽連運動。連運動中點的速度和加速度。§9.2點的速度合成定理。§9.3牽連運動是平動時點的加速度合成定理。§9.4牽連運動是定軸轉(zhuǎn)動時

10、點的加速度合成定理。要求：通過本章的教學，使學生了解運動的相對性的概念，掌握運動合成與分解的基本概念和方法，掌握應用點的速度合成定理，加速度合成定理（包括牽連運動為平動和定軸轉(zhuǎn)動兩種情形）求解有關(guān)問題。重點：點的速度合成定理難點：點的加速度合成定理第十章 剛體的平面運動 §10.1剛體的平面運動的概述運動分解 §10.2求平面圖形內(nèi)各點的速度的基點法 §10.3求平面圖形內(nèi)各點的速度的瞬心法。§10.4基點法求平面圖形內(nèi)各點的加速度。要求：通過本章的教學，使學生了解剛體平面運動的特征，掌握應用基點法，瞬心法和速度投影等方法求解與平面圖形內(nèi)各點速度有關(guān)的問

11、題，掌握用基點法求解與平面圖形內(nèi)各點加速度有關(guān)的問題。掌握對常見的平面機構(gòu)進行速度和加速度分析。重點：用基點法，瞬心法和速度投影等方法求解平面圖形內(nèi)各點速度難點：用基點法求解與平面圖形內(nèi)各點加速度。第三篇 動力學 第十一章質(zhì)點動力學基本方程§11.1動力學基本定律。§11.2 質(zhì)點運動微分方程要求：通過本章的教學，使學生掌握動力學的基本定理，會建立質(zhì)點的運動微分方程，會求簡單情況下運動微分方程的積分。重點：建立質(zhì)點運動微分方程。難點：求解質(zhì)點動力學的基本問題。第十二章 動量定量 §12.1動量與沖量。 §12.2動量定理。 §12.3質(zhì)心運動定

12、理。要求：通過本章的教學，使學生了解動量、沖量的概念，能熟練計算質(zhì)點系的動量，力的沖量，掌握動量定理、質(zhì)心運動定理，以及它們的相應守恒定理，能熟練應用這些定理求解質(zhì)點系的動力學問題。重點：動量定理、質(zhì)心運動定理難點：動量守恒定理和質(zhì)心運動守恒定理第十三章 動量矩定理 §13.1 質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩定理。§13.2動量矩定理 §13.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動微分方程。 §13.4相對于質(zhì)心的動量矩定量。§13.5剛體平面運動微分程。要求：通過本章的教學，使學生了解動量矩的概念，能熟練計算質(zhì)點系對固定點、定軸、和對質(zhì)心、質(zhì)心軸的動量矩，掌握動量矩定理以及

13、相應的守恒定理，能熟練應用這些定理求解質(zhì)點系的動力學問題，能熟練應用剛體定軸轉(zhuǎn)動微分方程和剛體平面運動微分方程求解相關(guān)問題。重點：動量矩定理及動量矩守恒定理難點：剛體平面運動微分方程第十四章 動能定理§14.1力的功§14.2質(zhì)點 質(zhì)點系的動能§14.3 動能定理。 §14.4功率、功率方程、機械效率§14.5勢力場、勢能、機械能守恒定理§14.6普遍定理的綜合運用舉例要求：通過本章的教學，使學生深刻理解力的功和質(zhì)點系的動能等概念，熟練掌握重力、彈力、摩擦力、力偶等作功的計算，熟練掌握剛體平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運動時動能的計算，熟悉在何

14、種約束下，約束反力作功之和為零，能正確熟練的應用動能定理和機械能守恒定律求解動力學問題。重點：應用動能定理和機械能守恒定律求解動力學問題。難點：綜合應用動力學各個定理解動力學問題第十五章 達朗伯原理（動靜法） §15.1 慣性力質(zhì)點的達朗伯原理§15.2質(zhì)點系的達朗伯原理§15.3剛體慣性力系的簡化§15.4繞定軸轉(zhuǎn)動剛體的軸承動約束力要求：通過本章的教學，使學生正確理解慣性力的概念，掌握慣性力系的簡化方法，正確添加并計算平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運動剛體的慣性力和慣性力矩，深刻理解達朗伯原理的實質(zhì)，并熟練應用動靜法求解動力學問題，了解慣性主軸，中心慣性主軸，

15、靜平衡和動平衡的概念。重點：計算平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運動剛體的慣性力和慣性力矩難點：動靜法求解動力學問題 第十六章 虛位移原理§16.1約束、虛位移、虛功§16.2虛位移原理要求：通過本章的教學，使學生了解掌握虛位移、理想約束、虛功的概念，會應用虛位移原理求解質(zhì)點系平衡問題重點：虛位移原理難點：應用虛位移原理求解質(zhì)點系平衡問題二、 課程各教學環(huán)節(jié)要求（1）課堂講授：通過啟發(fā)式教學，揭示知識發(fā)生過程；通過討論課和習題課，進一步掌握和鞏固重點；多媒體和傳統(tǒng)手段相結(jié)合，多使用教學模型；重要概念術(shù)語給出英文表達。 （2）作業(yè)：課外習題不少于150題，包括概念題、證明題、計算題和綜合

16、分析題。一般可以選擇規(guī)范化練習冊（陜西省力學協(xié)會為陜西高校力學統(tǒng)一習題編著） （3）考試：一張8K紙閉卷；涵蓋所學內(nèi)容90以上；分為概念題（理論題）和計算題兩部分。三、 學時分配章節(jié)主要內(nèi)容各教學環(huán)節(jié)學時分配 作業(yè)題量備注講授實驗上機討論習題其它小計緒論緒論2第一章靜力學基本概念及公理412第二章匯交力系82第三章力偶系22第四章平面一般力系828第五章摩擦42第六章空間力系22第七章的運動學23第八章剛體的基本運動22第九章點的合成運動416第十章剛體的平面運動626第十一章質(zhì)點動力學基本方程21第十二章動量定量43第十三章動量矩定理86第十四章動能定理828第十五章達朗伯原理62第十六章虛

17、位移原理42合 計72880理論力學教學大綱說明一、本課程的性質(zhì)、目的和任務：理論力學是一門理論性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課它是各門力學的基礎(chǔ)，并在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應用。本課程的目的和任務是使學生掌握質(zhì)點、質(zhì)點系和剛體機械運動（包括平衡）的基本規(guī)律和研究方法，為學習有關(guān)的后繼課程打好必要的基礎(chǔ)，并為將來學習和掌握新的科學技術(shù)創(chuàng)造條件；使學生初步學會應用理論力學的理論和方法分析、解決一些簡單的工程實際問題；結(jié)合本課程的特點，培養(yǎng)學生的辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學生的能力。二、課程教學基本要求總的要求：對質(zhì)點、質(zhì)點系的剛體的機械運動（包括平衡）的規(guī)律有較系統(tǒng)的理解，掌握其中的基本概念，基本理論和基

18、本方法及其應用。具體要求：1熟悉各種常見約束的性質(zhì)，對簡單的物體系統(tǒng)，能熟練地取分離體并畫出受力圖。2熟悉力、力矩和力偶等基本概念及其性質(zhì)，能熟練地計算力的投影、力對點的矩和力對軸的矩。3掌握各種類型力系的簡化方法，熟悉簡化結(jié)果，能熟練地計算主矢和主矩。4能運用平衡條件求解單個物體和簡單物體系的平衡問題（包括考慮滑動摩擦的問題）。對平面問題要求熟練。了解摩阻的概念。5掌握計算物體重心的各種方法。6掌握描述點的運動的矢量法、直角坐標法和弧坐標法，能求點的運動方程，并能熟練地計算點的速度、加速度及其有關(guān)問題。7熟悉剛體平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運動的特征，并能熟練地計算剛體的角速度和角加速度、剛體內(nèi)各點的速度和加速度，包括簡單機構(gòu)的運動分析。8掌握運動合成和分解的基本概念和方法。熟練掌握點的速度合成定理和牽連運動為平動時的加速度合成定理的應用。掌握牽連運動為定軸轉(zhuǎn)動時加速度合成定理及其應用。9能理解并熟練計算動力學中各基本物理量（動量、動量矩、動能、沖量、功、勢能等）10能正確地列出質(zhì)點運動和剛體運動（包括剛體定軸轉(zhuǎn)動和平面運動）的動力學微分方程并能求解有關(guān)的問題。1