《工程力學1》課程教學大綱

1、工程力學1課程教學大綱課程英文名稱：Engineering Mechanics課程編號： 133990921課程類別：學科基礎課課程性質(zhì)：必修課學 分：3 學 時：48（其中：講課學時：48 實驗學時：0 上機學時：0 ）適用專業(yè)：交通工程開課部門： 環(huán)資學院一、課程教學目的和課程性質(zhì)工程力學是交通工程專業(yè)的一門學科基礎課，是一門理論性、系統(tǒng)性較強的課程。工程力學1是工程力學中的理論力學部分，是一門理論性較強的基礎課程。它是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學，包括靜力學、運動學和動力學三大部分。通過學習，使同學們明確本課程的研究對象，研究內(nèi)容及研究方法，培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)學生的設

2、計能力和創(chuàng)新能力，為學習后續(xù)專業(yè)課程和從事專業(yè)工作打下必要的理論基礎。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系先修高等數(shù)學，后修工程力學2、結(jié)構(gòu)力學A、土力學A、結(jié)構(gòu)設計原理。三、課程的主要內(nèi)容及基本要求（一）理論學時部分第一單元 靜力學基礎（6學時）知 識 點力的性質(zhì)；力矢量的坐標表示；力對點之矩；力對軸之矩；力系的主矢和主矩；力系等效原理；力偶的主矢和主矩；力偶的性質(zhì)；力偶矩的基本概念與計算；約束類型；單個物體與物體系受力分析的方法。重 點力矢量的坐標表示方法；力對點之矩與力對軸之矩的關(guān)系；力系的主矢和主矩；正確分析約束類型畫出受力圖。難 點力系的主矢和主矩；力對點之矩與力對軸之矩的關(guān)系；正確分析約束類

3、型畫出受力圖。基本要求1、識 記：靜力學的基本概念、基本原理以及公理；2、領(lǐng) 會：工程中常見的幾種約束類型；3、簡單應用：單個物體與物體系受力分析的方法；4、綜合運用：正確畫出受力圖。第二單元 力系的簡化（3學時）知 識 點匯交力系與力偶系的簡化方法；力線平移定理；力系向任意一點簡化的方法；平面任意力系的簡化方法及結(jié)果；平面平行力系的簡化方法；平行力系中心的概念；重心與形心的概念和計算。重 點匯交力系與力偶系的簡化；力線平移定理的應用；平面任意力系的簡化結(jié)果。難 點任意力系的簡化；平面任意力系的簡化結(jié)果?；疽?、識 記：匯交力系、力偶系、任意力系和平行力系的簡化方法和簡化結(jié)果；2、領(lǐng) 會：

4、實際案例中重心與形心的求解方法；3、簡單應用：力向一點平移定理及其逆定理；4、綜合運用：實際工程中力系的簡化。第三單元 力系的平衡（12學時）知 識 點各種力系的平衡方程式；求解未知的約束反力；在平面任意力系作用下物體及物體系統(tǒng)的平衡問題；靜定與超靜定的問題；平面桁架內(nèi)力的計算方法（節(jié)點法、截面法）；考慮摩擦時物體平衡問題的計算方法；摩擦角及自鎖現(xiàn)象；用摩擦角求解物體的平衡問題。重 點求解未知的約束反力；空間一般力系、平面一般力系平衡方程的應用，物體系統(tǒng)的平衡；考慮摩擦時的平衡問題。難 點物體系統(tǒng)的平衡；摩擦角的概念?；疽?、識 記：各種力系的平衡方程式并會應用平衡方程式求解未知的約束反力

5、；2、領(lǐng) 會：在平面任意力系作用下物體及物體系統(tǒng)的平衡問題；3、簡單應用：摩擦角及自鎖現(xiàn)象，用摩擦角求解物體的平衡問題；4、綜合運用：簡單行架內(nèi)力的計算方法（節(jié)點法、截面法），考慮摩擦時物體平衡問題的計算方法。第四單元 點的運動學（1.5學時）知 識 點描述點的運動的幾種不同方法；用自然法、直角坐標法建立點的運動方程；速度、加速度的計算。重 點用直角坐標法、自然法表示點的運動方程、速度和加速度。難 點用直角坐標法、自然法表示點的運動方程、速度和加速度。基本要求1、識 記：描述點的運動的幾種不同方法；2、領(lǐng) 會：用自然法、直角坐標法建立點的運動方程；3、簡單應用：點的速度和加速度的計算。第五單元

6、 剛體的基本運動（3.5學時）知 識 點剛體平動和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的特征；判斷作平動和定軸轉(zhuǎn)動的剛體；計算定軸轉(zhuǎn)動剛體上任一點的速度和加速度；角速度矢量、角加速度矢量以及用矢積表示剛體上任一點的速度和加速度。重 點剛體平動，剛體定軸轉(zhuǎn)動的運動特征，轉(zhuǎn)動剛體上各點的速度和加速度。難 點以矢積表示點的速度和加速度?；疽?、識 記：剛體平動和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的特征；2、領(lǐng) 會：作平動和定軸轉(zhuǎn)動的剛體的正確判斷；3、簡單應用：角速度矢量、角加速度矢量以及用矢積表示剛體上任一點的速度和加速度；4、綜合運用：定軸轉(zhuǎn)動剛體上任一點的速度和加速度的計算。第六單元 點的合成運動（7學時）知 識 點三種運動，三種

7、速度和三種加速度的定義；運動合成與分解以及運動相對性的概念；恰當?shù)倪x擇動點、動系和定系并進行運動軌跡、速度和加速度的分析；科氏加速度的計算；運用速度合成定理，加速度合成定理進行速度分析與加速度分析。重 點運動的合成與分解，速度合成定理及加速度合成定理及其應用，牽連速度、牽連加速度和科氏加速度的概念，以及動點、動坐標系的選擇。難 點牽連速度、牽連加速度和科氏加速度的概念，以及動點、動坐標系的選擇?；疽?、識 記：三種運動，三種速度和三種加速度的定義，運動合成與分解以及運動相對性的概念；2、領(lǐng) 會：恰當?shù)倪x擇動點、動系和定系；3、簡單應用：科氏加速度的計算；4、綜合運用：用速度合成定理，加速度

8、合成定理進行速度分析與加速度分析。第七單元 剛體的平面運動（4學時）知 識 點剛體平面運動的特點；判斷機構(gòu)中作平面運動的剛體；求平面圖形上任意點的速度和加速度。重 點基點法求平面圖形內(nèi)各點的速度、加速度，瞬心法求平面內(nèi)各點的速度。難 點基點法求平面圖形內(nèi)各點的速度、加速度，瞬心法求平面內(nèi)各點的速度?；疽?、識 記：剛體平面運動的特點；2、領(lǐng) 會：判斷機構(gòu)中作平面運動的剛體；3、簡單應用：判斷機構(gòu)中作平面運動的剛體；4、綜合運用：平面圖形上任意點的速度和加速度的求解方法。第八單元 動量定理（2學時）知 識 點質(zhì)點和質(zhì)點系的動量、力的沖量、質(zhì)心等概念；質(zhì)點系動量的計算；應用動量定理、質(zhì)心運動定

9、理求解動力學問題。重 點質(zhì)點系動量計算和質(zhì)心運動定理的應用。難 點質(zhì)點系動量計算和質(zhì)心運動定理的應用?；疽?、識 記：質(zhì)點和質(zhì)點系的動量、力的沖量、質(zhì)心等概念；2、領(lǐng) 會：質(zhì)點系動量的計算方法；3、簡單應用：質(zhì)點系動量的計算方法； 4、綜合運用：應用動量定理、質(zhì)心運動定理求解動力學問題的方法。第九單元 動量矩定理（4學時）知 識 點質(zhì)點系動量矩的計算；運用質(zhì)點系動量矩定理求解動力學問題；質(zhì)心的動量矩定理；運用剛體平面運動微分方程求解動力學問題。重 點質(zhì)點系的動量矩和剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量，質(zhì)點系動量矩定理的應用，剛體繞定軸轉(zhuǎn)動微分方程的應用。難 點剛體平面運動微分方程的應用?；疽?、識 記

10、：質(zhì)點系動量矩的計算方法；2、領(lǐng) 會：相對質(zhì)心的動量矩定理；3、簡單應用：用質(zhì)點系動量矩定理求解動力學問題；4、綜合運用：用剛體平面運動微分方程求解動力學問題。第十單元 動能定理（3學時）知 識 點功和動能的計算；應用動能定理求解動力學問題；應用動力學三大定理求解動力學綜合問題。重 點力的功和物體動能的計算，動能定理和機械能守恒定理的應用。難 點動力學普遍定理的綜合應用?；疽?、識 記：功和動能的計算；2、領(lǐng) 會：應用動能定理求解動力學問題的方法；3、簡單應用：應用動能定理求解動力學問題的方法；4、綜合運用：應用動力學三大定理求解動力學綜合問題的方法。第十一單元 達朗貝爾原理（2學時）知

11、識 點慣性力的概念；質(zhì)點系慣性力簡化的方法；平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運動剛體慣性力系的主矢和主矩的計算；不同運動剛體慣性力系簡化中心的選擇；應用動靜法求解動力學問題。重 點慣性力的概念，質(zhì)點的達朗貝爾原理，質(zhì)點系的達朗貝爾原理。難 點應用質(zhì)點達朗貝爾原理和質(zhì)點系達朗貝爾原理求解動力學問題?；疽?、識 記：慣性力的概念；2、領(lǐng) 會：質(zhì)點系慣性力簡化的方法；3、簡單應用：平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運動剛體慣性力系的主矢和主矩的計算；4、綜合運用：應用動靜法求解動力學問題。學時分配知識單元理論學時第一單元 靜力學基礎6第二單元 力系的簡化3第三單元 力系的平衡12第四單元 點的運動學1.5第五單元 剛體的

12、基本運動3.5第六單元 點的合成運動7第七單元 剛體的平面運動4第八單元 動量定理2第九單元 動量矩定理4第十單元 動能定理3第十一單元 達朗貝爾原理2合計48四、教學方法與手段1、堅持理論聯(lián)系實際的教學方法，將工程中遇到的具體問題引入到課堂中，不斷提高學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。2、堅持傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代教學手段相結(jié)合，教學內(nèi)容安排要突出重點和難點，盡可能邊演示邊講解，化繁為簡，努力提高學生的學習興趣。3、注重應用啟發(fā)式教學、開展課堂討論等教學方法，引導學生積極思考問題、分析問題，拓展學生的思維。4、注重課后練習，大力培養(yǎng)學生動腦、動手、獨立解決問題的能力。五、考核要求、方式與成績評定考核要求：考試內(nèi)容為教材中重要的基本原理和基本方法 考核形式：考試成績評定： 按照考試模式改革實施結(jié)構(gòu)評分，其中：期末考試成績占50%，中期階段性測驗占20%，課后作業(yè)和預習作業(yè)占20%，課堂自講、回答問題水平、分小組討論占10%。六、選用教材、講義和主要參考書 選用教材：1.理論力學，范欽珊、王立峰主編，機械工業(yè)出版社，2013。主要參考書：1.理論力學（第7版），哈工大理論力學教研室編，高等教育出版社，2009； 2.理論力學（第3版），劉延柱、朱本華、楊海興編，高等教育出版社，2009；3.理論力學（第2版），李俊峰、張雄主編，清華大