《力學(xué)》課程教學(xué)大綱

第頁《力學(xué)》課程教學(xué)大綱課程名稱：力學(xué)

課程類別：專業(yè)必修課適用專業(yè)：物理學(xué)

考核方式：考試

總學(xué)時(shí)、學(xué)分：

56

學(xué)時(shí)

3.5學(xué)分

其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：

0

學(xué)時(shí)一、

課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)《力學(xué)》是物理專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，它的基本概念、理論和方法，具有較強(qiáng)的邏輯性、抽象性和廣泛的實(shí)用性，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握力學(xué)的基本概念、基本理論、基本規(guī)律，并能應(yīng)用這些知識解決具體問題。該課程主要包括物理學(xué)簡介、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律與動(dòng)力學(xué)三大定理、剛體力學(xué)、振動(dòng)與波動(dòng)、流體力學(xué)等。是學(xué)習(xí)理論力學(xué)，電動(dòng)力學(xué)等專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。其具體的課程教學(xué)目標(biāo)為：課程教學(xué)目標(biāo)1：通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握力學(xué)中的基本知識和基本原理，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后繼課程打下良好的基礎(chǔ)，并能獨(dú)立解決今后教學(xué)中遇到的一般力學(xué)問題。課程教學(xué)目標(biāo)2：作為基礎(chǔ)課，應(yīng)著重要求學(xué)生掌握力學(xué)中的基本概念和基本規(guī)律，使之能建立起鮮明的物理圖象。并在深入掌握力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，能夠更好的分析中學(xué)物理的力學(xué)問題。同時(shí)，可以理論聯(lián)系實(shí)際，初步分析一些生產(chǎn)、生活中的力學(xué)問題，提高作為中學(xué)物理教師的業(yè)務(wù)能力。課程教學(xué)目標(biāo)3：了解與力學(xué)有關(guān)的前沿和熱點(diǎn)問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識。課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)的矩陣關(guān)系教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求123456789教學(xué)目標(biāo)1

HM

MM

教學(xué)目標(biāo)2

MHH

LMLL教學(xué)目標(biāo)3

HL

MM

注：以關(guān)聯(lián)度標(biāo)識，課程與某個(gè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度可根據(jù)該課程對相應(yīng)畢業(yè)要求的支撐強(qiáng)度來定性估計(jì)，H表示關(guān)聯(lián)度高；M表示關(guān)聯(lián)度中；L表示關(guān)聯(lián)度低。二、

課程教學(xué)要求通過教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生對宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本概念和基本規(guī)律有比較系統(tǒng)的理解，能比較靈活地加以運(yùn)用；使學(xué)生了解物理學(xué)的研究方法，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題與解決問題能力。在教學(xué)過程中，要特別注意閱讀參考文獻(xiàn)，提倡學(xué)生主動(dòng)研究問題，以提高他們的能力。在保持本課程本身體系嚴(yán)密與完整的前提下，注意與數(shù)學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)及相關(guān)課程銜接與配合，在與數(shù)學(xué)有矛盾時(shí)適當(dāng)安排少量課時(shí)講解。相對論一般放在電動(dòng)力學(xué)中講授。物體的彈性、聲學(xué)基礎(chǔ)作一定程度介紹。三、

先修課程“高等數(shù)學(xué)”的微積分，矢量代數(shù)，微分方程部分四、

課程教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：1.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的描述；2.牛頓三定律的適用條件及應(yīng)用；3.質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理、動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律的適用條件及應(yīng)用；4.動(dòng)能定理；功能原理及機(jī)械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用；5.角動(dòng)量定理和角動(dòng)量定律的適用條件及應(yīng)用；6.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)；7.簡諧振動(dòng)的特征、合成規(guī)律；8.平面簡諧波方程、波的相干條件及相干疊加規(guī)律；9.理想流體伯努利方程難點(diǎn)：1.變力作用下的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)力學(xué)問題；2.保守力做功的特點(diǎn)及勢能；3.角動(dòng)量定理及角動(dòng)量守恒定律；4.剛體平面運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析；5.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律的分析和計(jì)算；6.建立平面簡諧波方程的方法、相干疊加振幅加強(qiáng)或減弱的條件五、

課程教學(xué)方法與教學(xué)手段本課程以課堂理論講授為主，合理采用多媒體教學(xué)等手段，精講多練，通過課堂討論、例題分析、課后作業(yè)等多種途徑，理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生閱讀參考文獻(xiàn)，了解物理學(xué)的前沿動(dòng)態(tài)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)提出問題，提高他們的創(chuàng)新能力。建議每課時(shí)作業(yè)量為2-3題。六、

課程教學(xué)內(nèi)容第零章

數(shù)學(xué)知識（2學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）

函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、微分（2）

不定積分（3）

定積分（4）

矢量及其導(dǎo)數(shù)2．重、難點(diǎn)提示（1）理解一元函數(shù)的定義，函數(shù)極限的基本求解方法,記住基本函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式，掌握其運(yùn)算法則。（2）初步掌握基本函數(shù)的不定積分公式和牛頓萊布尼茲公式。學(xué)會將一個(gè)具體的問題轉(zhuǎn)化為教學(xué)問題進(jìn)行求解。（3）掌握矢量的特征，熟練掌握矢量的加法，減法矢積、標(biāo)積和矢量導(dǎo)數(shù)，掌握其運(yùn)算法則。第一章

物理學(xué)和力學(xué)（2學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）

發(fā)展著的物理學(xué)（2）

物理學(xué)科的特點(diǎn)（3）

時(shí)間和長度的計(jì)量（4）

單位制和量綱（5）

數(shù)量級估計(jì)（6）

參考系

坐標(biāo)系與時(shí)間坐標(biāo)軸2．重、難點(diǎn)提示（1）重點(diǎn)掌握時(shí)間和長度的最新定義，物理學(xué)中的7個(gè)基本單位及其國際制單位，理解量綱表達(dá)式。（2）難點(diǎn)是參考系和坐標(biāo)系的合理選擇。第二章

質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（10學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）

質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程（2）

瞬時(shí)速度矢量和瞬時(shí)加速度矢量（3）

質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)——從坐標(biāo)到速度和加速度（4）質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)——從加速度到速度和坐標(biāo)（5）

平面直角坐標(biāo)系

拋體運(yùn)動(dòng)（6）

自然坐標(biāo)系

切向和法向加速度（7）

極坐標(biāo)系

徑向與橫向速度2．重、難點(diǎn)提示（1）重點(diǎn)掌握質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，速度和加速度，明確其物理含義，深刻理解速度，加速度的瞬時(shí)性，矢量性和相對性。（2）難點(diǎn)是物體不同運(yùn)動(dòng)方式下參考系、坐標(biāo)系的選擇，以及位矢、速度、加速度在相應(yīng)坐標(biāo)系下的表達(dá)形式。第三章

動(dòng)量牛頓運(yùn)動(dòng)定律及動(dòng)量守恒定律（8學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）

牛頓第一定律和慣性參考系（2）

慣性質(zhì)量

動(dòng)量和動(dòng)量守恒律（3）

主動(dòng)力和被動(dòng)力

（4）

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（5）

非慣性系中的動(dòng)力學(xué)（6）

用沖量表述的動(dòng)量定理（7）

質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理（8）

動(dòng)量守恒定律2．重、難點(diǎn)提示(1)重點(diǎn)掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用條件及應(yīng)用；(2)難點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程的建立和求解的基本思路，如何以高等數(shù)學(xué)為工具解決物理問題。第四章

動(dòng)能和勢能（8學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）

能量（2）

力的元功（3）

質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理（4）

保守力與非保守力

勢能（5）

功能原理與機(jī)械能守恒律（6）

對心碰撞2．重、難點(diǎn)提示(1)掌握功的定義及計(jì)算變力做功的基本方法。(2)重點(diǎn)熟練掌握動(dòng)能定理，功能原理及其機(jī)械能守恒律，并能運(yùn)用它們解決動(dòng)力學(xué)問題。（3）難點(diǎn)能運(yùn)用動(dòng)量守恒律和機(jī)械能守恒律解決正碰問題第五章

角動(dòng)量、關(guān)于對稱性（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量(2)

質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量定理及角動(dòng)量守恒定律(3)

質(zhì)點(diǎn)系對質(zhì)心的角動(dòng)量定理和守恒定律。2．重、難點(diǎn)提示(1)掌握力矩、角動(dòng)量的計(jì)算方法；(2)重點(diǎn)掌握角動(dòng)量守恒定律的適用條件及應(yīng)用。第六章

剛體力學(xué)（10學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）

剛體運(yùn)動(dòng)的描述（2）

剛體的動(dòng)量

質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理（3）

剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（4）

剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理（5）

剛體平面運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)（6）

剛體的平衡2．重、難點(diǎn)提示(1)重點(diǎn)要熟練掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理，掌握轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念及計(jì)算方法；(2)難點(diǎn)是剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律的分析和計(jì)算第七章

振動(dòng)（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）

簡諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征

（2）簡諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)

（3）簡諧振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換

（4）簡諧振動(dòng)的合成2．重、難點(diǎn)提示(1)重點(diǎn)掌握簡諧振動(dòng)的規(guī)律，深刻理解振幅、圓頻率、相位和相位差等概念，并能熟練地進(jìn)行有關(guān)計(jì)算；(2)難點(diǎn)是簡諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及二者的綜合應(yīng)用第八章

波動(dòng)和聲（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）

波的基本概念（2）

平面簡諧波方程（3）

波動(dòng)方程和波速（4）波的能量分布（5）

波的疊加和干涉

駐波（6）聲波的基本概念（7）

多普勒效應(yīng)2．重、難點(diǎn)提示(1)重點(diǎn)是平面簡諧波方程、波的相干條件及相干疊加規(guī)律；(2)難點(diǎn)建立平面簡諧波方程的方法、相干疊加振幅加強(qiáng)或減弱的條件。第九章

流體力學(xué)（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容(1)靜止流體內(nèi)的壓強(qiáng)(2)理想流體、穩(wěn)定流體、流線和流管（3）不可壓縮流體的連續(xù)性方程（4）伯努利方程2．重、難點(diǎn)提示(1)重點(diǎn)掌握液體靜壓強(qiáng)的概念及其在重力場中靜止流體內(nèi)部壓強(qiáng)的分布規(guī)律；(2)掌握連續(xù)性方程和伯努利方程，并能解決穩(wěn)定流動(dòng)的一般問題；

七、學(xué)時(shí)分配章目教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)理論教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)零數(shù)學(xué)知識20一物理學(xué)和力學(xué)20二質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)100三牛頓運(yùn)動(dòng)定律動(dòng)量守恒定律

80四動(dòng)能和勢能80五角動(dòng)量40六剛體力學(xué)100七

振動(dòng)40八波動(dòng)和聲40九流體力學(xué)40總計(jì)

560八、課程考核方式1.考核方式：筆試；閉卷2.成績構(gòu)成期末考試成績+平時(shí)成績九、

選用教材和參考書目［1］《力學(xué)》（第三版），漆安慎、杜嬋英編，高等教育出版社，2012年；［2］《新概念物理教程-力學(xué)》（第二版），趙凱華，羅蔚茵編，高等教育出版社，2004年；［3］《大學(xué)物理學(xué)-力學(xué)》（第三版），張三慧主