《理論力學(xué)》課程教學(xué)大綱

《理論力學(xué)》教學(xué)大綱課程編號(hào):631010課程名稱：理論力學(xué)課程英文名稱：TheoreticalMechanics課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：必修課學(xué)時(shí)（理論+實(shí)踐）：64學(xué)分：4開課學(xué)期：第二學(xué)期選用教材：《理論力學(xué)》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編，高等教育出版社，2009主要參考書:《理論力學(xué)》,哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編，高等教育出版社，1997《理論力學(xué)》，李慧劍、杜國君等，科學(xué)出版社，2009《理論力學(xué)》，胡守信編，高等教育出版社，1986《理論力學(xué)》，朱照宣編，北京大學(xué)出版社，1987一、中英文課程簡介：理論力學(xué)以微積分理論為基礎(chǔ)，介紹最基本的經(jīng)典力學(xué)原理。本課程涵蓋經(jīng)典力學(xué)的基本概念以及質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)組剛體靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)原理。Thiscoursebuildsontheprinciplesmasteredinthecourse"DifferentialandIntegralCalculus"andwillintroducethestudentstothefundamentalsofClassicMechanics.ThissubjectcoversbasicconceptsofClassicmechanicsandmechanicalbehaviorofmasspoint,theparticlegroupandrigidbody,includingstatics,dynamics,andkinematics.二、課程的目的、性質(zhì)和任務(wù)理論力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課它是各門力學(xué)的基礎(chǔ)，并在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動(dòng)（包括平衡）的基本規(guī)律和研究方法，為學(xué)習(xí)有關(guān)的后繼課程打好必要的基礎(chǔ)，并為將來學(xué)習(xí)和掌握新的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造條件；使學(xué)生初步學(xué)會(huì)應(yīng)用理論力學(xué)的理論和方法分析、解決一些簡單的工程實(shí)際問題；結(jié)合本課程的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的能力。三、教學(xué)基本要求總的要求：對質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系的剛體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)（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(yīng)用。具體要求：.對簡單的物體系統(tǒng)，能熟練地取分離體并畫出受力圖。能運(yùn)用平衡條件求解單個(gè)物體和簡單物體系的平衡問題（包括考慮滑動(dòng)摩擦的問題）。對平面問題要求熟練。了解摩阻的概念。.熟悉剛體平動(dòng)、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)的特征，并能熟練地計(jì)算剛體的角速度和角加速度、剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度運(yùn)動(dòng)分析。.掌握運(yùn)動(dòng)合成和分解的基本概念和方法。熟練掌握點(diǎn)的速度合成定理和牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)的加速度合成定理的應(yīng)用。掌握牽連運(yùn)動(dòng)為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)加速度合成定理及其應(yīng)用。.能理解并熟練計(jì)算動(dòng)力學(xué)中各基本物理量（動(dòng)量、動(dòng)量矩、動(dòng)能、沖量、功、勢能等）.能正確地列出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和剛體運(yùn)動(dòng)（包括剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)）的動(dòng)力學(xué)微分方程并能求解有關(guān)的問題。.熟練掌握動(dòng)力學(xué)普遍定理及相應(yīng)的守恒定理，能熟練選擇和綜合應(yīng)用這些定理去求解工程中簡單的理論力學(xué)問題。.會(huì)計(jì)算慣性力。掌握剛體平動(dòng)以及對稱剛體作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性力系的簡化結(jié)果，能熟練的應(yīng)用達(dá)朗伯原理求解簡單的動(dòng)力學(xué)問題。了解靜平衡和動(dòng)平衡的概念。8,能掌握虛位移原理的有關(guān)概念及其應(yīng)用。四、各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第一部分靜力學(xué)：1、靜力學(xué)公理和物體的受力分析：靜力學(xué)公理、約束和約束反力、物體的受力分析和受力圖。2、平面匯交力系與平面力偶系：平面匯交力系合成與平衡的幾何法和解析法、力的分解和力在軸上的投影、力對點(diǎn)之矩、合力矩定理、平面力偶理論、平面力偶系的合成和平衡方程。3、平面任意力系：力的平移定理、平面任意力系向一點(diǎn)的簡化、平面任意力系的平衡方程、靜定與靜不定的概念、物體系統(tǒng)的平衡、平面簡單桁架的內(nèi)力計(jì)算。4、空間力系：空間匯交力系、力對軸之矩與力對點(diǎn)之矩、空間力偶理論、空間任意力系的簡化、空間任意力系的平衡方程。5、摩擦及其平衡問題：滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩阻、摩擦角和自鎖現(xiàn)象、考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題。第二部分運(yùn)動(dòng)學(xué)：1、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)：確定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)位置的基本方法、點(diǎn)的速度與加速度的矢量表示、點(diǎn)的速度與加速度的直角坐標(biāo)表示、點(diǎn)的速度與加速度的弧坐標(biāo)表示。2、剛體的簡單運(yùn)動(dòng)：剛體的平動(dòng)、剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度、定軸輪系的傳動(dòng)問題。3、點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)：點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)基本概念、點(diǎn)的速度合成定理、牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)的加速度合成定理、牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的加速度合成定理。4、剛體的平面運(yùn)動(dòng)：剛體平面運(yùn)動(dòng)的分解、求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的基點(diǎn)法和投影法、求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的瞬心法、求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)加速度基點(diǎn)法、運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合應(yīng)用。第三部分動(dòng)力學(xué)：1、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本方程：動(dòng)力學(xué)的基本定律、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題。2、動(dòng)量定理：動(dòng)量與沖量、質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理。3、動(dòng)量矩定理：動(dòng)量矩、質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩定理、剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程、剛體對軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、剛體的平面運(yùn)動(dòng)微分方程。4、動(dòng)能定理：力的功和動(dòng)能、質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理、功率與功率方程、勢力場和勢能、機(jī)械能守恒定律、基本定理的綜合應(yīng)用。5、達(dá)朗貝爾原理：慣性力、質(zhì)點(diǎn)系的達(dá)朗貝爾原理、剛體慣性力系的簡化。6、具體學(xué)時(shí)安排章次教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)章次教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)緒論緒論2第八章剛體的平面運(yùn)動(dòng)4第一章靜力學(xué)基本概念及公理2第九章質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方程4第二章平面力系10第十章動(dòng)量定理6第三章空間力系6第十一