理論力學(xué)-汽服-課程教學(xué)大綱

《理論力學(xué)》本科課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱理論力學(xué)TheoreticalMechanics課程代碼2080181課程學(xué)分3課程學(xué)時(shí)48理論學(xué)時(shí)48實(shí)踐學(xué)時(shí)0開(kāi)課學(xué)院機(jī)電學(xué)院適用專業(yè)與年級(jí)機(jī)械、汽服專業(yè)一年級(jí)或二年級(jí)課程類別與性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)必修考核方式考試選用教材理論力學(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2016年9月第8版是否為馬工程教材否先修課程高等數(shù)學(xué)（上）2100013（6）、大學(xué)物理(1)2100001（3）課程簡(jiǎn)介理論力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的科學(xué)，本課程研究的內(nèi)容主要包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三大部分。本課程是機(jī)械類專業(yè)的一門(mén)理論性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生獲得分析、綜合和歸納力學(xué)問(wèn)題的能力，為今后從事機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、維修、調(diào)試、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與管理工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生獲得研究物體受力的分析方法，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及受力物體的運(yùn)動(dòng)與作用力之間關(guān)系的能力。是從事機(jī)械專業(yè)技術(shù)人員必須具備的基礎(chǔ)知識(shí)與基本能力。其課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)和目標(biāo)是：使學(xué)生初步掌握靜力學(xué)基本知識(shí)，平面力系，空間力系，摩擦，點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)，剛體的平面運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力學(xué)基本方程，動(dòng)量定理，動(dòng)量矩定理，動(dòng)能定理，達(dá)朗伯原理，虛位移原理。為今后進(jìn)一步深造打下基礎(chǔ)。理論力學(xué)是現(xiàn)代工程技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)，它在工科院校中是一門(mén)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。一方面可以直接應(yīng)用理論力學(xué)的知識(shí)來(lái)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題；另一方面理論力學(xué)也可以為學(xué)習(xí)一系列后續(xù)課程，例如材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)以及流體力學(xué)等提供重要基礎(chǔ)。理論力學(xué)是一門(mén)演繹性較強(qiáng)的課程，對(duì)訓(xùn)練邏輯思維頗有好處，同時(shí)，理論力學(xué)的習(xí)題變化多端，可以培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用及其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。選課建議與學(xué)習(xí)要求本課程適用于機(jī)械類、機(jī)電類專業(yè)本科生選修。選修時(shí)間最好是大一第二學(xué)期或二年級(jí)。學(xué)習(xí)該課程的基礎(chǔ)知識(shí)要求是：高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理（力學(xué)部分）。

二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求（一）課程目標(biāo)類型序號(hào)內(nèi)容知識(shí)目標(biāo)1理解靜力學(xué)平面和空間力系平衡問(wèn)題，掌握受力分析和求解平衡方程。2理解運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)、剛體的不同運(yùn)動(dòng)形式，掌握求解速度、加速度、運(yùn)動(dòng)軌跡的不同方法。3理解動(dòng)力學(xué)的基本定律，運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程。技能目標(biāo)4能夠利用力學(xué)知識(shí)對(duì)生活或生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行受力分析及運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算。素養(yǎng)目標(biāo)(含課程思政目標(biāo))5能在涉及機(jī)械工程的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中綜合考慮社會(huì)、環(huán)境、健康、安全、法律和文化等制約因素。6了解工程領(lǐng)域中的橋梁建設(shè)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，體會(huì)這些領(lǐng)域?qū)τ谏鐣?huì)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感和使命感。（二）課程支撐的畢業(yè)要求LO1工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決機(jī)械專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的復(fù)雜工程問(wèn)題。=2\*GB3②能針對(duì)具體的對(duì)象建立數(shù)學(xué)模型并求解；能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法用于推演、分析汽車(chē)服務(wù)工程專業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題LO2問(wèn)題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析機(jī)械工程相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行控制、檢測(cè)維修等有關(guān)的機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。=1\*GB3①能運(yùn)用相關(guān)科學(xué)原理，數(shù)學(xué)模型方法，識(shí)別和判斷機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵參數(shù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并可正確表達(dá)相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題。LO3設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。=3\*GB3③能在涉及復(fù)雜的專業(yè)技術(shù)問(wèn)題方案解決過(guò)程中綜合考慮社會(huì)、環(huán)境、健康、安全、法律和文化等制約因素。LO12終身學(xué)習(xí)：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。=1\*GB3①能在社會(huì)發(fā)展的大背景下，認(rèn)識(shí)到自主和終身學(xué)習(xí)的必要性；（三）畢業(yè)要求與課程目標(biāo)的關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐度課程目標(biāo)對(duì)指標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度LO1=2\*GB3②M1.理解靜力學(xué)平面和空間力系平衡問(wèn)題，掌握受力分析和求解平衡方程。40%M2.理解運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)、剛體的不同運(yùn)動(dòng)形式，掌握求解速度、加速度、運(yùn)動(dòng)軌跡的不同方法。40%L3.理解動(dòng)力學(xué)的基本定律，運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程。20%LO2H4.能夠利用力學(xué)知識(shí)對(duì)生活或生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行受力分析及運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算。100%LO3=3\*GB3③H5.能在涉及機(jī)械工程的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中綜合考慮社會(huì)、環(huán)境、健康、安全、法律和文化等制約因素。100%LO12H6.了解工程領(lǐng)域中的橋梁建設(shè)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，體會(huì)這些領(lǐng)域?qū)τ谏鐣?huì)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感和使命感。100%三、課程內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)（一）各教學(xué)單元預(yù)期學(xué)習(xí)成果與教學(xué)內(nèi)容單元知識(shí)點(diǎn)能力要求教學(xué)難點(diǎn)1.靜力學(xué)（24課時(shí)理論）1.知道平衡、剛體和力的概念。L12.理解等效力系和平衡力系的概念。L23.運(yùn)用靜力學(xué)的公理，綜合受力圖的畫(huà)法與技巧。L34.運(yùn)用力、力矩和力偶的概念及其性質(zhì)和計(jì)算。L25.綜合平面力系的平衡條件和平衡方程。L56.知道靜定與靜不定問(wèn)題的概念。L17.理解空間力的投影、力對(duì)軸之矩與力偶矩的計(jì)算。L28.運(yùn)用摩擦的基本知識(shí)、知道摩擦錐、摩擦自鎖和滾動(dòng)摩阻的概念。L31.能夠準(zhǔn)確畫(huà)出研究對(duì)象的受力圖。2.能夠運(yùn)用平面任意力系的平衡條件和平衡方程。3.能夠理解空間匯交力系、空間力偶系與空間任意力系的平衡條件。4.能夠分析考慮摩擦?xí)r物體和物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題。1.物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題。2.空間力系的平衡方程。3.考慮摩擦?xí)r物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題。2.運(yùn)動(dòng)學(xué)（16課時(shí)理論）1.理解點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)和剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)。L22.運(yùn)用描述點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的矢量法、直角坐標(biāo)法和自然坐標(biāo)法。L33.知道剛體平動(dòng)的特征和結(jié)論。L14.知道剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征。L15.運(yùn)用定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角速度、角加速度以及剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度的計(jì)算公式。L36.理解合成運(yùn)動(dòng)的基本概念。L27.分析點(diǎn)的速度合成定理和牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理。L48.理解剛體平面運(yùn)動(dòng)的概念。L29.分析基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影法求解有關(guān)平面圖形上各點(diǎn)的速度。L410.理解平面圖形上各點(diǎn)的加速度計(jì)算方法。L21.能夠運(yùn)用直角坐標(biāo)法和自然法研究點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。2.能夠正確分析剛體平動(dòng)、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度。3.能夠運(yùn)用點(diǎn)的速度合成定理及牽連運(yùn)動(dòng)是平移時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理。4.能夠運(yùn)用基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影法求解有關(guān)平面圖形上各點(diǎn)的速度和加速度。1.矢量法研究點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。2.牽連運(yùn)動(dòng)是定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理、科氏加速度。3.基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度。3.動(dòng)力學(xué)（8課時(shí)理論）1.理解動(dòng)力學(xué)的基本定律，運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程。L22.理解動(dòng)量、沖量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、動(dòng)量矩、動(dòng)能、功、勢(shì)能等概念。L23.分析動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理及其守恒定理。L41.能夠運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程解決動(dòng)力學(xué)第一類問(wèn)題（已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程求力）和第二類問(wèn)題（已知受力求運(yùn)動(dòng)）。2.能夠分析質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理，及其相應(yīng)的守恒定理。3.能夠運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩定理、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的微分方程及其相應(yīng)的守恒定理。1.剛體平面運(yùn)動(dòng)的微分方程。2選擇動(dòng)力學(xué)普遍定理的綜合運(yùn)用求解質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。（二）教學(xué)單元對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系課程目標(biāo)教學(xué)單元1234561：靜力學(xué)√√√√2：運(yùn)動(dòng)學(xué)√√√√3：動(dòng)力學(xué)√√√（三）課程教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配教學(xué)單元教與學(xué)方式考核方式學(xué)時(shí)分配理論實(shí)踐小計(jì)1：靜力學(xué)理論教學(xué)、分組討論平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、期末考試24242：運(yùn)動(dòng)學(xué)理論教學(xué)、分組討論平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、期末考試16163：動(dòng)力學(xué)理論教學(xué)、分組討論平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、期末考試88合計(jì)4848四、課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)一、學(xué)習(xí)切入點(diǎn) 強(qiáng)調(diào)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略：介紹理論力學(xué)在航空領(lǐng)域和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略中的地位和作用，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)理論力學(xué)對(duì)航空領(lǐng)域發(fā)展的重要性。 突出社會(huì)責(zé)任感：介紹工程領(lǐng)域中的橋梁建設(shè)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，讓學(xué)生了解這些領(lǐng)域?qū)τ谏鐣?huì)發(fā)展的重要性，從而培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。 二、開(kāi)展途徑 案例分析法：通過(guò)分析我國(guó)航空發(fā)展的典型案例，引導(dǎo)學(xué)生深入了解理論力學(xué)的應(yīng)用和前景。 小組討論法：通過(guò)小組討論的方式，引導(dǎo)學(xué)生探討工程的倫理、安全和社會(huì)責(zé)任等問(wèn)題。三、考核方式 課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生在課堂上的參與度和討論表現(xiàn)，評(píng)估他們對(duì)課堂思政內(nèi)容的理解和認(rèn)同。 案例分析報(bào)告：要求學(xué)生撰寫(xiě)航空應(yīng)用的案例分析報(bào)告，評(píng)估他們對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。 小組討論成果：評(píng)估學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)，包括發(fā)言質(zhì)量、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和問(wèn)題解決能力等方面。 通過(guò)以上課堂思政元素，培養(yǎng)