理论力学课程教学大纲

理论力学课程教学大纲(72学时)
（附实验教学大纲，8学时）
一、课程名称：理论力学B
Theoretical Mechanics B。

二、课程编号：1701105。

三、学分学时：4.5学分/ 72学时。

四、使用教材：《理论力学》，武清玺、冯奇主编，高等教育出版社，2003年；
《理论力学》，武清玺、徐鉴主编，高等教育出版社，2010年；
《理论力学》，许庆春等主编，中国水利水电出版社，2010年。

五、课程属性：学科基础课/ 必修。

六、教学对象：大禹、水工、土木、港航、海洋、交通、农水等专业本科生。

七、开课单位：力学与材料学院工程力学系。

八、先修课程：高等数学、物理学等。

九、教学目标：
理论力学是一门理论性较强的技术基础课。

它既是后续力学课程及相关专业课程的理论基础，又可直接应用于实际工程问题。

本课程的目标是：使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和分析方法，培养学生抽象思维与逻辑推理能力，初步学会利用所学理论和方法分析、解决一些工程实际问题，为学习后继课程打好必要的基础，也为将来独立进行科研工作创造条件。

十、课程要求：
本课程采用以课堂教学为主，课内讨论、课后练习和集中答疑为辅的教学模式，开展启发式、研究式、互动式等教学方式，使学生掌握有关的基本概念、基本理论和基本方法及其应用，能较熟练和较灵活地应用矢量方法求解各类典型问题，重点培养学生的抽象思维与逻辑推理能力、力学分析计算能力以及解决实际问题的能力。

本课程要求课前较好地掌握高等数学、物理学等课程的有关知识；课内主动参与讨论；课后按时完成布置的作业。

教学环节的具体要求为：
⏹完成140～160题作业；
⏹二次课堂测验；
⏹一次期中考试；
⏹一次期末考试；
⏹每周一次集中答疑。

学生必须独立完成作业，如果发现严重抄袭等情况，将取消该项成绩。

十一、教学内容：
本课程主要内容包括：
第一章绪论、基本概念及基本原理（8学时）
⏹知识要点：平衡、刚体和力的概念，静力学基本原理，非自由体，约束，约束的
基本类型等概念，约束反力。

计算简图和示力图的分析。

⏹重点难点：计算简图和受力分析画示力图。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、课后答疑。

第二章力系的简化（5学时）
⏹知识要点：力的投影和分解，合力，主矢量，主矩，合力矩定理，集度，重心。

⏹重点难点：力系简化结果的计算，合力矩定理的应用。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、课后答疑。

第三章力系的平衡（8学时）
⏹知识要点：汇交力系的平衡条件，力偶系平衡条件，任意力系的平衡条件。

⏹重点难点：物体系统的平衡分析。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、增加习题讨论、课后答疑。

第四章静力学专题应用（6学时）
⏹知识要点：桁架的内力分析，滑动摩擦，滚动摩擦。

⏹重点难点：桁架内力分析的截面法，有摩擦的平衡分析。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、增加习题讨论、课后答疑。

第五章点的运动（3学时）
⏹知识要点：点运动描述的三种方法：矢量法，直角坐标法，自然法。

⏹重点难点：点运动方程的建立，自然法中加速度的计算。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、课后答疑。

第六章刚体的基本运动（2学时）
⏹知识要点：刚体的平动及其特征。

刚体定轴转动的定义，转动方程，角速度和角加
速度的计算，泊桑公式。

⏹重点难点：转动刚体内任一点的速度和加速度的计算，刚体内各点速度和加速度的
矢量表示。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、课后答疑。

第七章点的合成运动（6学时）
⏹知识要点：运动的合成与分解，动参考系与静参考系。

相对运动、绝对运动和牵连
运动，点的速度合成定理及应用、牵连运动是平动时的加速度合成定理、牵连运动是转动时的加速度合成定理。

科氏加速度。

⏹重点难点：速度和加速度合成定理的应用。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、增加习题讨论、课后答疑。

第八章刚体的平面运动(5学时)
⏹知识要点：刚体平面运动的概念，刚体的平面运动方程的建立。

速度分析的基点法
和瞬心法，加速度分析的基点法。

⏹重点难点：速度分析的瞬心法，加速度分析的基点法。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、增加习题讨论、课后答疑。

第九章质点动力学微分方程（3学时）
⏹知识要点：动力学基本定律，惯性和质量，惯性坐标系等基本概念。

质点运动微分
方程的矢量形式、直角坐标形式、自然轴投影形式。

质点动力学的两类问题及其
求解。

⏹重点难点：动力学微分方程的建立和求解。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、课后答疑。

第十章质心运动定理动量定理（3学时）
⏹知识要点：质心运动定理，质心运动守恒条件。

质点和质点系的动量，力的冲量，
动量定理。

动量守恒条件。

冲量方程。

⏹重点难点：质心运动定理和动量定理的应用。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、课后答疑。

第十一章动量矩定理（6学时）
⏹知识要点：转动惯量，平行轴定理，惯性积和惯性主轴。

质点和质点系的动量矩。

质点和质点系的动量矩定理。

动量矩守恒条件。

定轴转动刚体对转轴的动量矩。

定轴转动微分方程。

相对于质心的动量矩定理。

刚体平面运动微分方程。

⏹重点难点：动量矩定理的应用，刚体平面运动微分方程的应用。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、增加习题讨论、课后答疑。

第十二章动能定理（6学时）
⏹知识要点：功的概念。

元功的表达式。

合力的功。

重力、弹性力和摩擦力的功。

力偶和力矩的功。

内力和约束力的功。

内力功为零的示例。

质点、质点系的动能。

平动、转动和平面运动刚体的动能。

质点、质点系的动能定理。

功率、功率方程。

势力场的概念。

势能、机械能守恒定理。

动力学普遍定理的综合应用。

⏹重点难点：动力学普遍定理的综合应用。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、增加习题讨论、课后答疑。

第十三章达兰贝尔原理（5学时）
⏹知识要点：惯性力概念，达兰贝尔原理，转动刚体轴承处的动反力，消除动反力
的条件，动平衡和静平衡的概念。

⏹重点难点：达兰贝尔原理的应用。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、增加习题讨论、课后答疑。

第十四章虚位移原理（6学时）
⏹知识要点：约束的分类和约束方程，虚位移，自由度，广义坐标，理想约束等概
念。

虚位移原理。

⏹重点难点：自由度，虚位移原理的应用。

⏹教学方法：讲授、讨论、布置习题、增加习题讨论、课后答疑。

十二、实践环节：
修学理论力学实验课程。

十三、教学参考：
1、参考教材：
⏹理论力学（第7版），哈尔滨工业大学理论力学教研室编，高等教育出版社，2009。

⏹理论力学（第二版），刘延柱、杨海兴、朱本华编著，高等教育出版社，2001；
⏹理论力学，谢传峰、王琪主编，高等教育出版社，2009。

⏹理论力学，贾书惠、李万琼编著，高等教育出版社，2002年。

2、网络资源
⏹河海大学理论力学网络课程/jpkc2007；
⏹天津大学理论力学网络课程/webclass/lllx；
⏹上海交通大学理论力学网络课程/kc/kc.asp；
西南交通大学理论力学网络课程/C29/start.htm。

十四、考核方式：
(1) 闭卷考试；(2) 资格考试＋小论文，面试等考试方式。

十五、课程说明：
本课程为机械、土木、力学等学科硕士研究生入学和复试课程。

本课程为国家级精品课程、江苏省一类优秀课程。

大纲编写人：赵引
大纲编写时间：2012年04月08日
附件：
《理论力学实验》教学大纲
一、课程名称：
理论力学实验；Theoretical Mechanics experiment
二、课程编号：
三、教学对象：
大禹、水工、土木、港航、海洋、交通、农水等专业本科生。

四、教材或实验指导书名称：
《基础力学实验》教材及《理论力学创新实验》指南讲义。

五、学时学分：0.5学分
六、实验的地位、作用和目的：
基于力学基础理论，启发创新思维意识，培养科研实践能力, 培养学生的创造性思维能力和动手能力。

提高创新兴趣、调动创新积极性、激发创造欲望；
七、实验的基本内容与基本要求：
课程的主要内容有：力学创新教学（包括力学在工程中的应用；灵感与创造实物展览，多媒体理论与工程导航教学等）；静动摩擦系数的量测；物体转动惯量的量测；学生自己创新设计实践。

八、设备与器材配置：
多媒体导航台；摩擦系数量测装置；转动惯量量测装置。

九、考核方式：
提交实验报告，及创新设计作品。

十、实验项目与内容提要。