理论力学课程教学大纲

《理论力学》课程教学大纲

课程名称：理论力学课程代码：MEAU3003

英文名称：Theoretical mechanics

课程性质：专业选修课程学分/学时：学分63学时

开课学期：第7学期

适用专业：机械工程及自动化，机械电子

先修课程：机械制图，高等数学

后续课程：材料力学

开课单位：机电工程学院课程负责人：高强

大纲执笔人：高强大纲审核人：倪俊芳

一、课程性质和教学目标（在人材培育中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）

课程性质：大类基础课，理论力学是大学工科本、专科学生而开设的专业基础课，是机械类本专科专业的一门骨干课程。

教学目标：理论力学是机械专业的一门重要的、理论性较强的大类基础课，在许多工程技术领域中有着普遍的运用。通过本课程的学习，要使学生掌握理论力学的大体概念及理论，能够把简单的工程问题抽象为力学模型，并正确地进行力学分析；也要使学生掌握物体、物体系平衡问题的求解；掌握质点、质点系和刚体机械运动的大体规律和研究方式；应用本课程的理论和方式解决一些简单的工程实际问题，培育其独立分析问题、解决问题的能力。

本课程的具体教学目标如下：

1.使学生掌握物体的受力分析方式，和各类力系的简化方式和平衡条件，并能求解各类静定结构的静力学问题；

2.掌握质点、质点系和刚体的运动描述方式和运动分析方式，能求解刚体系的运动学问题；

3.针对证点系包括刚体研究对象，掌握作使劲与其运动之间的关系，能应使劲与运动之间的关系求解动力学问题。

教学目标与毕业要求的对应关系：

造成的损害，并能够表达自己

见解与认知

二、课程教学内容及学时分派（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：；难点内容：∆）

(1)教学内容

1、绪论

目标及要求：

掌握理论力学的研究对象、目的和任务，主要内容及研究方式

2、第一章静力学公理和物体的受力分析

目标及要求：

1)深切地理解力、刚体、平衡和约束等重要概念。

2)静力学公理（或力的大体性质）是静力学的理论基础，要求深切理解。

3)明确和掌握约束的大体特征及约束反力的画法。

4)熟练而正确地对单个物体与物体系统进行受力分析，画出受力图。

5)掌握力多边形法则及平面汇交力系合成与平衡的几何条件

重点及难点：

力、刚体、平衡和约束等概念；

静力学公理及其推论柔性约束、滑腻支承面约束、滑腻铰链约束的特征及其反力的画法；

单个物体及物体系统的受力分析。

∆滑腻铰链的约束特征（尤其是销钉连接二个以上的构件即复合铰），物

体系统的受力分析，平面汇交力系（多个力）合成与平衡的几何法。

3、第二章平面力系

目标及要求：

1)能正确地将力沿坐标轴分解和求力在座标轴上的投影，对合力投影定理及力对点之矩应有清楚的理解，并能熟练地计算。

2) 2.深切理解力偶和力偶矩的概念，明确平面力偶的性质和平面力偶的等效条件。

3)掌握平面任意力系向一点简化的方式，会应用解析法求主矢和主矩，熟知平面任意力系简化的结果。

4)深切理解平面力系的平衡条件及平衡方程的三种形式。

5)能熟练地计算在平面任意力系作用下物体和物体系统的平衡问题。

6)正确理解静定与静不定的概念，会判断物体系统是不是静定。

7)理解简单桁架的简化假设，掌握计算其杆件内力的节点法和截面法及其综合作用。

重点及难点：

力、刚体、平衡和约束等概念；

静力学公理及其推论；

柔性约束、滑腻支承面约束、滑腻铰链约束的特征及其反力的画法；

单个物体及物体系统的受力分析。

∆滑腻铰链的约束特征（尤其是销钉连接二个以上的构件即复合铰），物体系统的受力分析，平面汇交力系（多个力）合成与平衡的几何法。

4、第三章空间力系

目标及要求：

1)能熟练地计算力在空间直角坐标轴上的投影。

2)熟练掌握力对点之矩与力对轴之矩的计算。

3)对空间力偶的性质及其作用效应有清楚的理解。

4)了解空间力系向一点简化的方式，明确空间力系合成的四种结果。

5)能正确地画出各类常见空间的约束反力。

6)会应用各类形式的空间力系平衡方程求解简单空间平衡问题。

7)对平行力系中心和重心应有清楚的概念，能熟练地应用坐标公式求物体的重心。

重点及难点：

力在空间直角坐标轴上的两种投影法；

力对轴之矩和力对点之矩计算及力矩关系定理；

空间汇交力系、空间任意力系、空间平行力系的平衡方程及其应用；

各类常见的空间约束及约束反力画法；

.重心的坐标公式。

∆力在座标轴上的二次投影；

∆空间力偶矩矢在座标轴上的投影；

∆空间结构的几何关系与立体图；

∆解空间力系平衡问题时力矩轴的选取；

∆求组合体的形心坐标。

五、第四章摩擦

目标及要求：

1)牢固掌握滑动摩擦的性质，深刻理解库仑摩擦定律的内涵；

2)熟练求解考虑滑动摩擦时的平衡问题（解析法、几何法）。

3)了解全反力、摩擦角、自锁等概念，了解转动摩擦现象。

重点及难点：

滑动摩擦力和临界滑动摩擦力，滑动摩擦定律；

考虑滑动摩擦时物体的平衡问题的求解方式。

∆正确区分不同类型的含摩擦平衡问题；

∆正确判断摩擦力的方向及正确应用库仑摩擦定律。

六、第五章点的运动学

目标及要求：

1)能用矢量法成立点的运动方程，求点的速度和加速度。

2)能熟练地应用直角坐标法成立点的运动方程，求点的轨迹、速度和加速度。

3)能熟练地应用自然法求点在平面上作曲线运动时的运动方程、速度和加速度，并正确理解切向加速度和法向加速度的物理意义。

重点及难点：

的曲线运动的直角坐标法，点的运动方程，点的速度和加速度在直角坐标轴上的投影；

点的曲线运动的自然法（以在平面内运动为主），点沿已知轨迹的运动方程，点的切向加速度和法向加速度。

∆自然轴系的几何概念，速度与加速度在自然轴上投影的推导。