理论力学A》课程教学大纲

附件2日期：2016.6.30一、课程简介与特色1.课程简介：理论力学是一门理论性较强的技术基础课，是研究物体在力作用下机械运动一般规律的科学。

它是各门力学的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。

理论力学以质点、质点系、刚体为研究对象，因所研究问题的不同分为静力学、运动学和动力学三部分。

本课程的任务是使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动的基本规律和研究方法，为学习后继课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件；使学生学会应用理论力学的理论和方法去分析、解决一些简单的工程实际问题；结合本课程的特点，培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学生正确分析问题和解决问题的能力。

Theoretical mechanics is a technical basic course with intensive use of mathematical methods. It is research the science of the general laws of mechanical motions of the material bodies under the action of the forces.It is the important foundation of many advanced courses. It is also widely used in many engineering fields. The research objects are the particle,particle system and rigid body.Theoretical mechanics may be divided in three parts:statics, kinematics and dynamics. The first task of the course is to study the mechanical motions basic laws and research methods of the particle, particle system and rigid body.The second is to lay a good foundation for further study. The third is to create the conditions for the future studying and mastering the new science and technology.The fourth is to analyze and solve some simple engineering problems by using the theory of theoretical mechanics.The fifth is to develop the dialectical materialist world outlook of students.The last is to develop the ability of analysis problems and solving problems of students.2.课程特色：（1）改革与建设相结合，努力形成包括课程内容与体系更新、教材建设、启发式教学方式实行、现代教育技术手段的应用以及考试考核方法在内的全方位教学新体系。

（2）强化精品意识，将课程建设与课程改革的成果系列化、网络化、精品化。

二、课程教学目标及其对专业毕业要求的支撑本课程的教学目标如下：1.掌握力、刚体、平衡等静力学基本概念，能熟练对物体进行受力分析。

2.掌握各类力系的简化方法和平衡条件，并能熟练应用各种力系的平衡方程求解物体系的平衡问题。

3.掌握描述点的运动的方法。

1.熟练掌握速度合成定理和加速度合成定理及其应用。

2.能熟练应用基点法、速度投影法和速度瞬点法求平面图形上各点的速度,用基点法求平面图形上各点的加速度。

3.掌握同运动特征相关的量（动量、动量矩和动能）和同力相关的量（冲量、力矩和功）的物理概念及计算方法，熟练应用动力学普遍定理求解动力学问题。

4.熟练掌握达朗贝尔原理及其应用和虚位移原理的概念及应用。

三、教学内容（一）基本内容绪论理论力学的研究对象、理论力学的内容、学习理论力学的目的、理论力学的研究方法。

静力学1．静力学基本概念和物体的受力分析静力学的研究对象即将解决的三个问题；平衡、刚体、力、等效力系、平衡力系、自由体和非自由体、约束、约束力、和二力杆的概念；静力学公理、力的可传性原理和三力平衡汇交定理、常见约束类型及约束力、分离体和受力图。

2．平面力系力在坐标轴上的投影，合力投影定理，平面汇交力系合成的几何法和解析法，平面汇交力系平衡的几何条件和解析条件，平面汇交力系平衡方程及其应用。

平面力对点之矩的概念及计算，平面力偶和力偶矩的概念及计算，平面内力偶的等效条件，平面力偶的性质，平面力偶系的合成、平衡条件及平衡方程的应用。

力的平移定理，平面任意力系向作用面内一点简化及简化结果分析，合力矩定理，平面任意力系的平衡条件、平衡方程及其应用，平面平行力系的平衡方程及其应用，物系的平衡问题，静定与超静定的概念，平面简单桁架的内力计算。

3．空间力系空间力的投影及其分解，空间力对点的矩和力对轴的矩，空间力偶系的平衡条件、平衡方程及其应用。

空间任意力系向一点的简化及简化结果分析，空间任意力系的平衡条件和平衡方程及其应用。

4．摩擦摩擦现象，滑动摩擦概念、分类及大小计算，摩擦因数、摩擦角和摩擦锥概念，自锁现象，有摩擦时物体和物体系的平衡问题，平衡的临界状态和平衡范围，滚动摩阻的概念。

运动学1．点的运动学描述运动学的研究对象，运动和静止的相对性，参考坐标系，研究点运动的基本方法（矢量法、直角坐标法和自然法），点运动的轨迹方程和运动方程，速度和加速度概念及定义式。

2．刚体的简单运动刚体的平移及其特征；刚体的定轴转动，转动方程，角速度和角加速度，转动刚体内各点的速度和加速度，轮系的传动比。

3．点的合成运动运动的合成和分解，动参考系和定参考系，三种运动（相对运动、绝对运动和牵连运动）定义及判断，相对轨迹和绝对轨迹，三种运动中点的速度、加速度方向判断及大小的计算，点的速度合成定理其应用，点的加速度合成定理及其应用，科氏加速度的确定。

4．刚体的平面运动刚体平面运动的简化，平面运动方程，平面运动的分解，用基点法、速度投影法、速度瞬心法求平面图形内各点的速度，用基点法求平面图形内各点的加速度，运动学综合应用举例。

动力学1．动量定理质点和质点系的动量定义及计算，力的冲量定义及计算，动量定理（微分形式和积分形式）及其应用，动量守恒定律及其应用，质心运动定理及其应用，质心运动守恒定律及其应用。

2．动量矩定理质点和质点系的动量矩定义及计算，质点和质点系的动量矩定理及其应用，动量矩守恒定律及其应用，刚体定轴转动微分方程及其应用，转动惯量定义及计算，回转半径概念，平行轴定理，相对质心的动量矩定理，刚体平面运动微分方程及其应用。

3．动能定理各种力的功的计算，质点和质点系的动能计算，平移、定轴转动和平面运动刚体的动能计算，质点和质点系的动能定理及其应用，功率、功率方程、机械效率概念及应用，势力场、势能、机械能守恒定律概念及应用，动力学普遍定理的综合应用。

4．达朗贝尔原理惯性力概念及计算，质点和质点系的达朗贝尔原理及应用，刚体惯性力系的简化，绕定轴转动刚体的轴承动约束力。

5．虚位移原理约束的分类和约束方程，虚位移、虚功和理想约束概念，虚位移原理及其应用。

（二）重点和难点静力学重点：1．平衡、刚体、力、约束、约束力、二力杆等概念；静力学公理、力的可传性原理和三力平衡汇交定理、常见约束类型及约束力，物体受力分析及画受力图。

2．平面各种力系的简化、平衡条件、平衡方程及其应用，物系的平衡问题，平面简单桁架的内力计算。

3．力在空间直角坐标轴上的投影，力对轴之矩，空间各力系的简化、平衡条件和平衡方程及其应用。

4．滑动摩擦概念、分类及大小计算，自锁现象，有摩擦时物体和物系的平衡问题，平衡的临界状态和平衡范围。

难点：正确地选取分离体并画出受力图，力系的简化，力系的平衡方程及应用，物系平衡的求解，有摩擦时物体和物系的平衡范围。

运动学重点：1．点的运动学描述的自然法。

2. 点的速度合成定理及其应用，点的加速度合成定理及其应用。

3．用基点法、速度投影法和速度瞬心法求平面图形内各点的速度，用基点法求平面图形内各点的加速度。

难点：用基点法求平面图形内各点的加速度。

牵连运动为定轴转动时点的加速度合成定理应用，科氏加速度大小及方向的确定，运动学综合应用。

动力学重点：1．质点和质点系的动量定理、质心运动定理及其应用。

2．质点和质点系的动量矩定理、刚体定轴转动微分方程、刚体平面运动微分方程及其应用。

3．质点和质点系的动能定理、功率方程、机械能守恒定律及其应用，动力学普遍定理的综合应用。

4．刚体惯性力系的简化及达朗贝尔原理的应用。

5．虚位移、虚功概念理解，虚位移原理及其应用。

难点：质心运动守恒定律、刚体平面运动微分方程的应用，普遍定理的综合应用、刚体惯性力系的简化。

四、学时分配表 3－1 课程学时分配表五、达成课程目标的途径与措施1. 课上老师认真讲解，做到语言生动、概念准确、举例恰当合适；并注意师生互动， 采取措施使学生课堂学习变被动为主动。

2. 课后布置适量的作业，让学生对课堂内容加以练习与巩固。

3. 改革考核方式，以调动学生平时学习的积极性。

除最后期末考试外，还举行期中测 试并计入总评成绩。

另外作业情况、考勤情况和课堂回答问题情况都计入总评成绩。

六、考核方式考核分平时和期末两部分，最后取综合评定成绩，其中平时成绩考核方式为考查，主要包括考勤、作业及期中测试，占总评成绩的 20%左右；期末成绩考核方式为闭卷笔试， 内容为基本要求所涉及内容，占总评成绩的 80%左右。

七、推荐教材及参考资料推荐教材：《Theoretical mechanics 》，主编：Luan Xifu ，Zhang Tao ，Zhao Chunxiang ，出版 社：哈尔滨工业出版社，出版或修订时间：2007 年.《理论力学》(第七版)I 册，主编：哈尔滨工业大学理论力学教研室，出版社：高等 教育出版社，出版或修订时间：2016 年.参考书：《理论力学》，主编：清华大学理论力学教研组，出版社：人民教育出版社，出版或修 订时间：2010 年.讲授 其他 （习题、研讨）实践（实验） 小计 1 10 绪论5 5 1 静力学基本概念和物体的受力分析 8 210 2 平面力系 4 4 3 空间力系 4 4 4 摩擦4 45 点的运动学描述和刚体的简单运动6 8 2 6 点的合成运动 26 87 刚体的平面运动 4 48 动量定理 6 69 动量矩定理 8 8 10 动能定理 6 6 11 达朗贝尔原理 4412 虚位移原理66672合 计学时 课程内容教学环节《理论力学》，主编：郝桐生，出版社：高等教育出版社，出版或修订时间：2017年.。