理论力学课程教学大纲.
理论力学教学大纲
理论力学教学大纲理论力学教学大纲一、课程概述理论力学是物理学的基础科目，它涉及到对物体运动和力的基本理论的研究。
这包括对牛顿定律、动能、动量、力矩、万有引力定律、弹性力学、流体力学等方面的学习。
通过这门课程，学生将建立起对自然界物体运动的深刻理解，这将为进一步学习物理学以及其他相关学科奠定坚实的基础。
二、课程目标1、理解并掌握牛顿运动定律及其应用。
2、理解并掌握动量和动量守恒定律及其应用。
3、理解并掌握角动量、角动量守恒及其应用。
4、理解并掌握牛顿万有引力定律及其应用。
5、理解并掌握弹性力学的基本原理和应用。
6、理解并掌握流体力学的基本原理和应用。
三、课程内容1、第一章：绪论介绍理论力学的研究对象和研究方法。
2、第二章：牛顿运动定律学习内容：运动学基础，牛顿运动定律，牛顿第二定律的应用。
3、第三章：动量和动量守恒学习内容：动量，动量定理，动量守恒定律，动量的应用。
4、第四章：角动量与角动量守恒学习内容：角动量，角动量定理，角动量守恒定律，角动量的应用。
5、第五章：万有引力定律及其应用学习内容：万有引力定律，行星运动，人造卫星运动，万有引力的应用。
6、第六章：弹性力学学习内容：弹性力学基本原理，弹性力学问题的应用。
7、第七章：流体力学学习内容：流体力学基本原理，流体力学问题的应用。
四、教学方法1、采用课堂讲解的方式，深入浅出地解释理论力学的概念和原理。
2、通过实例和习题练习，使学生更好地理解和掌握理论力学的基本知识。
3、通过小组讨论和互动，鼓励学生主动参与，提高学习积极性。
4、适当引入现代教学技术，如多媒体教学，以提高教学效率。
五、评估方式1、平时作业：要求学生按时完成每章后的习题，以检验学生对课堂内容的掌握情况。
2、期中考试：通过试卷形式考察学生对课程内容的理解程度和运用能力。
3、期末考试：综合考察学生对课程内容的掌握程度和运用能力。
4、学习态度和课堂参与度：评价学生的课堂参与度和学习态度，以激励学生更积极地参与课堂讨论和学习活动。
理论力学教学大纲
理论力学教学大纲理论力学教学大纲理论力学是物理学中的一门基础课程，它研究物体在力的作用下的运动规律。
作为物理学的核心内容之一，理论力学在培养学生科学思维和分析问题的能力方面起着重要的作用。
因此，制定一份合理的理论力学教学大纲对于学生的学习和教师的教学都具有重要意义。
一、课程目标理论力学教学的首要目标是培养学生的物理思维和问题解决能力。
通过学习理论力学，学生应该能够理解和应用牛顿运动定律、动量守恒定律、角动量守恒定律等基本原理，能够分析和解决与力学相关的实际问题。
二、教学内容1. 牛顿运动定律学生应该了解牛顿运动定律的基本原理和应用方法。
通过学习牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，学生能够理解物体的运动状态和力的相互作用关系。
2. 动量守恒定律学生应该掌握动量守恒定律的概念和应用。
通过学习动量守恒定律，学生能够分析和解决与碰撞、爆炸等相关的问题。
3. 角动量守恒定律学生应该理解角动量守恒定律的原理和应用。
通过学习角动量守恒定律，学生能够分析和解决与旋转运动、力矩等相关的问题。
4. 力学系统学生应该了解力学系统的概念和分类。
通过学习力学系统的特性和相互作用关系，学生能够分析和解决复杂的力学问题。
5. 力学运动学学生应该掌握力学运动学的基本概念和运动规律。
通过学习位移、速度、加速度等概念，学生能够描述和分析物体的运动状态。
6. 力学动力学学生应该理解力学动力学的基本原理和应用方法。
通过学习力、质量、加速度等概念，学生能够分析和解决与力学相关的动力学问题。
三、教学方法1. 理论讲解教师应该通过系统的理论讲解，向学生介绍和解释理论力学的基本概念、原理和定律。
教师可以借助实例和图表等方式，使抽象的理论变得具体和易于理解。
2. 实验演示教师可以通过实验演示，向学生展示理论力学的基本原理和应用方法。
通过实际观察和数据分析，学生能够深入理解理论力学的实际意义和应用价值。
3. 问题解析教师可以提供一些与理论力学相关的问题，引导学生进行分析和解答。
理论力学教学大纲(64学时)09-10
《理论力学》课程教学大纲（开实验2个）Theoretical Mechanics学时：64 学分： 3层次：本科适用专业：机械设计、机电、汽车服务类等第一部分大纲说明一、课程性质、目的和培养目标《理论力学》是工科大学的一门重要的技术基础课。
它既是各门后续力学课程的理论基础，又是一门具有完整体系并继续发展着的独立的学科，而且在许多工程技术领域中有着广泛的应用。
本课程的任务是使学生掌握质点，质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，初步学会运用这些理论和方法去分析、解决实际问题，为学习后续课程和有关的科学技术打好基础。
结合本课程的特点，使学生的逻辑思维能力（包括推理、分析、综合等能力）、表达能力（包括运用文字和图象等的能力）、计算能力，以及解决实际问题的能力（把一些简单工程实物抽象为力学模型，进行数学描述，应用力学原理求解）得到训练与提高。
二、课程的基本要求第一篇：静力学（20学时）基本要求：熟悉力、力矩和力偶的基本概念及其性质，熟练地计算力的投影，力对点之矩和力对轴之矩。
熟悉各种常见约束的性质，能熟练地取分离体并画出受力图。
掌握各种类型力系的简化方法，熟悉简化结果，能熟练地计算主矢和主矩。
能应用平衡条件和各种类型的平衡方程求解单个物体和物体系统的平衡问题。
对平面一般力系的平衡问题，能熟练地选取分离体和应用各种形式的平衡方程求解，掌握求解简单桁架、组合桁架内力的节点法和截面法。
掌握计算物体重心的各种方法。
理解滑动摩擦、摩擦力的概念，能求解考虑摩擦时简单的物体系统平衡问题。
了解滚动摩擦的概念、超静定问题概念。
第二篇：运动学（22学时）基本要求：掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法、自然坐标法及各种方法下点的运动轨迹、运动方程、速度和加速度。
熟悉刚体平动、刚体定轴转动的概念，能求解转动刚体的角速度、角加速度，转动刚体上各点的速度和加速度。
掌握运动合成和分解的基本概念和方法，熟练掌握点的速度合成定理，牵连运动为平动、定轴转动时的加速度合成定理及应用。
理论力学课程教学大纲
理论力学课程教学大纲一、课程简介理论力学是物理学基础课程之一，主要涉及运动学和动力学两个方面。
本门课程旨在通过理论分析和计算，使学生熟悉和掌握质点与刚体在力学中的运动规律和相互作用，以及相关的基本定律和公式。
二、教学目标1. 理解质点的运动学和动力学基本概念，掌握质点的描述和运动状态的变化；2. 熟悉刚体运动的基本规律，了解质心运动和转动的特点；3. 掌握力学中的基本定律和公式，能够运用这些理论解决实际问题；4. 培养学生分析问题和解决问题的能力，提高其创新思维和动手实践能力。
三、教学大纲1. 质点的运动学1.1 位置和位移1.1.1 矢量和标量1.1.2 位移的概念和计算方法1.2 速度和加速度1.2.1 平均速度和瞬时速度1.2.2 加速度的概念和计算方法1.2.3 加速度的均匀变化和非均匀变化 1.3 运动图象和运动规律1.3.1 位移-时间图象和速度-时间图象1.3.2 运动规律的推导和应用2. 质点的动力学2.1 牛顿第一定律2.1.1 惯性和参考系的选择2.1.2 牛顿第一定律的概念和意义 2.2 牛顿第二定律2.2.1 牛顿第二定律的表述和推导 2.2.2 动量的概念和计算方法2.3 重力和弹力2.3.1 重力的概念和计算方法2.3.2 弹力的概念和计算方法2.4 摩擦力和滑动摩擦力2.4.1 摩擦力的分类和计算方法2.4.2 滑动摩擦力的概念和计算方法3. 刚体运动3.1 刚体的基本概念3.1.1 刚体和质点的区别3.1.2 刚体的自由度和运动状态描述3.2 刚体的转动3.2.1 角度和角位移的概念3.2.2 角速度和角加速度的计算方法3.2.3 转动惯量的概念和计算方法3.3 质心运动3.3.1 质心的概念和计算方法3.3.2 质心运动的性质和应用四、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，包括理论讲解、数学推导、实例分析和解题讨论等。
教师将以学生为主体，注重培养学生的独立思考和解决问题的能力。
理论力学教学大纲
理论力学教学大纲理论力学教学大纲理论力学是力学的基础学科之一，主要研究物体的运动规律和相互作用。
它是理工科学生必修的一门课程，对于培养学生的科学思维和分析问题的能力具有重要意义。
为了有效地进行理论力学的教学，制定一份合理的教学大纲是必不可少的。
一、教学目标理论力学教学的首要目标是让学生掌握力学的基本概念、基本原理和基本方法，能够运用这些知识解决力学问题。
此外，还应培养学生的科学思维和分析问题的能力，提高他们的逻辑思维和创新能力。
二、教学内容1. 力学的基本概念和基本原理引导学生了解力学的基本概念，如质点、力、运动、相互作用等，并介绍牛顿运动定律和能量守恒定律等力学的基本原理。
2. 力学的基本方法介绍力学的基本方法，如坐标系的选择、运动方程的建立、受力分析、动量守恒等。
通过实例和习题，让学生掌握运用这些方法解决力学问题的技巧。
3. 牛顿力学详细介绍牛顿力学的内容，包括质点运动、刚体运动、万有引力等。
通过数学推导和实例分析，让学生理解牛顿力学的基本原理和应用。
4. 力学的扩展与应用引导学生了解力学在其他学科中的应用，如工程力学、天体力学、流体力学等。
通过案例分析，让学生认识到力学在实际问题中的重要性和广泛应用。
三、教学方法1. 理论与实践相结合理论力学是一门应用性很强的学科，教学过程中应注重理论与实践相结合。
通过实验、观察和模拟等方式，让学生亲自参与到力学问题的解决过程中，提高他们的动手能力和实践能力。
2. 启发式教学在教学过程中，应引导学生主动思考和探索，培养他们的科学思维和分析问题的能力。
通过提问、讨论和案例分析等方式，激发学生的学习兴趣，促进他们的思维发展。
3. 多媒体辅助教学利用多媒体技术，结合图表、动画和实例等，直观地展示力学的概念和原理，使抽象的概念变得具体可见。
这样可以提高学生的学习效果，增强他们的记忆和理解能力。
四、教学评价1. 学生自主学习鼓励学生主动学习，通过作业、实验报告和小组讨论等方式，让学生巩固和应用所学的知识。
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《理论力学课程》教学大纲学时：72 时学分：4 分课程类型：必修适用专业：物理学一、课程性质、地位和任务理论力学是四年制高等院校物理学专业的必修的基础课程。
本课程以牛顿运动定律为基础，高等数学为工具，通过严密的逻辑推理，全面的阐述宏观物体机械运动的基本概念和基本规律。
通过教学，应使学生：一，对宏观机械运动规律有比较全面，系统的认识，能掌握处理力学问题的一般方法，培养起一定的抽象思维和逻辑推理能力；二，能较深刻的分析力学教材，能分析生产生活中的问题；三，认识教学与物理的密切联系，能运用数学工具解决物理问题；四，通过本教材的学习为进一步学习理论物理打下了坚实的基础。
本课程总学时为72学时，讲授与习题的比例为3：1，具体情况如下。
二、课程主要内容概述及教学基本要求本课程主要内容：第一篇牛顿力学主要包括：质点力学、质点组力学、刚体力学、非惯性系力学等；第二篇分析力学主要包括：虚功原理、拉格朗日方程、哈密顿正则方程、哈密顿原理等。
理论力学是学生接触到的第一门理论物理课程。
与普通物理力学相比，它在理论上和解决问题的方法上都有较大提高。
通过本课程的学习，使学生受到理论物理研究方法的初步训练，应培养学生严密逻辑推理的能力、抽象思维的能力、从一般到特殊的分析方法及运用高等数学方法解决力学问题的能力，并较好理解数学与物理的密切关系。
三、课程内容绪论1.理论力学的研究对象和方法2.经典力学的运用方法第一章质点力学基本要求：（1）.空间和时间，力和质量，惯性参照系是经典力学的基本概念，牛顿定律是经典力学的基本定律。
它是理论力学的起点。
同时介绍现代科学的观点。
（2）.重点：1.平面坐标系和自然坐标系中速度加速度分量式的推导和应用，也是本章的难点。
2.质点运动微分方程的建立和求解。
要多举几种不同类型（F=F（r,v,t））例题，学会以高等数学为工具把物理问题转化为数学方程，并求数学表达式分析其中的物理意义，从而提高提出问题，分析问题解决问题的能力 3.要求学生明确质点的约束运动在加约束反力后，可按自由质点处理 4.由于质点的三个基本定律及守恒律在力学多半阐述过，要在原有基础上概括提高，对于一些问题要能正确判断一个力为保守力，并能求出相应的势能曲线。
教学内容：§1.1运动的描述方法1.参照系与坐标2.运动学方程与轨道3.位移速度与加速度§1.2速度，加速度的分量表示式1.直角坐标系2.极坐标系3.自然坐标系§1.3平动参照系1.绝对速度，相对速度和牵连速度2.绝对加速度，相对加速度和牵连加速度§1.4质点运动定律1.牛顿运动定律2.相对性原理§1.5质点运动微分方程1.运动微分方程的建立2.运动微分方程的解§1.6非惯性系动力学（一）1.在加速平动参照系中的运动2.惯性系§1.7功与能1.功和功率2.能3.保守力，非保守力和耗散力4.势能§1.8质点运动学的基本原理与基本守恒律1.动量定理与动量守恒定律2.力矩与动量矩3.动量矩定理与动量矩守恒定律4.动能定理与机械能守恒定律5.势能曲线§1.9有心力1.有心力的基本性质2.轨道微分方程---比耐公式3.平方反比引力一维的运动4.开普勒定律5.宇宙速度和宇宙航行6.圆形轨道的稳定性7.平方反比斥力---α质点的散射重点：质点运动学的基本原理与基本守恒律和有心力难点：轨道微分方程---比耐公式和α质点的散射第二章质点组力学基本要求：1.由于质点组的三个基本定律与刚体力学这一章密切相关，故应作重点讲解。
2.要求学生掌握这三个定理的内容及三个守恒定律的使用条件，明确质点组在运动中所起的作用，作为难点加以突破。
深刻理解质心概念和质心坐标系，在质点组中的重要地位。
3.掌握维里定理及其应用。
教学内容：§2.1质点组1.质点组的内力和外力2.质心§2.2动量定理与动量守恒定律1.动量定理2.质心运动定理3.动量守恒定律§2.3动量矩定理与动量矩守恒定律1.对固定点0的动量矩定理2.动量矩守恒定律3.对质点的动量矩定理§2.4动能定理与机械能守恒定律1.质点组的动能定理2.机械能守恒定律3.柯尼希定理4.对质心的动能定理§2.5两体问题§2.6质心坐标系实验室坐标系§2.7变质量物体的运动1.变质量物体的运动的方程2.火箭§2.8维里定理重点：动能定理与机械能守恒定律和两体问题难点：维里定理及其应用第三章刚体力学基本要求：1.空间力系的简化，刚体的平衡等，应在原有的基础上加以概括，提高和系统化。
2.本章的重点是刚体的自由度和运动的分析，角速度矢量，运动刚体平面运动的动力学，方程求解有关问题，惯量主轴和主惯量，定点转动刚体的角动量，动能在主轴为主体的坐标系中的表达式。
3. 本章的难点是转动惯量的概念。
教学内容：§3.1刚体运动的分析1.描述刚体位置的独立变量2.刚体运动的分类§3.2角速度矢量1.有限转动及无限小转动2.角速度矢量§3.3欧勒角1.欧勒角2.欧勒运动学方程§3.4刚体运动学方程与平衡方程1.力系的简化2. 刚体运动微分方程3. 刚体平衡方程§3.5转动惯量1.刚体的动量矩2.刚体的转动动能3.转动惯量4.惯量张量和惯量椭球5.惯量主轴及其求法§3.6刚体的平动与绕固定轴的转动1.平动2.定轴转动3.轴上的附加压力§3.7刚体的平面平行运动1.平面平行运动学2.转动瞬心3.平面平行运动动力学4.滚动摩擦§3.8刚体绕固定点的转动1.定点转动运动学2.欧勒动力学方程3.机械能守恒定律§3.9刚体绕固定点的解§3.10拉莫尔近动重点：刚体的动量矩、转动动能和转动惯量及刚体的平面平行运动和一般运动难点：转动惯量、惯量张量和惯量椭球及欧勒动力学方程第四章转动参照系基本要求：1.搞清由惯性系变换到非惯性系时，质点的速度加速度将作怎样的变化，特别要弄清科里奥利加速度出现的原因和实质。
2.重点掌握平面转动参照系，掌握惯性力的概念。
3.了解地球自转对某些物体的影响。
4. 难点是对加速度公式的理解。
教学内容：§4.1平面转动参照系§4.2空间转动参照系§4.3非惯性动力学（二）1.平面转动参照系2.空间转动参照系3.相对平衡§4.4地球自转所产生的影响1.惯性离心力2.科里奥利力§4.5傅科摆重点：平面转动参照系和惯性力的概念难点：加速度公式第五章分析力学基本要求：“拉格朗日方程”是分析力学的重要组成部分。
通过本章的教学使学生初步懂得分析力学是在牛顿力学的基础上从功和能出发用更普遍，更一般的方法来处理力学体系的运动问题。
教学内容：§5.1约束与广义坐标§5.2虚功原理1.实位移与虚位移2.理想约束3.虚功原理4.拉格朗日未定乘数与约束力§5.3拉格朗日方程1.基本形式的拉格朗日方程2.保守系的拉格朗日方程3.循环积分4.能量积分5. 拉格朗日方程的应用6.冲击运动的拉格朗日方程7.不完整约束§5.4小振动1.保守系在广义坐标中的平衡方程2.多自由度力学体系的小振动3.简正坐标§5.5哈密顿正则方程1.勒襄特变换2.正则方程3.能量积分与循环积分§5.6泊松括号与泊松定理1.泊松括号2.泊松定理§5.7哈密顿原理1.变分运算的几个法则2.哈密顿原理§5.8正则变换1.正则变换的目的和条件2.几种不同形式的正则变换3.正则变换的关键§5.9哈密顿---雅科毕理论§5.10相积分与角变数§5.11刘维定理重点：（1）约束，自由度，广义坐标（2）虚功原理，哈密顿原理（3）拉格朗日方程（4）单自由度小振动问题，哈密顿正则方程。
难点：约束，自由度，广义坐标等概念的理解及拉格朗日方程和哈密顿正则方程的应用。
四、学时分布五、考核方法与要求1．课前要预习；课后认真复习，作业要按时独立完成（与平时表现合计占本门课程总成绩的10%），不抄袭，每次上课前交上一次课的作业。
2．半期测试（如果有组织考试）占20%（若未组织考试，则其所占比例移至期末考）。
3．期末考试占70%或90%4．其中一到两个学时随机抽同学讲课，得分作为奖励分记入总成绩。
六、参考书目1．周培源：《理论力学》（1993.人民教育出版社）。
2．周衍柏：《理论力学教程》（1986.高等教育出版社）。
3．梁昆淼：《力学》（上）（1965.高等教育出版社）；《力学》（下）（1981.人民教育出版社）。
4．（姜）H.戈德斯坦著《经典力学》（1981.科学出版社）。
5．Jerry B.Marion：《Classical Dynamics of Particles and Systems》（1970.Academic Press）高等教育出版社。