《理论力学》课程教学大纲72

《理论力学》课程教学大纲

一、课程的基本情况

课程中文名称:理论力学

课程英文名称：Theoretical Mechanics

课程代码：0701017

课程类别：专业基础课

课程性质：必修课

总学时：72 讲课学时：72 实验学时：0

课程学分：4

授课对象：机械类及相近专业本科学生

前导课程：高等数学

二、教学目的

理论力学为工程类学科的基础课程之一。理论力学教育不仅可以培养学生的力学素质，而且可以加强学生的工程概念。这对于他们向其他学科或其他工程领域扩展是很有利的。是相关专业后续课程的理论和设计以及工程设计规范的基础。通过理论力学的学习可以使学生了解刚体的特性及其研究方法；了解理论力学基本理论以及在工程实际中的应用；了解理论力学与其他相关课程的联系。

三、教学基本要求

绪论

0.1理论力学的研究对象

0.2理论力学的发展简史

0.3理论力学的内容和研究方法

0.4理论力学的应用及和其他学科的关系

基本要求：

1.了解理论力学的研究对象和内容。

2.了解理论力学与其他课程的关系。

3.了解理论力学在各个不同领域的应用。

重点与难点:

1.理论力学的内容和研究方法。

第一部分静力学

第1章静力学公理和物体的受力分析

1.1静力学公理

1.2约束和约束力

1.3物体的受力分析和受力图

基本要求：

1.深入地理解力、刚体、平衡和约束等重要概念，深入理解力的基本性质。

2.明确基本约束的特征,正确地对物体系统进行受力分析。

重点与难点:

1.约束和物体系的受力分析。

2.物体系统的受力分析和受力图。

第2章平面汇交力系与平面力偶系

2.1平面汇交力系合成与平衡几何法

2.2平面汇交力系合成与平衡的解析法

2.2平面力对点之矩概念及计算

2.3平面力偶

基本要求：

1.清晰的理解汇交力系和力偶系的合成。

2.熟练解汇交力系的平衡问题。

3.清晰的理解力对点的矩，并能熟练的计算。

4.深入理解力偶和力偶矩的概念。明确力偶的性质和力偶的等效条件。

重点与难点:

1.汇交力系的平衡方程。

2.力偶系的平衡条件。

第3章平面任意力系

3.1平面任意力系向作用面内一点简化

1.力的平移定理

2.力系向一点简化，主矢与主矩

3.力系的简化结果及结果分析

3.2平面任意力系的平衡条件和平衡方程

3.3物体系的平衡.静定和超静定问题

1.静定和静不定的概念

2.物体系统的平衡

3.平面一般力系平衡方程的三种形式和应用

3.4平面简单桁架的内力计算

基本要求：

1.掌握任意力系向一点简化的方法。会应用解析法求任意力系的主矢和主矩。熟知任意力

系简化的结果。

2.深入理解任意力系的平衡条件及平衡方程。

3.掌握任意力系作用下物体和物体系统的平衡问题的一般解决方法。特别要能熟练地计算

平面任意力系作用下物件和物体系统的平衡问题。

4.平行力系中心和重心。

重点与难点:

1.力系的简化和平衡方程。

2.平面简单桁架的内力计算，平行力系中心和重心。

第5章摩擦

5.1滑动摩擦

5.2摩擦角和自锁现象

5.3考虑摩擦力时物体的平衡问题

5.4滚动摩阻的概念

基本要求：

1.在清晰理解滑动摩擦定律的基础上区分滑动摩擦力与极限滑动摩擦力。

2.应用解析法熟练地计算考虑摩擦力时物体的平衡问题。

3.理解摩擦角的概念和自锁现象，能用摩擦角解物体的平衡问题。

4.理解滚动摩阻定律。会解滑动摩擦和滚动摩阻同时存在的平衡问题。

重点与难点:

1.有摩擦时物体和物体系统的平衡计算。

2.滚阻和滑动摩擦并存物体和物系的平衡问题计算。

第二部分运动学

第6章点的运动学

6.1矢量法

6.2直角坐标法

6.3自然法

基本要求：

1.理解运动和静止的相对性，参考坐标系。

2.会求点的运动方程：自然法、直角坐标法、矢量法。会计算点的速度和加速度及其在直

角坐标轴上的投影。

3.会计算点的切向加速度和法向加速度。

重点与难点:

1. 矢量法、直角坐标法和自然法建立点的运动方程、求轨迹、速度和加速度。

第7章刚体的简单运动

7.1 刚体的平行移动

7.2刚体绕定轴的转动

7.3转动刚体内各点的速度和加速度

7.4轮系的传动比

7.5以矢量表示角速度和角加速度.以矢积表示点的速度和加速度

基本要求：

1.熟悉刚体的平动、定轴转动及其特征；熟悉刚体定轴转动的转动方程；角速度和角加速

度。

2.掌握转动刚体内各点的速度和加速度；会求轮系的传动比。

3.熟悉角速度和角加速度的矢量表示，以矢积表示点的速度和加速度。

重点与难点:

1.刚体的平动、定轴转动及其特征。

2.转动刚体内各点的速度和加速度。

第8章点的合成运动

8.1相对运动.牵连运动.绝对运动

8.2点的速度合成定理

8.3点的加速度合成定理

基本要求：

1.深刻理解三种运动、三种速度和三种加速度的定义，运动的合成与分解，以及运动相对

性的概念。

2.对具体问题能恰当地选择动点、动系和定系，进行运动轨迹、速度和加速度分析。并能

正确计算科氏加速度的大小和确定它的方向。

3.会推导速度合成定理、牵连运动为平动时点的加度合成定理，弄懂牵连运动为转动时点

的加速度合成定理。并能熟练地应用上述三个定理。

重点与难点:

1.相对运动、绝对运动和牵连运动中点的速度和加速度。

2.点的速度合成定理,牵连运动是平动和转动时的加速度合成定理。

第9章刚体的平面运动

9.1刚体平面运动的概述和运动分解

9.2求平面图形内各点速度的基点法

9.3求平面图形内各点速度的瞬心法

9.4用基点法求平面图形内各点的加速度

9.5运动学综合应用举例

基本要求：

1.明确刚体平面运动的特征，掌握研究平面运动的方法，能够正确地判断机构中作平面运

动的刚体。

2.能熟练地应用基点法、瞬心法和速度投影定理求平面图形上任一点的速度。

3.会用基点法求平面图形上任一点的加速度。

重点与难点:

1.速度合成的基点法,速度投影定理,速度瞬心法的应用。

2.加速度合成的基点法的应用。

第三部分动力学

第10章质点动力学基本方程

10.1动力学的基本定律

10.2质点的运动微分方程

基本要求：

1.对质点动力学的基本概念和动力学基本定律要在物理学课程的基础上进一步了解其实

质。

2.深刻理解力和加速度的关系，正确地建立质点的运动微分方程，掌握第一类基本问题的

解法。