《理论力学-理论》课程教学大纲

1、理论力学课程教学大纲课程名称：理论力学（Theoretical Mechanics）课程编号：JC16107课程性质：学科基础课学 时：总学时54（理论课学时54、实验课学时0）学 分：3考核方式：考试适用对象：机械电子工程前修课程：高等数学建议开课学期：第2学期一、课程性质、目的与任务理论力学是一门与工程技术联系极为广泛的技术基础课，适用于工科类各个专业。通过本课程的学习，可使学生基本掌握物体受力分析、力系的平衡计算、构件的运动规律计算、构件的强度、刚度校核等知识，为后续各专业课程的学习打下基础。二、教学基本要求使学生基本掌握理论力学的基本概念和理论，具备工程中构件的受力分析及运动分析和计算

2、、强度刚度校核的技能。通过本课程的学习，要求学生具有一定的分析问题、解决问题的能力。并能解决工程中简单的力学问题。三、课程内容与学时分配章 节理论教学内容理论学时第一章静力学概念和公理4第二章平面力系10第三章空间力系4第四章摩擦2第五章点的运动学4第六章刚体的简单运动4第七章点的合成运动6第八章刚体的平面运动6第九章质点动力学的基本方程4第十章动量定理4第十一章动量矩定理6合 计54第一章 静力学的基本概念和公理（4学时）【教学目标】使学生深入理解基本概念和公理，明了几种常见约束的特征；能够正确地对物体做受力分析。【重点难点】静力学公理，几种类型的特征、物体的受力分析。第一节 静力学公理(1

3、学时)五个公理及两个推理第二节 约束和约束力(1学时)约束和约束反力的概念、几种约束类型的特征。第三节 物体的受力分析和受力图(2学时)受力图的画法本章习题要点： 物体受力图画法第二章 平面汇交力系与平面力偶系(4学时)【教学目标】学生能熟练地运用平衡方程求解平衡问题。明确和掌握力偶的性质和等效条件及力偶矩的矢量表示；熟练运用力偶系的平衡方程求解平衡问题。【重点难点】合力投影定理、力偶的性质及等效变换。第一节 平面汇交力系合成与平衡的几何法（1学时）力多边形法则、力系平衡的几何条件。第二节 平面汇交力系合成与平衡的解析法（1学时）合力投影定理第三节 平面力对点之矩的概念（0.5学时）力对点之矩

4、的定义、合力矩定理第四节 平面力偶（1.5学时）力偶和力偶矩的概念、力偶的等效定理、力偶系的合成和平衡条件 本章习题要点： 平面汇交力系和平面力偶系的平衡第三章 平面任意力系（6学时）【教学目标】使学生熟悉力的平移定理以及平面一般力系简化的结果；能计算平面一般力系的主矢和主矩；能熟练地计算在平面一般力系作用下物体的平衡问题。【重点难点】平面一般力系向任一点简化及简化结果、平面一般力系方程的各种形式、物体系统的平衡、桁架内力分析计算。主要内容：平面任意力系向一点简化、平面任意力系的平衡条件、物体系的平衡、超静定问题。第一节 平面任意力系向一点简化（1学时）主矢和主矩的概念、固定端支座的约束反力特

5、点。第二节 平面任意力系的平衡条件和平衡方程（1学时）平面一般力系的平衡方程及方程的其他形式。第三节 物体系的平衡、超静定问题（2学时）静定和超静定的概念第四节 平面简单桁架的内力计算（2学时）平面桁架的内力分析及计算本章习题要点：平面任意力系的平衡条件第四章 空间力系（4学时）【教学目标】学生能熟练地计算力在空间坐标轴上的投影和力对轴之矩；能应用平衡条件求解空间力系的平衡问题。【重点难点】重点是平衡条件的应用；难点：空间结构的几何关系。第一节 空间汇交力系（0.5学时）力在直角坐标轴上的投影、空间汇交力系的合力与平衡条件。第二节 力对点的矩和力对轴的矩（0.5学时）用矢量表示力对点矩，力对轴

6、的矩的定义。第三节 空间力偶（1学时）用矢量表示力偶矩，空间力偶等效定理。第四节 空间任意力系向一点的简化（1学时）空间任意力系的简化结果分析第五节 空间任意力系的平衡方程（0.5学时）空间任意力系的平衡方程及应用。第六节 重心（0.5学时）重心的坐标公式及确定物体重心的方法。本章习题要点：空间任意力系的平衡方程第五章 摩擦（2学时）【教学目标】使学生理解滑动摩擦的概念；能熟练地计算考虑摩擦时物体的平衡问题；了解自锁的概念。【重点难点】考虑摩擦时物体的平衡问题。第一节 滑动摩擦（0.4学时）滑动摩擦概念第二节 摩擦角和自锁现象（0.8学时）摩擦角和自锁现象第三节 考虑摩擦时的平衡问题（0.8学

7、时）考虑摩擦时的平衡问题本章习题要点：考虑摩擦时物体的平衡问题第六章 点的运动学（4学时）【教学目标】使学生掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和自然法；能熟练地求解动点的速度和加速度。【重点难点】本章重点是点的运动方程、速度和加速度。第一节 矢量法（0.5学时）矢量法的概念。第二节 直角坐标法（0.5学时）直角坐标法的概念。第三节 自然法（3学时）弧坐标、自然轴系、点的速度和加速度。本章习题要点：点的运动方程、速度和加速度第七章 刚体的简单运动（4学时）【教学目标】学生能熟悉刚体平动和定轴转动的特征，能对刚体定轴转动时的转动方程、角速度、角加速度之间的关系有清晰的理解，能熟练地求解定轴转动刚

8、体的角速度、角加速度及转动刚体上任一点的速度和加速度。【重点难点】重点是刚体平动的特征，刚体定轴转动方程、角速度与角加速度的概念。第一节 刚体的平行移动（0.5学时）刚体平行移动的特征。第二节 刚体绕定轴的转动（0.5学时）刚体绕定轴转动特征及其角速度、角加速度的概念。第三节 转动刚体内各点的速度和加速度（2学时）转动刚体内各点的速度和加速度的公式推导。第四节 轮系的传动比（1学时）轮系的传动比的公式推导。本章习题要点： 刚体定轴转动方程、角速度与角加速度第八章 点的合成运动（6学时）【教学目标】学生能深刻理解三种运动、三种速度和三种加速度的定义，对具体问题能够恰当地选择动点、动系和定系，从而

9、进行运动轨迹、速度和加速度分析。【重点难点】本章重点是运动的合成与分解，速度合成定理及加速度合成定理及其应用；牵连速度、牵连加速度及科氏加速度的概念。难点是动点的选取、科氏加速度分析。第一节 相对运动、牵连运动、绝对运动（0.7学时）相对运动、牵连运动和绝对运动的概念及定义第二节 点的速度合成定理（1.8学时）速度合成定理的推导第三节 点的加速度合成定理（3.5学时）点的加速度合成定理的推导本章习题要点：求点的实际速度、加速度，相对速度加速度，牵连速度、加速度第九章 刚体的平面运动（6学时）【教学目标】使学生熟悉刚体平面运动的特征，能熟练应用基点法、瞬心法和速度投影定理求解有关速度问题；会应用

10、基点法求有关加速度的问题。【重点难点】用基点法、瞬心法分析和求解平面图形上各点的速度。第一节 刚体平面运动的概述（1学时）刚体平面运动的概念及运动方程第二节 求平面图形内各点速度的基点法（1.5学时）求平面图形内各点速度的基点法、速度投影定理第三节 求平面图形内各点速度的瞬心法（1.5学时）速度瞬心的概念、速度瞬心位置的确定第四节 用基点法求平面图形内各点的加速度（2学时）用基点法求平面图形内各点的加速度本章习题要点：平面运动计算第十章 质点动力学的基本方程（4学时）【教学目标】能建立质点的运动微分方程，会求解简单情况下的两类动力学问题。【重点难点】重点是建立质点运动微分方程；难点是对质点运动

11、微分方程进行变量变换后在积分。第一节 动力学的基本定律（1学时）牛顿运动三定律第二节 质点的运动微分方程（3学时）质点运动微分方程；质点动力学的两类基本问题本章习题要点：质点动力学运动微分方程第十一章 动量定理（4学时）【教学目标】使学生理解并熟练计算动量、冲量；熟练掌握动量定理、质心运动定理及相应的守恒定律。【重点难点】质点系动量定理和质心运动定理第一节 动量与冲量（1学时）动量与冲量的定义及表达式第二节 动量定理（2学时）质点和质点系的动量定理、质点系动量守恒定律第三节 质心运动定理（1学时）质心运动定理本章习题要点：质点系动量定理和质心运动定理第十二章 动量矩定理（6学时）【教学目标】理解质点和质点系的动量矩的定义；掌握动量矩定理及计算方法；掌握简单形状物体的转动惯量的计算方法。【重点难点】动量矩定理及其应用、简单形状物体的转动惯量计算第一节 质点和质点系的动量矩（1学时）质点和质点系的动量矩的定义第二节 动量矩定理（2学时）质点和质点系的动量矩定理；动量矩守衡定律第三节 刚体绕定轴的转动微分方程（2学时）刚体绕定轴的转动微