《工程力学1》课程教学大纲

1、工程力学1课程教学大纲课程英文名称：Engineering Mechanics课程编号： 133990921课程类别：学科基础课课程性质：必修课学 分：3 学 时：48（其中：讲课学时：48 实验学时：0 上机学时：0 ）适用专业：交通工程开课部门： 环资学院一、课程教学目的和课程性质工程力学是交通工程专业的一门学科基础课，是一门理论性、系统性较强的课程。工程力学1是工程力学中的理论力学部分，是一门理论性较强的基础课程。它是研究物体机械运动一般规律的科学，包括静力学、运动学和动力学三大部分。通过学习，使同学们明确本课程的研究对象，研究内容及研究方法，培养学生分析问题解决问题的能力，培养学生的设

2、计能力和创新能力，为学习后续专业课程和从事专业工作打下必要的理论基础。二、本课程与相关课程的关系先修高等数学，后修工程力学2、结构力学A、土力学A、结构设计原理。三、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分第一单元 静力学基础（6学时）知 识 点力的性质；力矢量的坐标表示；力对点之矩；力对轴之矩；力系的主矢和主矩；力系等效原理；力偶的主矢和主矩；力偶的性质；力偶矩的基本概念与计算；约束类型；单个物体与物体系受力分析的方法。重 点力矢量的坐标表示方法；力对点之矩与力对轴之矩的关系；力系的主矢和主矩；正确分析约束类型画出受力图。难 点力系的主矢和主矩；力对点之矩与力对轴之矩的关系；正确分析约束类

3、型画出受力图。基本要求1、识 记：静力学的基本概念、基本原理以及公理；2、领 会：工程中常见的几种约束类型；3、简单应用：单个物体与物体系受力分析的方法；4、综合运用：正确画出受力图。第二单元 力系的简化（3学时）知 识 点汇交力系与力偶系的简化方法；力线平移定理；力系向任意一点简化的方法；平面任意力系的简化方法及结果；平面平行力系的简化方法；平行力系中心的概念；重心与形心的概念和计算。重 点汇交力系与力偶系的简化；力线平移定理的应用；平面任意力系的简化结果。难 点任意力系的简化；平面任意力系的简化结果。基本要求1、识 记：汇交力系、力偶系、任意力系和平行力系的简化方法和简化结果；2、领 会：

4、实际案例中重心与形心的求解方法；3、简单应用：力向一点平移定理及其逆定理；4、综合运用：实际工程中力系的简化。第三单元 力系的平衡（12学时）知 识 点各种力系的平衡方程式；求解未知的约束反力；在平面任意力系作用下物体及物体系统的平衡问题；静定与超静定的问题；平面桁架内力的计算方法（节点法、截面法）；考虑摩擦时物体平衡问题的计算方法；摩擦角及自锁现象；用摩擦角求解物体的平衡问题。重 点求解未知的约束反力；空间一般力系、平面一般力系平衡方程的应用，物体系统的平衡；考虑摩擦时的平衡问题。难 点物体系统的平衡；摩擦角的概念。基本要求1、识 记：各种力系的平衡方程式并会应用平衡方程式求解未知的约束反力

5、；2、领 会：在平面任意力系作用下物体及物体系统的平衡问题；3、简单应用：摩擦角及自锁现象，用摩擦角求解物体的平衡问题；4、综合运用：简单行架内力的计算方法（节点法、截面法），考虑摩擦时物体平衡问题的计算方法。第四单元 点的运动学（1.5学时）知 识 点描述点的运动的几种不同方法；用自然法、直角坐标法建立点的运动方程；速度、加速度的计算。重 点用直角坐标法、自然法表示点的运动方程、速度和加速度。难 点用直角坐标法、自然法表示点的运动方程、速度和加速度。基本要求1、识 记：描述点的运动的几种不同方法；2、领 会：用自然法、直角坐标法建立点的运动方程；3、简单应用：点的速度和加速度的计算。第五单元

6、 刚体的基本运动（3.5学时）知 识 点刚体平动和刚体绕定轴转动的特征；判断作平动和定轴转动的刚体；计算定轴转动刚体上任一点的速度和加速度；角速度矢量、角加速度矢量以及用矢积表示刚体上任一点的速度和加速度。重 点刚体平动，刚体定轴转动的运动特征，转动刚体上各点的速度和加速度。难 点以矢积表示点的速度和加速度。基本要求1、识 记：刚体平动和刚体绕定轴转动的特征；2、领 会：作平动和定轴转动的刚体的正确判断；3、简单应用：角速度矢量、角加速度矢量以及用矢积表示刚体上任一点的速度和加速度；4、综合运用：定轴转动刚体上任一点的速度和加速度的计算。第六单元 点的合成运动（7学时）知 识 点三种运动，三种

7、速度和三种加速度的定义；运动合成与分解以及运动相对性的概念；恰当的选择动点、动系和定系并进行运动轨迹、速度和加速度的分析；科氏加速度的计算；运用速度合成定理，加速度合成定理进行速度分析与加速度分析。重 点运动的合成与分解，速度合成定理及加速度合成定理及其应用，牵连速度、牵连加速度和科氏加速度的概念，以及动点、动坐标系的选择。难 点牵连速度、牵连加速度和科氏加速度的概念，以及动点、动坐标系的选择。基本要求1、识 记：三种运动，三种速度和三种加速度的定义，运动合成与分解以及运动相对性的概念；2、领 会：恰当的选择动点、动系和定系；3、简单应用：科氏加速度的计算；4、综合运用：用速度合成定理，加速度

8、合成定理进行速度分析与加速度分析。第七单元 刚体的平面运动（4学时）知 识 点刚体平面运动的特点；判断机构中作平面运动的刚体；求平面图形上任意点的速度和加速度。重 点基点法求平面图形内各点的速度、加速度，瞬心法求平面内各点的速度。难 点基点法求平面图形内各点的速度、加速度，瞬心法求平面内各点的速度。基本要求1、识 记：刚体平面运动的特点；2、领 会：判断机构中作平面运动的刚体；3、简单应用：判断机构中作平面运动的刚体；4、综合运用：平面图形上任意点的速度和加速度的求解方法。第八单元 动量定理（2学时）知 识 点质点和质点系的动量、力的冲量、质心等概念；质点系动量的计算；应用动量定理、质心运动定

9、理求解动力学问题。重 点质点系动量计算和质心运动定理的应用。难 点质点系动量计算和质心运动定理的应用。基本要求1、识 记：质点和质点系的动量、力的冲量、质心等概念；2、领 会：质点系动量的计算方法；3、简单应用：质点系动量的计算方法； 4、综合运用：应用动量定理、质心运动定理求解动力学问题的方法。第九单元 动量矩定理（4学时）知 识 点质点系动量矩的计算；运用质点系动量矩定理求解动力学问题；质心的动量矩定理；运用刚体平面运动微分方程求解动力学问题。重 点质点系的动量矩和刚体对轴的转动惯量，质点系动量矩定理的应用，刚体绕定轴转动微分方程的应用。难 点刚体平面运动微分方程的应用。基本要求1、识 记

10、：质点系动量矩的计算方法；2、领 会：相对质心的动量矩定理；3、简单应用：用质点系动量矩定理求解动力学问题；4、综合运用：用刚体平面运动微分方程求解动力学问题。第十单元 动能定理（3学时）知 识 点功和动能的计算；应用动能定理求解动力学问题；应用动力学三大定理求解动力学综合问题。重 点力的功和物体动能的计算，动能定理和机械能守恒定理的应用。难 点动力学普遍定理的综合应用。基本要求1、识 记：功和动能的计算；2、领 会：应用动能定理求解动力学问题的方法；3、简单应用：应用动能定理求解动力学问题的方法；4、综合运用：应用动力学三大定理求解动力学综合问题的方法。第十一单元 达朗贝尔原理（2学时）知

11、识 点惯性力的概念；质点系惯性力简化的方法；平动、定轴转动和平面运动刚体惯性力系的主矢和主矩的计算；不同运动刚体惯性力系简化中心的选择；应用动静法求解动力学问题。重 点惯性力的概念，质点的达朗贝尔原理，质点系的达朗贝尔原理。难 点应用质点达朗贝尔原理和质点系达朗贝尔原理求解动力学问题。基本要求1、识 记：惯性力的概念；2、领 会：质点系惯性力简化的方法；3、简单应用：平动、定轴转动和平面运动刚体惯性力系的主矢和主矩的计算；4、综合运用：应用动静法求解动力学问题。学时分配知识单元理论学时第一单元 静力学基础6第二单元 力系的简化3第三单元 力系的平衡12第四单元 点的运动学1.5第五单元 刚体的

12、基本运动3.5第六单元 点的合成运动7第七单元 刚体的平面运动4第八单元 动量定理2第九单元 动量矩定理4第十单元 动能定理3第十一单元 达朗贝尔原理2合计48四、教学方法与手段1、坚持理论联系实际的教学方法，将工程中遇到的具体问题引入到课堂中，不断提高学生发现、分析和解决问题的能力。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和难点，尽可能边演示边讲解，化繁为简，努力提高学生的学习兴趣。3、注重应用启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、分析问题，拓展学生的思维。4、注重课后练习，大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力。五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考试内容为教材中重要的基本原理和基本方法 考核形式：考试成绩评定： 按照考试模式改革实施结构评分，其中：期末考试成绩占50%，中期阶段性测验占20%，课后作业和预习作业占20%，课堂自讲、回答问题水平、分小组讨论占10%。六、选用教材、讲义和主要参考书 选用教材：1.理论力学，范钦珊、王立峰主编，机械工业出版社，2013。主要参考书：1.理论力学（第7版），哈工大理论力学教研室编，高等教育出版社，2009； 2.理论力学（第3版），刘延柱、朱本华、杨海兴编，高等教育出版社，2009；3.理论力学（第2版），李俊峰、张雄主编，清华大