理论力学课程教学大纲

第页理论力学课程教学大纲课程名称：理论力学/TheoreticalMechanics课程代码：05123101课程类型：专业/必修总学时数：40学分：2.5先修课程：高等数学、画法几何开课单位：建筑工程学院适用专业：土木工程；土木类（中德联合培养）一、课程的性质、目的和任务《理论力学》是土木工程专业的一门专业技术基础课，旨在让学生建立必要的力学基础，对进一步学习土木工程结构的专业课程是十分重要和必要的。通过本课程的学习，使学生掌握理论力学中的基本概念、基本理论和基本方法，能对简单物体（质点、质点系、刚体、刚体系）进行受力分析，运动分析以及建立平衡方程与动力学方程，对于简单的方程能够求解。培养学生从力学现象和实际工程中提出（发现）问题的能力，分析问题（包括进行定性分析和定量分析）的能力和综合应用所学知识解决问题的能力。二、教学内容、教学基本要求及教学重点与难点1．静力学公理和物体的受力分析了解理论力学的研究对象、主要任务、内容和学习方法。教学重点与难点：分离体和受力体。平面汇交力系与平面力偶系了解平面汇交力系合成的几何法（力多边形法则）；理解力在坐标轴上的投影及平面汇交力系的平衡条件与平衡方程；掌握力矩的概念及性质；掌握力偶系的合成与平衡条件教学重点与难点：力的分解、力在直角坐标轴上的投影；力对点之矩。平面任意力学了解平面一般力系的简化结果，理解平面一般力系的平衡条件和各种形式的平衡方程及其限制条件。掌握平面一般力系作用下，单个刚体和物体系统平衡问题的解题方法。教学重点与难点：平衡方程的各种形式；物体系统的平衡。空间力系了解力对点之矩与力对轴之矩的关系，理解力对轴之矩的计算，掌握空间一般力系的平衡方程及其应用。教学重点与难点：力对点的矩矢；力对轴的矩。运动学了解确定点的位置，建立运动方程，求速度和加速度的矢量法。理解应用直角坐标法建立运动方程，求轨迹，速度和加速度。掌握建立点作平面曲线运动的运动方程，求速度和加速度的自然法，并正确理解切向加速度和法向加速度的物理意义。教学重点与难点：点的速度和加速度在自然轴上的投影，切向加速度和法向加速度。刚体的简单运动掌握刚体平动的定义和平动的特点，能判断刚体作平动，并会应用其运动特点。掌握刚体定轴转动的运动方程，角速度和角加速度的概念及它们之间的关系。掌握定轴转动刚体上任一点的速度和加速度公式，并能应用它们求刚体上任一点的速度和加速度。教学重点与难点：转动刚体内任一点的速度和加速度。点的合成运动掌握点的合成运动的基本概念，对具体问题能正确地选取动点、动系和定系，并进行运动分析，速度分析和加速度分析。掌握点的速度合成定理，并能熟练地应用速度合成定理求解未知量。教学重点与难点：点的速度合成。刚体平面运动掌握刚体平面运动的定义，能够正确地判断机构中作平面运动的刚体。掌握求平面图形上任一点速度的三种方法。了解基点法求平面图形任一点的加速度。教学重点与难点：平面图形内各点速度的瞬心法。质点动力学的基本方程了解建立质点运动微分方程的方法，了解应用质点运动微分方程求解质点动力学的两类问题。教学重点与难点：质点动力学的两类问题。动量定理掌握动量、冲量等概念，能熟练地计算质点系的动量。掌握应用动量定理和质心运动定理求解动力学问题的步骤。教学重点与难点：动量守恒定律；质心运动定理。动量矩定理掌握动量矩的概念及其计算。掌握转动惯量的概念及其计算方法。能应用动量矩定理求解有关转动的动力学问题。能熟练地建立和求解刚体定轴转动微分方程。教学重点与难点：刚体定轴转动微分方程。动能定理理解力的功和功率的概念。掌握质点和刚体动能的计算，包括平动，定轴转动和平面运动的刚体，能熟练计算重力和弹性力的功和势能。掌握应用动能定理和机械能守恒定理求解动力学问题。教学重点与难点：质点和质点系的动能；动力学普遍定理的综合应用。达朗贝尔原理理解惯性力的概念。掌握刚体作平动、定轴转动和平面运动时惯性力系的简化结果。了解应用动静法求解质点系的动力学问题。教学重点与难点：质点和质点系的达朗贝尔原理。虚位移原理理解约束、虚位移的概念，掌握虚功的概念和求法。理解虚位移原理，能应用虚位移原理求解非自由质点系的平衡问题。教学重点与难点：虚位移的概念。三、学时分配表序号课程内容课内学时其中课内研讨学时课外学时1静力学公理和物体的受力分析4142平面汇交力系与平面力偶系4243平面任意力系4244空间力系4145点的运动学2126刚体的简单运动2127点的合成运动2128刚体的平面运动4249质点动力学的基本方程21210动量定理21211动量矩定理21212动能原理42413达朗贝尔原理21214虚位移原理212合计401940四、课外学习要求本课程施行“以学生为主体，以教师为主导，知识、素质和能力协调发展”的教育理念，教学中突出学生的中心地位，注重对学生逻辑思维能力、分析问题和解决问题能力的培养。因材施教使学生掌握科学的学习方法，真正达到从学会到会学；开发并实施多媒体教学手段，使得课程的改革和教学实施建立在现代教育技术平台之上。重视课程的规划和建设，按照课程体系和内容制定规范的教学大纲和教学进度表，实行启发式教学，强调精讲多练，增加习题课的学时，合理的布置课外作业，并及时地批改。培养学生较强的独立思考能力和创造能力，较快进入科学发展的前沿，确立辩证唯物主义的世界观和方法论。五、教学方法讲授、实践例证、课后习题六、课程考核方法及要求1．考核方式：考试（√）；考查（）2．成绩评定：计分制：百分制（√）；五级分制（）；两级分制（）总评成绩构成：平时考核（20）％；中期考核（）％；期末考核（80）％平时成绩构成：考勤考纪（30）％；作业（50）％；其他（20）％七、建议教材及参考资料建议教材：程靳、程燕平主编，《简明理论力学》，高等教育出版社，2006年版参考资料：1．哈尔滨工业大