《力学》课程教学大纲

第页《力学》课程教学大纲课程名称：力学

课程类别：专业必修课适用专业：物理学

考核方式：考试

总学时、学分：

56

学时

3.5学分

其中实验学时：

0

学时一、

课程性质、教学目标《力学》是物理专业学生的专业基础课，它的基本概念、理论和方法，具有较强的逻辑性、抽象性和广泛的实用性，通过本课程的学习，使学生掌握力学的基本概念、基本理论、基本规律，并能应用这些知识解决具体问题。该课程主要包括物理学简介、质点运动学、牛顿运动定律与动力学三大定理、刚体力学、振动与波动、流体力学等。是学习理论力学，电动力学等专业课程的重要基础。其具体的课程教学目标为：课程教学目标1：通过本课程的教学，使学生系统地掌握力学中的基本知识和基本原理，培养分析问题和解决问题的能力，训练学生严密的科学思维和严谨的科学态度，为进一步学习后继课程打下良好的基础，并能独立解决今后教学中遇到的一般力学问题。课程教学目标2：作为基础课，应着重要求学生掌握力学中的基本概念和基本规律，使之能建立起鲜明的物理图象。并在深入掌握力学理论的基础上，能够更好的分析中学物理的力学问题。同时，可以理论联系实际，初步分析一些生产、生活中的力学问题，提高作为中学物理教师的业务能力。课程教学目标3：了解与力学有关的前沿和热点问题，激发学生学习物理的兴趣，培养学生的科研意识。课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系教学目标毕业要求123456789教学目标1

HM

MM

教学目标2

MHH

LMLL教学目标3

HL

MM

注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。二、

课程教学要求通过教学，应使学生对宏观机械运动的基本概念和基本规律有比较系统的理解，能比较灵活地加以运用；使学生了解物理学的研究方法，培养独立分析问题与解决问题能力。在教学过程中，要特别注意阅读参考文献，提倡学生主动研究问题，以提高他们的能力。在保持本课程本身体系严密与完整的前提下，注意与数学、电磁学、光学及相关课程衔接与配合，在与数学有矛盾时适当安排少量课时讲解。相对论一般放在电动力学中讲授。物体的弹性、声学基础作一定程度介绍。三、

先修课程“高等数学”的微积分，矢量代数，微分方程部分四、

课程教学重、难点重点：1.质点运动规律的描述；2.牛顿三定律的适用条件及应用；3.质心运动定理、动量定理及动量守恒定律的适用条件及应用；4.动能定理；功能原理及机械能守恒定律的适用条件及应用；5.角动量定理和角动量定律的适用条件及应用；6.刚体的定轴转动；7.简谐振动的特征、合成规律；8.平面简谐波方程、波的相干条件及相干叠加规律；9.理想流体伯努利方程难点：1.变力作用下的质点，质点系动力学问题；2.保守力做功的特点及势能；3.角动量定理及角动量守恒定律；4.刚体平面运动的动力学分析；5.刚体定轴转动规律的分析和计算；6.建立平面简谐波方程的方法、相干叠加振幅加强或减弱的条件五、

课程教学方法与教学手段本课程以课堂理论讲授为主，合理采用多媒体教学等手段，精讲多练，通过课堂讨论、例题分析、课后作业等多种途径，理论联系实际，引导学生阅读参考文献，了解物理学的前沿动态，鼓励学生主动提出问题，提高他们的创新能力。建议每课时作业量为2-3题。六、

课程教学内容第零章

数学知识（2学时）1．教学内容（1）

函数、导数、微分（2）

不定积分（3）

定积分（4）

矢量及其导数2．重、难点提示（1）理解一元函数的定义，函数极限的基本求解方法,记住基本函数的导数公式，掌握其运算法则。（2）初步掌握基本函数的不定积分公式和牛顿莱布尼兹公式。学会将一个具体的问题转化为教学问题进行求解。（3）掌握矢量的特征，熟练掌握矢量的加法，减法矢积、标积和矢量导数，掌握其运算法则。第一章

物理学和力学（2学时）1．教学内容（1）

发展着的物理学（2）

物理学科的特点（3）

时间和长度的计量（4）

单位制和量纲（5）

数量级估计（6）

参考系

坐标系与时间坐标轴2．重、难点提示（1）重点掌握时间和长度的最新定义，物理学中的7个基本单位及其国际制单位，理解量纲表达式。（2）难点是参考系和坐标系的合理选择。第二章

质点运动学（10学时）1．教学内容（1）

质点的运动学方程（2）

瞬时速度矢量和瞬时加速度矢量（3）

质点的直线运动——从坐标到速度和加速度（4）质点的直线运动——从加速度到速度和坐标（5）

平面直角坐标系

抛体运动（6）

自然坐标系

切向和法向加速度（7）

极坐标系

径向与横向速度2．重、难点提示（1）重点掌握质点的运动学方程，速度和加速度，明确其物理含义，深刻理解速度，加速度的瞬时性，矢量性和相对性。（2）难点是物体不同运动方式下参考系、坐标系的选择，以及位矢、速度、加速度在相应坐标系下的表达形式。第三章

动量牛顿运动定律及动量守恒定律（8学时）1．教学内容（1）

牛顿第一定律和惯性参考系（2）

惯性质量

动量和动量守恒律（3）

主动力和被动力

（4）

牛顿运动定律的应用（5）

非惯性系中的动力学（6）

用冲量表述的动量定理（7）

质点系动量定理和质心运动定理（8）

动量守恒定律2．重、难点提示(1)重点掌握牛顿运动定律的适用条件及应用；(2)难点是质点运动微分方程的建立和求解的基本思路，如何以高等数学为工具解决物理问题。第四章

动能和势能（8学时）1．教学内容（1）

能量（2）

力的元功（3）

质点和质点系动能定理（4）

保守力与非保守力

势能（5）

功能原理与机械能守恒律（6）

对心碰撞2．重、难点提示(1)掌握功的定义及计算变力做功的基本方法。(2)重点熟练掌握动能定理，功能原理及其机械能守恒律，并能运用它们解决动力学问题。（3）难点能运用动量守恒律和机械能守恒律解决正碰问题第五章

角动量、关于对称性（4学时）1．教学内容(1)

质点的角动量(2)

质点系的角动量定理及角动量守恒定律(3)

质点系对质心的角动量定理和守恒定律。2．重、难点提示(1)掌握力矩、角动量的计算方法；(2)重点掌握角动量守恒定律的适用条件及应用。第六章

刚体力学（10学时）1．教学内容（1）

刚体运动的描述（2）

刚体的动量

质心运动定理（3）

刚体定轴转动的角动量

转动惯量（4）

刚体定轴转动的动能定理（5）

刚体平面运动的动力学（6）

刚体的平衡2．重、难点提示(1)重点要熟练掌握刚体定轴转动的转动定律和动能定理，掌握转动惯量的概念及计算方法；(2)难点是刚体定轴转动规律的分析和计算第七章

振动（4学时）1．教学内容（1）

简谐振动的动力学特征

（2）简谐振动的运动学

（3）简谐振动的能量转换

（4）简谐振动的合成2．重、难点提示(1)重点掌握简谐振动的规律，深刻理解振幅、圆频率、相位和相位差等概念，并能熟练地进行有关计算；(2)难点是简谐振动的动力学和运动学特征及二者的综合应用第八章

波动和声（4学时）1．教学内容（1）

波的基本概念（2）

平面简谐波方程（3）

波动方程和波速（4）波的能量分布（5）

波的叠加和干涉

驻波（6）声波的基本概念（7）

多普勒效应2．重、难点提示(1)重点是平面简谐波方程、波的相干条件及相干叠加规律；(2)难点建立平面简谐波方程的方法、相干叠加振幅加强或减弱的条件。第九章

流体力学（4学时）1．教学内容(1)静止流体内的压强(2)理想流体、稳定流体、流线和流管（3）不可压缩流体的连续性方程（4）伯努利方程2．重、难点提示(1)重点掌握液体静压强的概念及其在重力场中静止流体内部压强的分布规律；(2)掌握连续性方程和伯努利方程，并能解决稳定流动的一般问题；

七、学时分配章目教学内容教学环节理论教学学时实验教学学时零数学知识20一物理学和力学20二质点运动学100三牛顿运动定律动量守恒定律

80四动能和势能80五角动量40六刚体力学100七

振动40八波动和声40九流体力学40总计

560八、课程考核方式1.考核方式：笔试；闭卷2.成绩构成期末考试成绩+平时成绩九、

选用教材和参考书目［1］《力学》（第三版），漆安慎、杜婵英编，高等教育出版社，2012年；［2］《新概念物理教程-力学》（第二版），赵凯华，罗蔚茵编，高等教育出版社，2004年；［3］《大学物理学-力学》（第三版），张三慧主