工程力学教案

河北科技师范学院教案编号1学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第一章第一节第二节授课班级授课日期课题静力学根本概念和公理约束和约束反力时数2教学目的及要求掌握静力学根本概念和公理掌握约束和约束反力。教学重点静力学根本概念和公理约束和约束反力难点约束和约束反力教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配绪论介绍本课程的研究任务、研究内容、研究方法及教学安排静力学根底第一节静力学根本概念和公理一、静力学根本概念1.力2.刚体10min30min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配力的平行四边形法那么2.二力平衡公理注：二力平衡公理只对一个刚体而言。3.加减平衡力系公理〔只适用刚体〕4.推论力的可传性原那么三力平衡汇交定理5.作用及反作用定律第二节约束和约束反力一、约束：限制物体运动的其它物体称为约束。二、约束反力：约束作用给配约束物体上的力为约束反力三、工程中常见的约束类型柔体约束光滑接触3.光滑铰链4.球铰5.固定端约束55min作业及参考文献作业：看书1-7页参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号2学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第一章：第三节授课班级授课日期课题物体的受力分析和受力图时数2教学目的及要求掌握物体受力分析的方法和步骤正确地画出物体的受力图教学重点物体受力分析的方法和步骤难点正确地画物体的受力图教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配三、约束的根本类型〔三〕光滑铰链约束符号1.固定铰支座2.可动铰支座径向轴承3.轴承止推轴承4.球铰20min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配5.固定端约束第三节物体的受力分析和受力图一、研究对象根据问题的性质和特点有选择地分析其中某个物体或某几个物体的受力。这一物体或几个物体称为研究对象。二、取别离体将研究对象从周围物体中别离出来称为取别离体。三、受力分析确定研究对象上受哪些力的过程称为受力分析四、受力图将受力分析的结果用图形表示称为受力图五、举例说明画受力图的步骤六、小结画受力图的步骤：(1)明确研究对象：明确是研究整个系统受力还是只研究其中某一单个物体的受力。(2)画出研究对象的别离体图(3)分析研究对象的受力(4)在别离体图上画出全部力即受力图。(5)对于物体系统只画外力而不画内力，不能无中生有的多画力，也不能马马虎虎的丢掉力。(6)当分析两物体间相互作用力时，应遵循作用与反作用关系，即作用力的方向一经假定，那么反作用力的方向应与之相反。七、习题课30min50min作业及参考文献作业：1－１②⑥⑦⑼１－２(b)(c)(e)参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号3学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第二章第一节第二节授课班级授课日期课题力在坐标轴上的投影汇交力系时数2教学目的及要求1、掌握力在坐标轴投影的计算2、掌握并应用汇交力系的平衡方程式教学重点汇交力系平衡方程式的应用难点空间汇交力系平衡方程式的应用教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第二章汇交力系与力偶系一、力系的分类二、汇交力系的定义：力的作用线汇交于一点的力系。三、研究的问题①合成②平衡四、研究方法几何法—力多边形封闭〔物理已讲略〕5min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配解析法—投影法重点介绍第一节力在坐标轴上的投影一、力在直角坐标轴上的投影1、直接投影法2.二次投影法二、投影与分力的区别、联系三、合力投影定理第二节汇交力系的合成与平衡一、汇交力系的合成—得一合力二、汇交力系的平衡合力三、汇交力系的平衡方程式空间平面四、汇交力系平衡方程式应用举例五、小结15min30min50min作业及参考文献作业：2—7、8、9参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号4学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第二章第三节授课班级授课日期课题力矩时数2教学目的及要求掌握平面力对点之矩和空间力对点之矩的概念掌握平面力对点之矩和空间力对轴之矩的计算教学重点平面力对点之矩和空间力对轴之矩的计算难点空间力对点之矩的概念教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第三节力矩一、平面上力对点的矩平面上力对点的矩是一个代数量，力矩的大小等于力的大小与力臂的乘积。其正负号规定：力使物体绕矩心逆时针转动为正；反之为负。常用符号表示，即力矩常用的单位为或。15min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配二、力对空间点之矩力对空间一点的矩必须用一个矢量来表示，这个矢量垂直于矩心O和力的作用线所决定的平面，用或表示，其大小为，其指向按右手螺旋法那么决定，它应画在矩心O上，是一个定位矢量，其大小和方向都与矩心的位置有关。力对空间一点的矩还可以用一个矢积来表示，令，称为A点的矢径，它表示力始点A相对于矩心O的位置。三、合力矩定理合力对空间〔平面〕任意点的矩，等于各分力对同一点的矩的矢量和〔代数和〕。四、力对轴的矩力对轴的矩是力使刚体绕该轴转动效果的量度，它是一个代数量，其绝对值等于此力在垂直于该轴的平面上的投影对于平面与该轴的交点的矩。正负号确实定，右手四指按力使刚体绕轴的转向卷曲起来而把轴握于手心中，假设大拇指的指向与轴的正向相同那么取正号；反之取负号。五、力对空间点的矩与力对通过该点轴的矩的关系力对点的矩矢在通过该点的某轴上的投影，等于此力对该轴的矩。五、例题25min20min40min作业及参考文献作业：2-12-5参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号5学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第二章第四、第五、第六节授课班级授课日期课题力偶及其性质力偶系的合成与平衡力线平移定理时数2教学目的及要求掌握力偶的定义及其性质、力线平移定理熟练应用力偶系的平衡方程式进行计算教学重点力偶的性质，力偶系平衡方程式的应用难点空间力偶矩矢教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第四节力偶及其性质一、力偶及力偶矩矢的概念1、力偶的定义：大小相等、方向相反、作用线平行但不重合的两个力系称为力偶，用〔、′〕表示力偶臂。力偶中两个力之间的垂直距离d力偶作用面：力偶所在的平面2、力偶矩的定义：30min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配3、平面力偶对物体作用效果取决于两个要素①力偶矩的大小②力偶矩的转向与矩心选取无关4、空间力偶对物体作用效果取决于三个要素，即①力偶矩的大小②力偶矩的转向③力偶作用面的方位力偶的性质第一、力偶和力一样是静力学的两个根本要素，它在任何情况下都不能合成为一个力，或用一个力来等效替换。因此力偶不能用一个力来平衡，而只能用力偶来平衡。第二、组成力偶的两个力对空间任意点的矩的矢量和或对平面内任意一点的矩的代数和与矩心的选择无关:恒等于力偶矩矢量或力偶矩，即〔在平面上此式转化为代数方程〕，故力偶矩矢用或表示，而不用下脚标标出矩心，空间力偶矩矢没有具体的作用点，称为自由矢量。第三、力偶对物体的转动效果只决定于力偶矩，只要力偶矩保持不变，那么力偶对物体的作用效果也不会改变。第四、在保持力偶矩的大小和转向不变的条件下，可任意改变力偶中力的大小和力偶臂的长短。第五、作用在刚体上的力偶，只要保持其转向及力偶矩的大小不变，可在其力偶作用面内任意转移位置。第五节力偶系的合成与平衡第六节力线平移定理20min50min作业及参考文献作业：2—2、4、12参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号6学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第三章第一节第二节授课班级授课日期课题平面任意的简化和平衡方程式时数2教学目的及要求了解平面任意力系的简化及简化结果讨论掌握平面任意力系的力系平衡方程式及其应用教学重点平面任意力系的力系平衡方程式及其应用难点平面任意力系的力系平衡方程式及其应用教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第三章力系的简化和平衡方程第一节平面任意力系向作用面内一点的简化一、平面任意力系向作用面内一点的简化主矢和主矩平面任意力系向任一点简化的理论根底为力线平移定理。简化结果讨论①平衡30min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配②合力偶且与简化中心无关③合力力的作用线过简化中心④简化结果为一合力，合力作用点为，第二节平面任意力系的平衡条件和平衡方程式一、平面任意力系的平衡条件及平衡方程式1.平衡条件：2.平衡方程式〔根本形式〕二力矩式：,使用条件：、两点的连线不能与x轴垂直。三力矩式：,,使用条件：、、C三点不共线二、平面任意力系平衡方程式的应用举例三、平面平行力系平衡方程式及应用举例20min50min作业及参考文献作业：3-163-173-21参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号7学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第三章第三节第四节授课班级授课日期课题物体系统平衡静定和静不定问题时数2教学目的及要求掌握物体系统平衡问题的解题思路及方法了解静定、静不定问题的概念教学重点物体系统的平衡问题难点物体系统的平衡问题教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第三节物体系的静定和静不定问题一、静定、静不定问题的概念未知量的数目平衡方程式数目为静定未知量的数目》平衡方程式数目为静不定二、物体系统的平衡问题1、内力与外力的概念2、物体系统平衡问题的解题思路5min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配物体系统是平衡的，系统内每个物体也是平衡的。⑴假设取整体可求出某些未知量，那么可先取系统研究，再取系统内每一个物体或局部研究。⑵也可以先取局部再回到整体研究。⑶假设取整体不能求解某些未知量，那么可以一局部一局部的加以研究。三、举例说明解题思路第四节平面静定桁架的内力分析一、节点法桁架的每个节点都受一个平面汇交力系的作用。为了求每一个杆件的内力，可以逐个地取节点为研究对象，用力求出全部未知力〔杆件的内力〕，这就是节点法。二、截面法如果只要求出平面桁架内某几个杆件的内力，可以适当的选取一截面，假想地将桁架截开，取其中的一局部为研究对像，该局部在外力和被截杆件的内力作用下保持平衡，故可利用平面任意力系平衡方程求出被截杆件的内力，这种方法称为截面法。三、例题四、小结节点法用于求桁架的每个杆件的内力截面法用于求平面桁架内某几个杆件的内力5min40min20min30min作业及参考文献作业：3-223-233-30参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号8学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第三章第五节第六节授课班级授课日期课题空间力系的简化及平衡条件时数2教学目的及要求了解空间力系的简化及简化结果讨论掌握空间力系平衡方程式及其应用教学重点空间力系平衡方程式及其应用难点空间力系平衡方程式及其应用教学方法及教具课堂讲授教具：圆锥齿轮圆柱齿轮受力模型课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第五节空间任意力系的简化一、力系的主矢和主矩空间任意力系向任一点简化的理论根底为力线平移定理。将空间任意力系向任一点O简化得一空间汇交力系与空间力偶系。空间力系合成，得原力系主矢R′,空间力偶系合成得原力系的主矩，主矢与简化中心无关；主矩与简化中心有关。简化结果讨论：20min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配①平衡②合力偶且与简化中心无关③合力力的作用线过简化中心④但简化结果为一合力，合力作用点为⑤∥简化结果为力螺旋⑥成任意角度简化结果为力螺旋第六节空间任意力系的平衡方程一、空间任意力系的平衡方程二、空间平行力系的平衡方程三、应用举例四、小结空间任意力系解题步骤30min50min作业及参考文献作业：3-93-113-13参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号9学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第三章：第六节第四章：第一节，第二节授课班级授课日期课题平行力系中心、重心、滑动摩擦、摩擦角时数2教学目的及要求掌握重心坐标公式及其求重心的方法；了解滑动摩擦、摩擦角的概念教学重点静摩擦定律、摩擦角难点摩擦角的概念教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第六节平衡力系中心重心一、平衡力系中心二、重心三、重心坐标公式30min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配四、确定重心的方法1、简单形式——积分法2、复合形式物体的重心①组合法②称重法第四章摩擦第一节滑动摩擦一、静摩擦力1、当外力2、当有p力作用但仍保持静止，那么3、当物体处于将要滑动的归齐状态，那么——正压力——摩擦系数4、当物体滑动此时有滑动摩擦力且第二节摩擦角与自锁一、摩擦角两物体接触面间的法向反力和摩擦力(切向反力)可合成为一个反力，即，这个反力称为支承面的全约束反力。它的作用线与接触面的法线成一偏角，当到达最大值时，也到达最大值，全反力与法线夹角的最大值称为摩擦角。摩擦角与摩擦系数的关系为：二、自锁三、例题20min20min30min作业及参考文献作业：3—12、4—1、2参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号10学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第四章第三节第四节授课班级授课日期课题考虑摩擦时物体的平衡问题滚动摩阻时数2教学目的及要求掌握考虑摩擦时物体平衡问题的解题方法了解滚动摩阻的概念教学重点考虑摩擦时物体的平衡问题难点滚动摩阻的概念教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第三节考虑摩擦时物体的平衡问题一、特点考虑摩擦时的平衡问题与前几章求物体平衡问题步骤大致相同，但有如下特点：①物体受力分析时必须考虑摩擦力②为了确定新增力的物理量，需补列方程10min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配③物体平衡时，摩擦力有一定范围，而当时，摩擦力由平衡方程式求出；当临界状态下二、应用举例三、小结摩擦力方向与运动趋势方向相反第四节滚动阻摩一、滚动阻摩的概念：当一个物体在另一个物体外表上滚动或有滚动趋势时所受到的阻碍称为滚动摩阻。阻碍轮子滚动的力偶矩称为滚动阻力偶矩。二、滚动摩阻根本定律，滚动摩阻力偶的最大值与法向反力的大小成正比，即三、滚动阻摩产生的原因四、滚动比滑动省力的原因分析使车轮不滚动的条件是：δ使车轮不滑动的条件是：因为《f故滚动比滑动省力应该注意，轮子滚动时，滑动摩擦力非但没有害处，反而极为有利，如果滑动摩擦力太小轮子会在原地打滑，这时不仅难以前行而且还会引起磨损，因此汽车轮胎外表总是做成凹凸不平的花纹，增加摩擦力。40min50min作业及参考文献作业：4—1、3、12参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号11学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第五章第一节第二节授课班级授课日期课题点的运动时数2教学目的及要求了解建立点的运动方程的方法掌握用直角坐标法、自然法求点的速度和加速度教学重点用自然法求点的速度和加速度难点同上教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第五章点的运动第一节点的运动方程一、矢量法：〔t〕二、直角坐标法15min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配MOMOS(+)(-)(+)(-)1、弧坐标第二节点的速度和加速度一、用矢量法表示点的速度和加速度二、用直角坐标法表示点的速度和加速度三、用自然法表示点的速度和加速度======四、例题并通过例题总结直角坐标法与自然法二者之间的关系85min作业及参考文献作业：5-1、2、3参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号12学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第六章第一节第二节授课班级授课日期课题刚体的根本运动时数2教学目的及要求了解刚体的平动、定轴转动的定义及特点掌握其速度、加速度、角速度、角加速度的求解方法教学重点定轴转动刚体上各点的速度、加速度难点曲线平动教学方法及教具课堂讲授教具：惯性筛机构课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第六章刚体的根本运动第一节刚体的平动一、刚体平动的定义：刚体运动时，其上任一直线始终保持与原来位置相平行，那么刚体的这种运动称为平动，或称移动。假设各点的轨迹为直线，那么刚体的运动称为直线平动，假设为曲线，那么称为曲线平动。15min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配平动的特点当刚体平动时，其上各点的轨迹形状相同；在每一瞬时，各点的速度相同，加速度也相同。所以刚体内任一点〔例如重心〕的运动可以代表整个刚体的运动。刚体的平动问题，可归纳为点的问题来处理。第二节刚体的定轴转动定转动刚体的定义定轴转动刚体的运动规律转动方程=角速度和角加速度=三、转动刚体上各点的速度、加速度=/=(R)/R=R四、例题五、小结并布置作业15min50min作业及参考文献作业：6-46-7参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号13学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第六章第三节第四节第七章第一节授课班级授课日期课题刚体的根本运动时数2教学目的及要求了解定轴轮系传动比的计算掌握其速度、加速度、角速度、角加速度的矢量表示方法掌握两套坐标三种运动的概念及动坐标系的选择教学重点点的合成运动的概念难点点的合成运动的合成与分解教学方法及教具课堂讲授教具：牛头刨床机构课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第三节定轴轮系的传动比一、定轴轮系的定义：如果轮系中各齿轮的轴线是固定的，该轮系称为定轴轮系。二、传动比：主动轮与从动轮角速度之比或转速之比称为传动比，用附有角标的符号表示： =35min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配轮系的传动比：轮系有K个齿轮的情况〔K为偶数〕，以单数下标表示主动齿轮，偶数下标表示从动齿轮，那么总传动比：三、例题第四节角速度、角加速度矢量，以矢积表示点的速度、加速度一、角速度、角加速矢量表示点的速度和加速度可以用矢积表示。第七章点的合成运动第一节绝对运动相对运动牵连运动一、定坐标系和动坐标系二、三种运动绝对运动：动点相对于定坐标系的运动称为绝对运动；相对运动：动点相对于动坐标系的运动称为相对运动；牵连运动：动坐标系相对于定坐标系的运动称为牵连运动。三、绝对速度、相对速度、牵连速度四、通过例题加深对概念的理解特别是对牵连速度的理解15min50min作业及参考文献思考题：7-17-2参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号14学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第七章第二节授课班级授课日期课题速度合成定理时数2教学目的及要求掌握速度合成定理的内容及应用教学重点速度合成定理的内容及应用难点速度合成定理的内容及应用教学方法及教具课堂讲授教具：牛头刨床机构课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第二节点的速度合成定理点的运动合成的内容绝对运动=相对运动+牵连运动二、点的速度合成定理的内容及证明=+15min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配此式说明：在任一瞬时，动点的绝对速度等于它的牵连速度与相对速度的矢量和，这就是点的速度合成定理。按矢量合成的平行四边形规那么，绝对速度应是由牵连速度与相对速度所构成的平行四边形的对角线。这个平行四边形称为速度平行四边形。三、例题举例四、小结〔1〕确定动点和动系；〔2〕分析三种运动；〔3〕速度分析及计算：五、考前须知〔1〕动系的选取原那么：动点相对动系有相对运动且相对运动轨迹简单直观〔2〕速度合成定理矢量等式共有三个矢量，每个矢量有大小，方向两个要素。共有六个量，假设其中四个，即可求解。〔3〕在分析速度时，牵连速度是指牵连点的速度。显然牵连点是在动系上，动点与牵连点仅在该瞬时互相重合，由于动点的相对运动，在不同瞬时，动点在动系上的位置将变化，就有不同的牵连点。因而确定动点的牵连速度时，首先要确定该瞬时动点的牵连点，然后根据动系的运动确定牵连速度的大小和方向。〔4〕这个定理适用于牵连运动是任何运动的情况，而动坐标系可以做平动、转动或其它任何较复杂的运动。85min作业及参考文献作业：7-17-27-3参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号15学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第七章第三节授课班级授课日期课题牵连运动为平动的加速度合成定理时数2教学目的及要求掌握牵连运动为平动的加速度合成定理的内容及应用教学重点牵连运动为平动的加速度合成定理的内容及应用难点牵连运动为平动的加速度合成定理的内容及应用教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第三节牵连运动为平动的加速度合成定理复习运动合成定理的内容在证明点的速度合成定理时，我们对牵连运动未加任何限制，因此该定理对任何形式的牵连运动都适用。但加速度合成问题与牵连运动的形式有关，对于不同的牵连运动有不同的结论。下面先研究牵连运动为平动时点的加速度合成定理。 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配二、牵连运动为平动时点的加速度合成定理的内容及证明该式说明：当牵连运动平动时，动点的绝对加速度等于牵连加速度与相对加速度的矢量和。这就是牵连运动为平动时点的加速度合成定理。三、例题举例四、小结应用点的加速度合成定理时，在选取动点和动系后，应根据牵连运动是平动还是转动而选取不同的形式。当运动轨迹为曲线时，都有可能分为切向和法向二项，每一项都有大小和方向两个要素，必须认真分析。一般情况下，各项法向加速度和科氏加速度的大小和方向都可以通过速度分析后求得，余下的三项切向加速度的六个因素，只要知道其中四个，即可求解。在计算加速度时，由于矢量较多，一般采用投影计算的方法，在选择投影轴时，尽可能使较多的未知量与投影轴垂直或平行。投影时应是加速度定理等式两边分别向所选坐标轴上投影，不要写成平衡方程式的形式。20min80min作业及参考文献作业：7-77-87-12参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号16学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第七章第四节授课班级授课日期课题牵连运动为转动的加速度合成定理时数2教学目的及要求掌握牵连运动为转动的加速度合成定理的内容及应用掌握科氏加速度的概念及应用教学重点牵连运动为转动的加速度合成定理的内容及应用科氏加速度的概念及应用难点牵连运动为平动的加速度合成定理的内容及应用科氏加速度的概念及应用教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第四节牵连运动为转动的加速度合成定理一、复习牵连运动为平动的加速度合成定理二、牵连运动为转动时点的加速度合成定理的内容及证明20min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配=2=++此式说明：牵连运动为定轴转动时，动点的绝对加速度等于牵连加速度、相对加速度和科氏加速度三者的矢量和。这就是牵连运动为定轴转动时点的加速度合成定理。三、科氏加速度产生的原因：是由于牵连转动与相对运动互相影响所至。当牵连运动为平动时，不存在这种相互影响，因而不会产生科氏加速度。科氏加速度的计算：〔1〕设与的夹角为，那么由矢积的定义知，科氏加速度的大小为：方位垂直于与所决定平面，指向按右手法那么确定〔2〕两种特殊情况：其一，当∥时，即相对速度与转轴平行，＝０°或=180°，＝０，那么＝０。其二，当⊥时，即相对速度在垂直于转轴的平面内，＝90°＝１，那么此时、、三者互相垂直，假设把顺着的转向转过90°，即为的方向三、例题举例四、小结30min50min作业及参考文献作业：7-177-187-20参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号17学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第八章第一节授课班级授课日期课题平面运动分解为平动和转动时数2教学目的及要求了解平面运动的定义掌握平面运动分解为平动和转动的概念教学重点平面运动的定义平面运动分解为平动和转动的概念难点教学方法及教具课堂讲授教具：行星齿轮机构课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第八章刚体的平面运动第一节平面运动分解为平动和转动一、平面运动的定义刚体运动时，刚体内各点与某一固定平面的距离始终不变，或者说，体内各点都在与某一固定平面相平行的平面内运动，刚体的这种运动称为平面运动。10min 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配在工程中常见机器，机构中许多构件的运动属于平面运动。例如车轮沿直线轨道滚动，轮上各点都在与轨道平行的铅直平面内运动，所以车轮的运动是平面运动。又如图8-1所示的曲柄连杆机构中连杆的运动，如图8-2所示的行星轮机构中的行星轮的运动等都是平面运动。所以研究平面运动具有重要的实际意义。二、平面运动分解为平动和转动三、例题举例四、小结五点的合成运动一章的总结及习题中存在的问题应用点的加速度合成定理时，在选取动点和动系后，应根据牵连运动是平动还是转动而选取不同的形式。当运动轨迹为曲线时，都有可能分为切向和法向二项，每一项都有大小和方向两个要素，必须认真分析。一般情况下，各项法向加速度和科氏加速度的大小和方向都可以通过速度分析后求得，余下的三项切向加速度的六个因素，只要知道其中四个，即可求解。在计算加速度时，由于矢量较多，一般采用投影计算的方法，在选择投影轴时，尽可能使较多的未知量与投影轴垂直或平行。投影时应是加速度定理等式两边分别向所选坐标轴上投影，不要写成平衡方程式的形式。20min20min50min作业及参考文献作业：7-77-87-12参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号18学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第八章：第二节授课班级授课日期课题用基点法、速度投影定理求平面图形各点的速度时数2教学目的及要求掌握用基点法、速度投影定理求平面图形各点的速度教学重点基点法、速度投影定理求平面图形各点的速度难点基点法、速度投影定理求平面图形各点的速度教学方法及教具课堂讲授教具：行星齿轮机构课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第二节基点法、速度投影定理求平面图形各点的速度一、基点法〔合成法〕平面运动=随同基点的平动+绕基点的转动〔绝对运动〕〔牵连运动〕〔相对运动〕 课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配OxyOxyABx΄vAvBvBAy΄vAω的速度为，图形的角速度为。现求图形上任一点的速度如图示取平面图形上速度的点为基点，并过点作平动坐标系，那么图形上任一点的牵连运动就是动系的平动，相对运动是以点为圆心、为半径的圆周运动。那么点的牵连速度，相对速度用表示，即，大小为,方位垂直于，指向与角速度的转向一致。因此，根据点的速度合成定理，点的速度为：二、速度投影定理即：平面图形内任意两点的速度在这两点连线上的投影相等.。这一结论，称为速度投影定理。它说明刚体内任意两点的距离保持不变，所以两点的速度在AB方向的投影必须相等。举例说明基点法和速度投影定理的应用。20min10min70min作业及参考文献作业：8-18-28-7参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号19学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第八章：第三节授课班级授课日期课题用瞬心法求平面图形上各点的速度时数2教学目的及要求了解瞬心的概念掌握用瞬心法求平面图形上各点的速度教学重点用瞬心法求平面图形上各点的速度难点用瞬心法求平面图形上各点的速度教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第三节用瞬心法求平面图形上各点的速度一、定理：如果平面图形的角速度不为零，那么在每瞬时，平面图形上都唯一地存在一个速度为零的点，该点称为平面图形的瞬时速度中心，简称瞬心。二、各点速度分布如果以瞬心为基点，那么平面图形上任一点的速度大小为：方向垂直于与瞬心的连线，图形内各点速度的大小与该点30min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配到速度瞬心的距离成正比；方向垂直于该点与速度瞬心的连线，指向与图形的转向一致。各点速度分布如下图，(a(a)(b)vBvAABBAvAvB三、确定瞬心位置的一般方法。AABPABPABPvAvBvBvAvAvB(a)(b)四、举例五、小结20min50min作业及参考文献作业；8-6、8、9参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号20学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第八章第四节授课班级授课日期课题用基点法求平面图形上各点的加速度时数2教学目的及要求掌握用基点法求平面图形上各点的加速度教学重点掌握用基点法求平面图形上各点的加速度难点掌握用基点法求平面图形上各点的加速度教学方法及教具课堂讲授教具：行星齿轮机构课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第四节用基点法求平面图形上各点的加速度一、平面运动=随同基点的平动+绕基点的转动〔绝对运动〕〔牵连运动〕〔相对运动〕〔牵连平动〕二、下面讨论用基点法求平面图形上任一点的加速度40min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配由前，平面图形的运动可分解为随同基点的平动和绕基点的转动。于是，根据点的牵连运动为平动的加速度合成定理，取点为基点，那么平面图形上任一点的加速度(绝对加速度)等于基点的加速度(牵连加速度〕与点随图形绕基点转动的加速度〔相对加速度〕的矢量和，即因为点对基点的相对轨迹是以为圆心，为半径的圆。所以相对加速度又可分解为切向加速度和法向加速度，且，方位垂直于，指向与的转向一致；，方位沿直线，指向基点。故上式又可进一步表示为：++即平面图形上任一点的加速度等于基点的加速度与该点相对于基点转动的切向加速度与法向加速度的矢量和，这就是求平面图形上各点加速度的基点法。三、应用举例四、小结对加速度分析只介绍一种根本方法：基点法。与速度基点法相似，但应注意以下两点：第一，因牵连运动是随基点的平动，所以在分析加速度时没有科氏加速度。第二，注意画好所求点的加速度矢量图，一般应用解析法求解，要恰当的选择投影轴，对未知加速度分量的指向可任意假设。60min作业及参考文献8-15、16、17参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号21学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第十章第一节第二节授课班级授课日期课题动量定理时数2教学目的及要求掌握动量、力的冲量概念并熟练计算质点、质点系的动量教学重点质点系动量的计算难点质点系动量的计算教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配动量定理第一节动力学普遍定理概述一、质点：具有质量的几何点二、质点系：由几个或无限个质点所组成说明质点系运动特征的量有动量、动量矩和动能等。动力学普遍定理包括：动量定理、动量矩定理和动能定理，以及由这三个根本定理所推导出来的其它一些定理。5min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配在某些条件下，用这些定理解决质点和质点系的动力学问题，将显得极为方便。并且，普遍定理中包含的物理量有明显的物理意义，通过这些定理，能使我们更深入地研究机械运动，以及机械运动与其它形式的关系。第二节动量和力的冲量一、动量1、质点的动量:质点的质量m与它的速度的乘积m,称为质点的动量。动量是瞬时矢量，方向与速度相同。在国际单位制中，动量的单位是kg·m/s或N·s。2、质点系的动量：质点系内各质点动量的矢量和称为质点系的动量＝3、质点系的质量中心〔质心〕说明质点系的质量与质心速度的乘积等于质点系的动量。三、应用举例四、力的冲量1.当力是常力时，＝·t2.当力是变量时，力在dt中的微小冲量＝·dt，称为元冲量。而力在作用时间t内的冲量为：＝20min20min50min5min作业及参考文献作业：10-1参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号22学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第十章第三节授课班级授课日期课题动量定理时数2教学目的及要求掌握动量定理的微分形式了解动量定理积分形式熟练应用动量定理和动量守恒求解动力学问题教学重点用动量定理和动量守恒求解动力学问题难点用动量定理和动量守恒求解动力学问题教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配〔复习上节课内容〕第三节动量定理一、质点的动量定理：m＝d〔m〕＝·dt上式即是质点的动量定理的微分形式5min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配二、质点系的动量定理即质点系的动量对时间的导数，等于作用于该点系的所有外力的矢量和〔或外力的主矢〕。这就是质点系的动量定理。质点系动量定理在直角坐标轴上的投影形式为：三、质点系动量守恒定律1.如外力主矢，那么＝常矢量2.如外力主矢在x轴上投影＝0，即＝0，那么p2x=p1x＝常量质点系动量守恒定律：如作用于质点系的所有外力的矢量和〔或在固定轴上投影的代数和〕等于零，那么该质点系的动量〔或在该轴上的投影〕保持不变。四、应用举例五、小结15min30min50min作业及参考文献作业：10-1、12、13参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号23学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第十章第四节授课班级授课日期课题质心运动定理时数2教学目的及要求了解质心运动定理微分形式会用质心运动定理和质心守恒求解动力学问题教学重点用质心运动定理和质心守恒求解动力学问题难点质心加速度的计算教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第四节质心运动定理一、质心运动定理的推导由，质点系动量定理的微分形式可写成对于不变质点系，上式可写为：式中，为质心的加速度，于是得：20min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配这就是质心运动定理。它说明：质点系的质量与其质心加速度的乘积等于作用在质点系上外力的矢量和。1、其在直角坐标轴上的投影形式为：2、质心运动定理在自然轴上的投影式为：二、质心运动守恒定律1、如外力主矢＝0，那么＝0或＝常矢量。即当作用于质点系的外力主矢始终等于零时，那么质心保持静止或匀速直线运动。假设初瞬时质心静止，那么质心的位置始终不变。2、假设＝0，那么acx＝0或vcx＝常量。那么质心在该轴上的投影的坐标保持不变，即xc＝常量。三、应用举例及小结30min50min作业及参考文献作业：10-6、8、10参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号24学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第十一章第一节第四节授课班级授课日期课题动量矩刚体对轴的转动惯量时数2教学目的及要求掌握质点系动量矩的计算掌握简单刚体转动惯量的计算及平行轴定理教学重点质点系动量矩的计算平行轴定理的应用难点教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配〔复习空间力对点之矩的概念〕第十一章动量矩定理第一节动量矩一、质点的动量矩质点的动量对O点之矩等于矢径与动量的矢积。以符号〔〕表示，即〔〕=×二、质点系的动量矩10min20min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配1、质点系对某固定点O的动量矩等于质点系内各质点的动量对该点的矩的矢量和。用表示。质点系对某固定轴z的动量矩质点系对z轴的动量矩等于各质点对同一z轴动量矩的代数和。即质点系对某固定点O的动量矩与质点系对某固定轴z的动量矩的关系三、刚体的动量矩1、平动刚体的动量矩刚体平动时，可将全部质量集中于质心，作为一个质点计算其动量矩。2、定轴转动刚体的动量矩即绕定轴转动刚体对其转轴的动量矩等于刚体对转轴的转动惯量与转动角速度的乘积。第四节刚体对轴的转动惯量一、转动惯量的定义及一般公式二、均质简单形状物体转动惯量的计算三、平行轴定理四、刚体动量矩计算例题及小结20min30min20min作业及参考文献作业：11-1参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号25学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第十一章第二节第三节授课班级授课日期课题动量矩定理定轴转动微分方程时数2教学目的及要求熟练应用动量矩定理、定轴转动微分方程求解动力学问题教学重点动量矩定理、定轴转动微分方程的应用难点动量矩定理、定轴转动微分方程的应用教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第二节动量矩定理一、质点的动量矩定理质点的动量矩定理：质点对某固定点的动量矩对时间的导数，等于作用于质点的力对该点的矩。即二、质点动量矩守恒定律三、质点系的动量矩定理10min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配质点系对某固定点的动量矩对时间的导数，等于作用于质点系的外力对同一点的矩。即：将上式投影到固定坐标轴上，可得质点系对轴的动量矩定理，即四、质点系动量矩守恒定律1、假设,那么得，=常矢量。2、假设,那么得，=常量。五、应用举例第三节刚体绕定轴转动的微分方程一、定轴转动的微分方程或二、定轴转动的微分方程的应用三、小结15min25min20min30min作业及参考文献作业：11-7、10、11参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号26学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第十一章第五节授课班级授课日期课题刚体平面运动微分方程时数2教学目的及要求熟练应用刚体平面运动微分方程求解动力学问题教学重点刚体平面运动微分方程的应用难点刚体平面运动微分方程的应用教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第五节刚体平面运动微分方程一、刚体的平面运动分解为随同质心的平动和绕质心的转动二、相对质心的动量矩定理即10min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配三、刚体平面运动微分方程应用时需取其投影式：或四、应用举例五、小结：注意各定理的应用范围30min50min10min作业及参考文献作业：11-18、19、20参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号27学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学〔理论力学局部〕授课章节：第十二章第一节第二节授课班级授课日期课题力的功动能时数2教学目的及要求熟练掌握力的功及刚体动能的计算教学重点力的功及刚体动能的计算难点教学方法及教具课堂讲授课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配第十二章动能定理第一节力的功一、常力在直线运动中的功二、变力在曲线运动中的功力在路程上所作的功等于力与在微小位移的标量积，称为变力的元功；用表示：30min课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕时间分配三、几种常见力功的计算1、重力的功：重力所作的功仅决定于其重心始未位置的高度差，与运动轨迹无关。2、弹性力的功弹性力的功只决定于弹簧起始和终了的变形量，而与路径无关3、定轴转动刚体上作用力的功不作功的力或内力作功之和为零的情况第二节动能一、质点的动能设质点的质量为m，速度为v，那么质点的动能等于它的质量和速度平方乘积的一半，即。二、质点系的动能质点系的动能等于系统内所有质点动能的算术和，三、刚体的动能1、平动刚体的动能2、定轴转动刚体的动能3、平面运动刚体的动能四、举例并小结20min50min作业及参考文献作业：12-1、2、3参考文献：哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室主编《理论力学思考题解与思考题集》范钦珊主编《工程力学教程》课后小结教研室主任〔签字〕：河北科技师范学院教案编号28学年度第学期系〔部〕教研室任课教师课程名称工程力学