四川理工学院课程实施大纲

四川理工学院课程实施大纲

课程名称：力学

授课班级：应用物理16级1-2班

任课教师：谢涛

工作部门：物电学院

联系方式:

四川理工学院制

2017年1月

《力学》课程实施大纲

基本信息

课程代码：

课程名称：力学(Dynamics)

学分：3

总学时：48

学期：第一学期

上课时间：1T3周

上课地点：黄岭校区

答疑时间和方式：课前及课后，个别辅导答疑，电话答疑

答疑地点：N3-913

授谡班级：应用物理学16级1-2班

任课教师：谢涛

学院：物电学院

邮箱：

联系电话:

目录

1.教学理念.................................错误!未定义书签。

1.1关注学生的发展...................错误!未定义书签。

1.2关注教学的有效性.................错误!未定义书签。

1.3关注教学的策略....................错误!未定义书签。

1.4关注教学价值观...................错误!未定义书签。

2.课程介绍................................错误!未定义书签。

2.1课程的性质........................错误!未定义书签。

2.2课程在学科专业结构中的地位、作用...错误!未定义书签。

2.3课程的历史与文化传统..............错误!未定义书签。

2.4课程的前沿及发展趋势..............错误!未定义书签。

2.5课程与经济社会发展的关系..........错误!未定义书签。

2.6课程内容可能涉及到的伦理与道德问题.错误!未定义书签。

2.7学习本课程的必要性................错误!未定义书签。

3.教师简介.................................错误！未定义书签。

3.1教师的职称、学历..................错误!未定义书签。

3.2教育背景.....错误!未定义书签。

3.3研究兴趣（方向）错误!未定义书签。

4.先修课程..........,错误!未定义书签。

5.课程目标.........…错误！未定义书签°

5.1知识与技能方面.错误!未定义书签。

5.2过程与方法方面.错误!未定义书签。

5.3情感、态度与价值观方面............错误!未定义书签。

6.课程内容...........................错误!未定义书签。

6.1课程的内容概要.....................错误!未定义书签。

6.2教学重点、难点......................错误!未定义书签。

6.3学时安排...........................错误!未定义书签。

7.课程实施...................................错误!未定义书签。

7.1教学单元一.........................错误!未定义书签。

7.1.1教学口期......................错误!未定义书签。

7.1.2教学目标......................错误!未定义书签。

7.1.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.1.4教学过程......................错误!未定义书签。

7.1.5教学方法......................错误!未定义书签。

7.1.6作业安排及课后反思...........错误!未定义书签。

7.1.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.2教学单元二..........................错误!未定义书签。

7.2.1教学日期.......................错误!未定义书签。

7.2.2教学目标.......................错误!未定义书签。

7.2.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.2.4教学过程.......................错误!未定义书签。

7.2.5教学方法.......................错误!未定义书签。

7.2.6作业安排及课后反思............错误!未定义书签。

7.2.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.3教学单元三........................错误!未定义书签。

7.3.1教学日期.......................错误!未定义书签。

7.3.2教学目标.......................错误!未定义书签。

7.3.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.3.4教学过程.......................错误!未定义书签。

7.3.5教学方法.......................错误!未定义书签。

7.3.6作业安排及课后反思...........错误!未定义书签。

7.3.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.4教学单元四........................错误!未定义书签。

7.4.1教学日期......................错误!未定义书签。

7.4.2教学目标......................错误!未定义书签。

7.4.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.4.4教学过程......................错误!未定义书签。

7.4.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.4.6作业安排及课后反思............错误!未定义书签。

7.4.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.5教学单元五........................错误!未定义书签。

7.5.1教学日期.......................错误!未定义书签。

7.5.2教学目标.......................错误!未定义书签。

7.5.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.5.4教学过程.......................错误!未定义书签。

7.5.5教学方法.......................错误!未定义书签。

7.5.6作业安排及课后反思............错误!未定义书签。

7.5.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.6教学单元六........................错误!未定义书签。

7.6.1教学日期......................错误!未定义书签。

7.6.2教学目标......................错误!未定义书签。

7.6.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.6.4教学过程......................错误!未定义书签。

7.6.5教学方法......................错误!未定义书签。

7.6.6作业安排及课后反思............错误!未定义书签。

7.6.7课前准备情况及其他相关特殊耍求错误!未定义书签。

7.7教学单元七........................错误!未定义书签。

7.7.1教学日期......................错误!未定义书签。

7.7.2教学目标.......................错误!未定义书签。

7.7.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.7.4教学过程.......................错误!未定义书签。

7.7.5教学方法.......................错误!未定义书签。

7.7.6作业安排及课后反思............错误!未定义书签。

7.7.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.8教学单元八.........................错误!未定义书签。

7.8.1教学日期.......................错误!未定义书签。

7.8.2教学目标.......................错误!未定义书签。

7.8.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.8.4教学过程......................错误!未定义书签。

7.8.5教学方法......................错误!未定义书签。

7.7.6作业安排及课后反思...........错误!未定义书签。

7.8.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.9教学单元九.......................错误!未定义书签。

7.9.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.9.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.9.3教学内容（含重点、难点）....错误!未定义书签。

7.9.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.9.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.9.6作业安排及课后反思...........错误!未定义书签。

7.9.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.10教学单元十.......................错误!未定义书签。

7.10.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.10.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.10.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.10.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.10.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.10.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.10.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.11教学单元十一.....................错误!未定义书签。

7.11.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.11.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.11.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.11.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.11.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.11.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.11.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.12教学单元十二.....................错误!未定义书签。

7.12.1教学口期....................错误!未定义书签。

7.12.2教学目标....................错误!未定义书签。

7.12.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.12.4教学过程....................错误!未定义书签。

7.12.5教学方法....................错误!未定义书签。

7.12.6作业安排及课后反思.........错误!未定义书签。

7.12.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.13教学单元十三....................错误!未定义书签。

7.13.1教学日期....................错误!未定义书签。

7.13.2教学目标....................错误!未定义书签。

7.13.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.13.4教学过程....................错误!未定义书签。

7.13.5教学方法....................错误!未定义书签。

7.13.6作业安排及课后反思.........错误!未定义书签。

7.13.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.14教学单元十四.....................错误!未定义书签。

7.14.1教学日期....................错误!未定义书签。

7.14.2教学目标....................错误!未定义书签。

7.14.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.14.4教学过程....................错误!未定义书签。

7.14.5教学方法....................错误!未定义书签。

7.14.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.14.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.15教学单元十五.....................错误!未定义书签。

7.15.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.15.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.15.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.15.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.15.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.15.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.15.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.16教学单元十六.....................错误!未定义书签。

7.16.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.16.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.16.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.16.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.16.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.16.6作业安排及课后反思...........错误!未定义书签。

7.16.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.17教学单元十七......................错误!未定义书签。

7.17.1教学日期......................错误!未定义书签。

7.17.2教学目标......................错误!未定义书签。

7.17.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.17.4教学过程......................错误!未定义书签。

7.17.5教学方法......................错误!未定义书签。

7.17.6作业安排及课后反思...........错误!未定义书签。

7.17.7课前准备情况及其他相关特殊耍求错误!未定义书签。

7.18教学单元十八......................错误!未定义书签。

7.18.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.18.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.18.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.18.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.18.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.18.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.18.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.19教学单元十九......................错误!未定义书签。

7.19.1教学日期......................错误!未定义书签。

7.19.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.19.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.19.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.19.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.19.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.19.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.20教学单元二十.....................错误!未定义书签。

7.20.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.20.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.20.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.20.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.20.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.20.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.20.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.21教学单元二十一...................错误!未定义书签。

7.21.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.21.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.21.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.21.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.21.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.21.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.21.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.22教学单元二十二...................错误!未定义书签。

7.22.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.22.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.22.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.22.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.22.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.22.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.22.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.23教学单元二十三...................错误!未定义书签。

7.23.1教学口期.....................错误!未定义书签。

7.23.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.23.3教学内容（含重点、难点）……错误!未定义书签。

7.23.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.23.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.23.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.23.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

7.24教学单元二十四...................错误!未定义书签。

7.24.1教学日期.....................错误!未定义书签。

7.24.2教学目标.....................错误!未定义书签。

7.24.3教学内容（含重点、难点）.....错误!未定义书签。

7.24.4教学过程.....................错误!未定义书签。

7.24.5教学方法.....................错误!未定义书签。

7.24.6作业安排及课后反思..........错误!未定义书签。

7.24.7课前准备情况及其他相关特殊要求错误!未定义书签。

8.课程要求.................................错误!未定义书签。

8.1学生自学要求.......................错误!未定义书签。

8.2课外阅读的要求.....................错误!未定义书签。

8.3课堂讨论的要求.....................错误!未定义书签。

8.4课程实践的要求.....................错误!未定义书签。

9.课程考核.................................错误!未定义书签。

9.1出勤（迟到、早退等）、作业、报告等的要求错误!未定义书签。

9.2成绩的构成与评分规则说明...........错误!未定义书签。

9.3考试形式及说明.....................错误!未定义书签。

10.学术诚信...............................错误！未定义书签。

10.1考试违规与作弊处理...............错误!未定义书签。

10.2杜撰数据、信息处理等..............错误!未定义书签。

10.3学术剽窃处理等....................错误!未定义书签。

11.课堂规范................................错误！未定义书签。

11.1课堂纪律..........................错误!未定义书签。

11.2课堂礼仪..........................错误!未定义书签。

12.课程资源................................错误！未定义书签。

12.1教材与参考书......................错误!未定义书签。

12.2专业学术著作......................错误!未定义书签。

12.3专业刊物..........................错误!未定义书签。

12.4网络课程资源......................错误!未定义书签。

13.教学合约................................错误！未定义书签。

13.1教师作出师德师风承诺.............错误!未定义书签。

13.2阅读课程实施大纲，理解其内容.....错误!未定义书签。

13.3同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望错误!未定义书签。

14.其他说明.................................错误！未定义书签。

1.教学理念

1.1关注学生的发展

哈佛大学校长陆登廷认为:一个人是否具有创造力，是一流人才和三流人才的分水

岭。为了培养创新型人才，大学课堂教学更要培养学生的批判性和创造性的思维能力，

提出、分析、解决和评价问题的能力，有效获取知识的能力，有效交流与表达的能力以

及团队合作的精神等。大学教师应该利用各种有利条件和机会培养学生的发散性思维和

逆向思维，激发他们的求异动机，催化他们发现、发明、创造的热情。教师应想方设法

引导学生积极思考，发现问题，并创造性地解决问题，对学生显示出来的创造性的思想

火花要加倍地爱护和鼓励。大学课堂要建立充分体现尊重、民主和发展的新型课堂伦理

关系。

力学的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是自然

科学和工程技术的基础。通过这门课程的学习，使学生初步掌握大学物理学习中的基本

方法及力学范畴内的基本规律及概念，要使学生在掌握力学基础理论的同时，掌握物理

学的基本研究方法和科学思维方法；学会用数学语言表述力学问题和使用高等数学工具

去分析处理力学问题。为理论物理中的《理论力学》部分的学习打好较坚实的基础。并

培养学生现代的自然观宇宙观和辨证唯物主义世界观，培养学生的探索、创新精神，努

力实现知识、能力、素质的协调发展。

1.2关注教学的有效性

大学课堂教学作为引导大学生探求知识、发展能力、丰富'完善个性品质的主要方式，

是大学培养人才的主阵地，其有效性的追求理应满足大学生成长、发展的需求。这是一

个既包括学生对所学课程理论知识由感性认知到理性内化，再到创造性外化的不同层

次，又包括学生情感、态度、价值观培养的复杂过程。其指向不是单纯的某一方面，

而是一个多元的综合体系。因此作为一个合格的大学教师，不仅要严谨治学、善于研究,

不断提升学科专业理论水平；而且要不断提高自己的教学学术修养，善于用自己的教育

智慧给学生以创造性的启迪和引导。其次，尊重学生、相信学生，以学生能够并乐于接

受的方式展开课堂教学活动，注重教学方式的多样性和实效性。让学生真正以主体者的

角色参与到教学中来，

1.3关注教学的策略

1.3.1激发学生对本课程的兴趣

学生对所学科目感兴趣，有学习需要与动机，对学习内容主动思考的情况下才能取

得良好的效果。因此在教学中，大学教师必须学会激励学生学习一门课程。

具体策略主要有：（1）运用有趣、形象生动和新颖的教学例子，激发学生学习的认

知兴趣。（2）使学生明确学习内容的重要性。（3）创设问题恃境，激励学生积极思维。

1.3.2注意教学方法设计，提升教学语言艺术

多媒体课件中直观、形象的简笔画、动画、录像以及文图并茂的特点是传统的板书

所不及的。多媒体课件教学中，可以紧密结合学生的知识水平和思维能力，采用设疑问

的启发式教学方法，伴随着学生的深入思考不断展开课程内容。层层递进、逐步展开的

启发式教学方法突出重点、逻辑性强，在“授鱼”同时乂“教渔”，不仅激发了学生的

求知欲望，而且提高了学生自主摄取知识和分析问题的能力。

课堂教学是一种开放、动态、交流与对话的过程，不是单独的教师说教过程。教学

中，教师应该用言简意赅的语言将教学艺术体现出来，不断捕捉教学中创造的有效信息,

从而挖掘知识内容的新见解和新思维。

1.3.3促进课堂交流

大学生的思维特点决定了他们具有一定的批判意识、质疑精神及创新能力，只不过

在传统的满堂灌的教学模式下学生丧失了展现个体化理解的时间与空间。大学课堂教学

之中，应当尽可能地给学生留一定的参与时间，方式可以采用自主发言、小组辩论及师

生讨论的方式。

1.3.4加强对创新精神的培养

为了培养学生创新性思维品质，应该大力提倡启发式教学。思考是创新的关键：只

有独立思考，才能融会贯通，才能由多而少，由博而专，由现象到本质，由无序到规律:

只有独立思考，才能生动活泼、千姿百态，才能解放思想，向传统挑战，才能不安所学、

才会有创新、有发展。要使学生在创造性获取知识的同时.,在科学素养、科学思维、科

学道德、洞察能力、评价能力、批判精神、合作精神、敬业精神、严谨学风等方面也得

到训练与提升。

1.3.5把学生引到研究的最前沿

大学课堂教学中，教师应进行理论知识的前沿性研究成果的介绍与了解。这一环节

在大学课堂教学中必不可少，因为，学生应当对知识的最新发展与动态有所了解。学生

在学习了知识的“源”，也了解了知识的“流”之后，就有利于学生对知识的全面理解。

这就要求教师在备课上要密切关注理论知识的前沿研究成果及研究动向，真正把教学与

科研有机地结合起来。

大学教师要积极参加科学研究，密切注视本学科在国内国际的发展动态，并不断把

新成果，新发现引进自己的教学中。这样才能拓宽学生的视野，引起学生的思考，激发

学生的兴趣，让学生自己主动地去构建自己的知识。

1.3.6形成融洽的师生关系

良好的师生关系会营造和谐的课堂氛围和愉悦的心理感受，利于知识的理解，记忆.

巩固和运用。大学教师在课堂上应该成为学生中的一员，与学生共同学习和思考，共同

面对问题和解决问题，尊重和维护学生的个性，给学生比较自由的思想空间，从而使大

学的课堂教学成为师生共同参与的活动。拉近师生间的距离，有利于教学双方最佳状态

的发挥。

1.4关注教学价值观

为了更好的引导大学生往正确的方向发展，可以在学生的交流中融入社会主义核心

价值观的相关内容，深化学生对社会主义核心价值观的认识，帮助其树立正确的世界观、

人生观和价值观，进而激励他们“永远热爱我们伟大的祖国，永远热爱我们伟大的人民,

永远热爱我们伟大的中华民族”，积极投身中国特色社会主义伟大事'也中。

2.课程介绍

2.1课程的性质

力学是以牛顿运动定律为基础，在宏观世界和低速状态下，研究物体运动的基要学

术。在物理学里，力学是最早被接受为力学的一个基本纲领。力学又分为静力学（描述

静止物体）、运动学（描述物体运动）和动力学（描述物体受力作用下的运动）。课

程教学的目的是掌握机械运动规律，为大学阶段其他课程的学习打好理论基础，是本科

物理专业学生必修的一门专业基础课。

2.2课程在学科专业结构中的地位、作用

力学是我院物理学专业必修课，是研究物质机械运动规律的科学，它与热学、电磁

学及光学一起共同被列为经典物理四大基石。力学是以牛顿运动定律为基础，在宏观世

界和低速状态下，研究物体运动的基要学术。在物理学里，力学是最早被接受为力学的

一个基本纲领。力学课程分为静力学（描述静止物体）、运动学（描述物体运动）和动

力学（描述物体受力作用下的运动）。力学的主要内容是牛顿三定律和万有引力定律。

2.3课程的历史与文化传统

力学是力与运动的科学，它研究的对象主要是物质的宏观机械运动，它既是基础科

学，又是众多应用科学特别是工程技术的基础。它过去建立在牛顿定律和经典热力学的

基础上，现在则扩大到量子力学描述的微观层次。力学和天文学、微积分学几乎同时诞

生，曾在经典物理的发展中起关键作用。20世纪，力学在推动地球科学，如大气物理、

海洋科学等的定量化方面，作出了重大贡献。近年来还在材料科学、生物学、医学等科

学分支中起着越来越重要的作用。由研究弦、杆、板振动而形成的数学物理方法中的谱

理论，很自然地被移用到量子力学。由力学现象中首先发现的分叉（可追溯到200多年

前Euler对压杆稳定性的研究）、孤立波（约100年前）、混沌（30年前）等现象以及相应

的理论方法，是被称为20世纪自然科学最重要发展之一的非线性科学的核心部分。

力学本质上是研究物体宏观运动的，而宏观运动是人类唯一可以直接感知，因而更

易理解的运动，所以由力学中首先发现的带有规律性的现象，后来被发现具有超出宏观

运动意义的这种人类认识自然的无穷尽的过程，今后仍将继续不断。力学又是为数极多

的工程技术的基础学科。在20世纪，出于工程技术发展的需要（顺便提一句，工程可以

说无一例外地是宏观的），应用力学有空前的发展。在力学理论的指导或支持下取得的

工程技术成就不胜枚举。最突出的有：以人类登月、建立空间站、航天飞机等为代表的

航天技术；以速度超过5倍声速的军用飞机、起飞重量超过300t、尺寸达大半个足球场

的民航机为代表的航空技术；以单机功率达百万千瓦的汽轮机组为代表的机械工业，可

以在大风浪下安全作业的单台价值超过10亿美元的海上采油平台；以排水量达5X105t

的超大型运输船和航速可达30多节、深潜达几百米的潜艇为代表的船舶工业；可以安

全运行的原子能反应堆；在地震多发区建造高层建筑；正在陆上运输中起着越来越重要

作用的高速列车，等等，甚至加两弹引爆的核心技术，也都是典型的力学问题。力学在

解决众多的新的工程技术问题及向其它学科渗透中，大大丰富了力学学科本身。在传统

的理论力学、材料力学、流体力学等学科外形成了空气动力学、水动力学、渗流力学、

物理化学流体力学、弹塑性力学、断裂与损伤力学、岩土力学、振动学、生物力学、结

构力学、爆炸力学、等离子体动力学、物理力学、细观固体力学等分支。在有些方面，

解决了过去不能解决的问题，如高速空气动力学之对于航空、航天技术。有些方面，则

大大改变了传统的概念，如断裂、损伤力学的成果深刻地改变了强度设计的观点。又如,

由于结构动力学的发展及对地震波的研究，打破了过去在地震多发区不能盖高层建筑的

禁区。

由于解决科学和工程技术问题需要计算，力学工作者在电子计算机出现之前就已经

提出了不少有效的数学工具和计算方法。由边界层研究发展起来的奇异摄动法已经形成

普遍使用的数学手段。有些方法，如Galerkin法，松弛法等，至今仍是计算数学的基

本方法之一。在高速电子计算机出现后，力学的计算更是如虎添翼，新的计算方法迅速

出现，如从结构力学中发展起来的有限元法，现在已是各种科学问题（远不限丁力学）

的基本算法之一。由于流体力学计算的需要，极大地推动了有限差分法的发展。现在，

计算力学已是整个计算科学中最重要的支柱之一。

2.4课程的前沿及发展趋势

从对力学发展过程的回顾可以清楚地看到，力学是随着人类认识自然现象和解决工

程技术问题的需要而发展起来的。力学又的确对认识自然和解决工程技术问题起着极为

重要、在很多时候是关键的作用。环绕我们的自然界，如今还有众多的关系到人类生存

和生活质量的宏观现象，远没有被认识清。如全球的气候问题、环境问题、海洋问题、

自然灾害（如台风等）问题等，将会继续不断提出新的力学问题。更不用说，21世纪将

出现的更新、更大、更复杂的工程技术问题有赖于力学的新发展去解决。只要承认人类

永远生活在宏观环境中，就不难理解力学的发展对人类生存和社会进步是永远不可少

的。目前在科学的研究上，正在采用对同一问题在不同尺度上进行研究的方法，力学也

不例外，例如为了更好地理解材料的力学性能，既需要在宏观层次上，又需要在细观、

甚至微观层次上进行研究，但是如何将不同层次的现象联系起来，无论对哪一学科都还

是难题。证诸科学发展的历史，有理由相信首先突破这i难点的有极大可能是力学，其

方法论的意义因而也将是巨大的。

2.5课程与经济社会发展的关系

经典力学不但对自然科学产生了很大影响，在社会科学方面，特别是对哲学利人类

思想发展，也产生了重大影响。在经典力学的直接影响下，英国的霍布斯和洛克建立利

发展了机械唯物主义哲学，并由于其强大的影响力，使得唯物论从宗教神学那里争得了

发言权，并在随后形成了人类历史上唯物主义和唯心主义斗争最为激烈的一段时期。经

过康德和黑格尔对辩证法和机械唯物主义的研究和发展，以及马克思和恩格斯对哲学已

有研究成果的吸收，结合当时科学发展成果，最终建立了唯物主义辩证法。唯物主义辩

证法的建立，在很大程度上得益于牛顿经典力学体系的建立。近现代科学和哲学是发物

于经典力学的，正是从牛顿建立经典力学开始，人类在思想观念上才开始真正走向科学

化和现代化，而它对人类思想领域的影响也是极其广泛而深刻的。

2.6课程内容可能涉及到的伦理与道德问题

科学研究鼓励自由探索，但却不能没有科学伦理的规范。做科学研究的人一定要守

住科学伦理道德底线，绝对不能为了某些私利而危害人类健康和公共安全。研究的成果

为人类所用，不能危害人类和自然生态。本课程属于基础学科课程，间接地涉及到伦理

与道德问题，大家应当正确把握。

2.7学习本课程的必要性

①使学生认识物质宏观机械运动形态的特点、规律和研究方法，掌握比较系统的力

学基础知识，并能较为灵活地加以运用。

②为学生进一步学习热学、电磁学、原子物理学和理论物理中的热力学和统计物理

学等后继课程打下良好的基础。

③通过学习本课程，有利于开阔学生的思路，培养学生的思维方式和习惯，激发不

断探索和创新的精神。

④通过学习本课程，可以培养学生逐步树立辩证唯物主义的世界观，培养学生树立

为科学献身的信念。

3.教师简介

3.1教师的职称、学历

谢涛，讲师，博士研究生

3.2教育背景

19947998年,兰州大学现代物理系，本科毕业,获理学学士学位；

2003-2006年，中国科学技术大学地球与空间物理学院，硕士毕业，获理学硕士学位;

2009-2012年,核工业西南物理研究院，博士研究生毕业,获理学博士学位。

3.3研究兴趣（方向）

磁约束热核聚变等离子体物理理论

4.先修课程

《高等数学》

5.课程目标

5.1知识与技能方面

本课程为应用物理专业学生必修基础课程之一。它的基本理论渗透在自然科学的各

个领域，应用于生产技术的许多部门，是自然科学和工程技术的基础。通过这门课程的

学习，使学生初步掌握大学物理学习中的基本方法及力学范畴内的基本规律及概念，要

使学生在掌握力学基础理论的同时，掌握物理学的基本研究方法和科学思维方法；学会

用数学语言表述力学问题和使用高等数学工具去分析处理力学问题。为理论物理中的

《理论力学》部分的学习打好较坚实的基础。并培养学生现代的自然观宇宙观和辨证唯

物主义世界观，培养学生的探索、创新精神，努力实现知识、能力、素质的协调发展。

5.2过程与方法方面

1）、充分运用现代化教学手段。现在利用多媒体给学生上课，为了形象化的让学生

更易接受所学理论知识，课堂上还会穿插些图片、幻灯片、动画片等。

2）、讲课向“精”、“实”、“用”的方向去做。给学生提供更多的参考资料，

锻练学生学会自我学习。

3）、建立健全的考核机制，采取良好灵活的考核方式。考核方式可采取理论考试、

实验制作、动手能力等，从多角度综合评判。分数实行结构评分方式，基本分反映学生

在基础知识和基本能力的综合表现，更客观的反映学生能刀，强调个性发展，更好的鼓

励创新。同时，各种电子设计竞赛选拔和该课程的教学考核结合起来，进一步激发学生

的学习和创新热情。

5.3情感、态度与价值观方面

培养学生逐步树立辩证唯物主义的世界观，培养学生树立为科学献身的信念。

6.课程内容

6.1课程的内容概要

第一章引言

第二章质点运动学

2.1质点的运动学方程

2.2瞬时速度矢量和瞬时加速度矢量

2.3质点直线运动一一从坐标到速度和加速度

2.4质点直线运动一一从加速度到速度和坐标

2.5平面直角坐标系•抛体运动

2.6自然坐标-切向和法向加速度

2.7极坐标系-径向速度与横向速度

2.8伽利略变换

第三章动帚定理及动量守恒定律

3.1牛顿第一定律和惯性参考系

3.2惯性质帚动帚和动量守恒定律

3.3牛顿运动定律伽利略相对性原理

3.4主动力和被动力

3.5牛顿运动定律的应用

3.6非惯性系中的力学

3.7用冲量表述的动帚定理

3.8质点系动量定理和质心运动定理

3.9经典力学中动量守恒定律的常见形式

第四章动能和势能

4.1能量一一另一个守恒显

4.2力的元功用线积分表示功

4.3质点和质点系动能定理

4.4保守力与非保守力势能

4.5功能原理和机械能守恒定律

4.6对心碰撞

4.7非对心碰撞

4.8质心参考系的运用粒子的对撞

第五章角动量关于对称性

5.1质点的角功量

5.2质点系的角动量定理及角动量守恒定律

5.3质点系对质心的角动量定理和守恒定律

5.4对称性对称性与守恒律

5.5经典动力学的适用范围

第六章万有引力定律

6.1开普勒定律

6.2万有引力定律引力质量与惯性质量

6.3引力势能

第七章刚体力学

7.1刚体运动的描述

7.2刚体的动量和质心运动定理

7.3刚体定轴转动的角动量转动惯量

7.4刚体定轴转动的动能定理

7.5刚体平面运动的动力学

7.6刚体的平衡

7.7自转与旋进

第八章固体的弹性

8.1弹性体的拉伸和压缩

8.2弹性体的剪切形变

8.3弯曲和扭转

笫九章振动

9.1简谐振动的动力学特征

9.2简谐振动的运动学

9.3简谐振动的能量转换

9.4简谐振动的合成

9.5阻尼振动

9.6受迫振动

第十章波动和声

10.1波的基本概念

10.2平面简谐波方程

10.3波动方程与波速

10.4平均能流密度声强与声压

10.5波的叠加和干涉驻波

10.6多普勒效应

6.2教学重点、难点

重点：牛顿三定律；动量守恒定律；能量守恒定律；万有引力定律；定轴转动；弹

性应变；简谐振动；行波和驻波。

难点：质点运动方程；牛顿第二定律；侦点组动量定理；机械能守恒定律；动量矩:

圆周运动的加速度；杨氏模量的物理概念；简谐振动的合戊；行波和驻波的区别。

6.3学时安排

序号主要内容参考学时

1（-）引言1

2（二）质点运动学4

3（三）牛顿运动定律4

4（四）动量定理和动量守恒定律3

5（五）功和能及碰撞问题6

6（六）动量矩3

7（七）刚体力学9

8（A）固体的弹性3

6（九）振动6

10（十）波动和声6

11习题讨论课3

合计48

7.课程实施

7.1教学单元

7.1.1教学日期

2017年2月27日

7.1.2教学目标

了解力学的研究对象和方法；了解力学在科学技术中的重要地位；了解并掌握力学

的学习方法。

7.1.3教学内容（含重点、难点）

第一章引言

2.1质点的运动学方程

2.2瞬时速度矢量和瞬时加速度矢量

重点：力学的研究对象和研究方法；速度和加速度。

7.1.4教学过程

第一章引言

没有今日的基础科学，就没有明日的科技应用，可以想象，我们现在的基础科学

将怎样地影响21世纪的科技文明.

物理学属于基础科学范畴，是一门素质课,物理思想和物理方法是一个科学工作者

灵感之所在,基础之所在.

力学一一学习物理学的开始.

1914年卢瑟福发现a射线，B射线，建立了原子有核模型.

电子的发现，确认了原子是可分的，为探索原子结构以及为探索更深层次的结构开辟了

道路.

物质是由轻子和夸克组成.轻子有电子、R子、［子、电子中微子、p子中微子和t

子中微子，每一种均有反粒子，共有12利L夸克有6种味，即上夸克、下夸克、奇异夸克、

粲夸克、底夸克和顶夸克.每种味又分红、蓝和绿3种色.

粒子之间有四种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相

互作用.粒子之间的基本相互作用是通过交换某种粒子;来传递的.即基本相互作用都是

由媒介粒子传递的，这类媒介粒子统称为规范玻色子.

电磁力以光子为媒介，弱力的媒介为Z0和W土粒子，强力的媒介有8种颜色的胶子.

一旦系统出现非线性，便可能呈现复杂行为.这种复杂行为有时会表现为规则的时

空或功能有序,有时也会表现为貌似无序的序.复杂行为不仅能发生于物理和化学系统,

也能发生于生命和社会系统.

科学解决理论问题，技术解决实际问题.

第一次,开始于18世纪60年代，主要标志是蒸汽机的广泛应用，它是牛顿力学和热力学发

展的结果.

第二次,开始于19世纪70年代，主要标志是电力的广泛应用和无线电通讯的实现,它是电

磁学发展的结果.

第三次，开始于20世纪40年代的电脑、电信革命，也叫做“数字革命”.它是近代物理

学发展的结果.

一切周期运动都可用来量度时间.

目前国际通用的时间单位是秒(s).为提高精度，1967年国际计量大会决定采用原

子的跃迁辐射作为计时标准，并规定的一133原子基态的两个超精细能级间跃迁相对应

的辐射的9192631770个周期的持续时间作为1s.这样的原子标准称为原子时.

可用物体来计量长度.如古代测量长度常以人体的某部分作为单位和标准.近代的

测量长度单位是在法国的米制单位发展起来的[规定通过巴黎的子午线的1/(1X107)为

1m(米)].目前在国际单位制中长度的单位是米(m).在1983年国际计量大会规定：“1m

为光在真空中传播(1/299792458)s时间间隔内所经路径的长度”.

物理学中，物理公式总是和一定的“单位制”相联系，“单位制”就是各物理量间相

互配套的一组单位.

基本单位：选定几个物理量作为基本量，人为地规定其单位，称为基本单位制.

导出单位：从基本量导出的量称为导出量，其单位是基本单

位的组合，称为导出单位.

根据同一规律写出的公式，采用的单位不同，公式中出现的因子不同.

基本量:长度质量时间电流温度物质的量光强度

单位：mkgsAKmolcd

导出量：速度加速度力动量…

单位：m/sm/s2Nkg,m/s…

辅助单位：平面角立体角

单位：radsr（球面度）

辅助单位可以参与导出单位，如角速率rad/s

SI词头：因为用很大单位测很小的量或用很小单位测很大的帚都不方便，为使单位

大小相济，适应不同问题的需要，在SI中规定了“SI词头”.如表1.3.

量纲：表示一个物理量由基本量的幕次组合的式子.

基本量选定后，导出帚的量纲可由基本量的量纲的组合而得.

某一数中可靠数字称作有效数字，它的个数称作有效数字的位数.

注意：有效数字的位数与十进制单位的变换无关,即与小数点的位置无关.用以表示

小数点位置的“0”不是有效数字,当“0”不表示为小数点位置时是有效数字.数据最后

的“0”不能随便加上，也不能随便去掉.

估计某数的数量级时,常取整为•位有效数字乘以10的若干哥次.

例如：88920取9X104称“数量级估计”，实际上又将已估计的9X104以105代之.

用10的若干次方表示的数常称为“数量级”.

第二章质点运动学

§2.1质点的运动学方程

§2.1.1质点的位置矢量与运动方程

质点一一具有一定质量，不计其形状与大小的物体，是理想模型.

可以将物体简化为质点的两种情况：

①物体不变形，只作平动.

②物体本身线度和它活动范围相比小得很多

1.位置矢量

位置矢量一一由原点（参考点）引向质点位置的有向线段.

2.运动方程

运动方程一一质点的位置随时间变化的函数方程.（,）

3.轨迹方程

轨迹方程一一质点在运动过程中描出的曲线方程.

§2.1.2位移---位置矢量的增量

L位移

位移一一是由质点初位置引向末位置的矢量.

2.路程

路程一一质点经过的路径的总长度.

位移与路程不同，前者是矢量，后者是标量.

§2.2瞬时速度矢量与瞬时加速度矢量

§2.2.1平均速度与瞬时速度

1.平均速度

-Ar

V=——

A/

V不能反映位移变化相对于时间的不均匀性.

2.瞬时速度（简称速度）

..-..Az-dr

v=hmv=hm—=—

NTQNTO△/d/

方向：质点运动路径的切向.

瞬时速度反映质点在某时或某位置的运动状态.

§2.2.2平均加速度与瞬时加速度

1.平均加速度

注意:

①说到平均加速度，一定要明确是哪一段时间或哪一段位移中的平均加速

度.

②一般。与y方向不同

2.瞬时加速度（简称加速度）

Avdvddr,dr

lim—=—=一（一）=--

&-d/drdrdrdr

7.1.5教学方法

结合多媒体讲授。

7.1.6作业安排及课后反思

预习第二章3-6节。

7.1.7课前准备情况及其他相关特殊要求

要精选授课内容，对力学新亮点和广泛应用的重要内容进行重点讲授，有的内容留

学生自学教材或要求学生查阅•定的参考书，同时也培养了学生的自学能力

7.2教学单元二

7.2.1教学日期

2017年3月3日

7.2.2教学目标

会根据质点运动方程求位移、速度和加速度；会根据加速度和初始条件求可积的运

动方程。

7.2.3教学内容（含重点、难点）

§2.3质点直线运动一一从坐标到速度和加速度

§2.4质点直线运动一一从加速度到速度和坐标

§2.5平面直角坐标系-抛体运动

§2.6自然坐标•切向和法向加速度

重点：从质点运动方程求速度和加速度；从速度和加速度求质点运动方程；切向和

法向加速度。

难点：自然坐标系；切向和法向加速度。

7.2.4教学过程

§2.3质点直线运动一一从坐标到速度和加速度

§2.3.1运动学方程

以质点运动直线为坐标轴，则质点运动学方程为r=r(t)=x(t)i

§2.3.2速度和加速度

瞬时速度

广£曲线某点切线的斜率等于相应时刻的速度.

瞬时加速度…，

v-t曲线某点切线的斜率等于相应时刻的加速度.

可由质点的X-t图画出质点的V-t图，根据质点V：-t曲线画出曲线.

§2.3.3匀速与匀变速直线运动

(一喙=2/(<-.)

§2.3.4宇宙年龄和大小的估计•测量重力加速度

§2.4质点直线运动一一从加速度到速度和坐标

§2.4.1从速度到运动学方程和位移

Ar=%一毛=[vx(f)df

§2.4.2已知加速度求速度和运动学方程

匕=%+r/⑺出x=x0+r匕⑴山

§2.5平面直角坐标系・抛体运动

§2.5.1平面直角坐标系

对于质点的平面运动，若已知初始条件和质点速度和加速度随时间的变化规律并且

可积，就能全面描写质点的运动状态.

§2.5.2抛体运动

1.运动叠加原理

右图中山8同时同高抛出，同时着地.

结论：水平运动对竖直运动无影响.

3运动二竖直+水平

即：当物体同时参与两个或多个运动时，其总的运动是各个运动的合成.

2.抛休运动

通过理想情况得出抛物线，以此为基准，进一步研究各种不同阻力对运动的影响.

§2.5.3用矢量讨论抛体运动

§2.6自然坐标-切向和法向加速度

§2.6.1自然坐标

若质点轨迹已知，质点的运动可分解为切向和法向.

自然坐标一一将质点轨迹曲线作为一维坐标的轴线.

如图选轨迹上一点为原点，用由原点至质点位置的弧长s作为质点位置坐标.s称

自然坐标.s可正可负.

质点运动方程s=s(/)

自然坐标也可用矢量特征描述.

切向单位矢量沿曲线切向,指向s〉0方向.

法向单位矢量沿曲线法向且指向曲线的凹侧.