理论力学教学大纲

关键词:理论力学 教学大纲
在诸如机械、土木、石油开发乃至材料成型等很多工程技术中,都存在着必须面对且必须具备扎实的力学知识才可解决的实际问题。力学作为从基础学科中独立出来的学科, 除了继续为自然科学服务外, 其重要特点是走向工程技术, 而理论力学是工程力学中一门与工程实际密切相关且理论性很强的基础专业课,其基本理论一方面可以直接用于解决许多工程实际问题, 另一方面又是学习许多有关专业知识必备的基础,所以该课程的目标在于培养和提高学生对理论力学基本概念、原理和方法的掌握和对机械运动规律的深刻认识等技能, 为学习材料力学、机械原理、弹
内容:

   英文名称:Theoretical Mechanics    授课学时:48              实验学时:0
    上机学时:0              适用专业:机械类各专业、土木工程、石油工程等
    大纲执笔人:刘延强                                系(教研室)主任:薛世峰
一、课程目标
   在诸如机械、土木、石油开发乃至材料成型等很多工程技术中,都存在着必须面对且必须具备扎实的力学知识才可解决的实际问题。力学作为从基础学科中独立出来的学科, 除了继续为自然科学服务外, 其重要特点是走向工程技术, 而理论力学是工程力学中一门与工程实际密切相关且理论性很强的基础专业课,其基本理论一方面可以直接用于解决许多工程实际问题, 另一方面又是学习许多有关专业知识必备的基础,所以该课程的目标在于培养和提高学生对理论力学基本概念、原理和方法的掌握和对机械运动规律的深刻认识等技能, 为学习材料力学、机械原理、弹性力学、机械振动、流体力学、结构力学等后继课程打好基础, 更重要的是结合课程的讲授培养学生认识、分析、解决工程实际问题的能力。
二、基本要求
   课程要求学生对质点和质点系(尤其刚体)机械运动的基本规律与研究方法较全面系统的认识了解,掌握理论力学的基本概念、原理和方法,建立和具备后继课程学习中较扎实、全面、有效的有关本课程知识的储备. 同时, 熟悉课程涉及的有关工程应用, 能够应用课程的理论和方法解决或解释简单常见的有关工程实际问题。还应具有相关的诸如数学和物理基础知识。在教学中应强调概念、原理和方法见的呼应关系和重要性,重点落实到方法技巧的应用、提高认识、分析、解决工程实际问题的能力上。.
三、教学内容与学时分配建议


章节
学时
内容
绪论
1学时
  理论力学的研究对象、理论基础、基本内容、适用范围、研究方法、学习意义。
静力学基本概念和公理
4学时
  静力学基本概念、静力学公理, 力矩、力矩关系定理、汇交力系合力矩定理, 力系的主矢与主矩, 力系的等效、力偶的概念、力偶矩、性质、力偶系的合成。
力系简化
2学时
  力系的简化与最简力系,一般力系的合力矩定理,重(形、质)心及其位置确定。
受力分析
3学时
  约束与约束反力、常见约束反力画法, 受力分析、分离体与受力图
平衡条件及平衡方程
6学时
  力系的平衡条件和平衡方程,静定和静不定的概念,物体系统的平衡, 平面简单桁架的内力计算, 滑动摩擦定律、摩擦角(锥),自锁现象, *滚动摩阻的概念, 考虑摩擦时的平衡问题。
点的运动学
2学时
  点的运动学基本概念: 运动方程、轨迹、速度、加速度, 描述点的运动的矢径法、直角坐标法、自然坐标法, 点的运动学两类基本问题。
刚体的基本运动
2学时
  刚体的平动的概念与特征, 定轴转动刚体的转动方程,角速度、角加速度, 定轴转动刚体两类基本问题及其上各点的运动描述: 运动方程、轨迹、速度、加速度, 传动比。
刚体的平面运动
4学时
  刚体的平面运动的概念、简化与分解; 动系和静系、速度瞬心及基点的概念,平面图形内各点的速度和加速度分析的基点法、速度投影定理、速度瞬心法, *加速度瞬法.
点的合成运动
6学时
  运动的分解与合成、运动描述的相对性、点的三种运动及其轨迹、速度、加速度和牵连点、科氏加速度的概念, 点的运动(速度、加速度)合成定理, *平面运动分解为转动和转动, 运动学综合应用。
质点运动微分方程
2学时
  动力学基本定律, 质点运动微分方程的矢径、直角坐标和自然坐标等形式, 质点动力学两类基本问题。
动量定理
3学时
  质点系的动量、力冲量。动量定理与动量守恒、质心运动定理与质心运动守恒。
动量矩定理
4学时
  质点(系)与刚体的动量矩与转动惯量,平行移轴定理, 动量矩定理及动量矩守恒, 刚体转动的微分方程, *相对质心动量矩定理与刚体平面运动微分方程。
动能定理与动力学普遍定理综合应用
5学时
  质点系和刚体的动能, 力的功、常见力与力系的功和功率, 动能定理与功率方程, *势能与机械能守恒, 动力学普遍定理综合应用。
D’Alembert 原理
4学时
  惯性力的概念与平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力系简化, D’Alembert原理与动静法, 定轴转动刚体对轴承的附加动压力及其消除的条件, *惯性积与中心惯性主轴, 静平衡和动平衡的概念。


四、有关说明与建议
   1) 注有*的内容可据专业的培养方向、发展与要求、具体情况的变化与调整选讲或不讲。
   2) 有些注有*的内容不讲时, 建议用作:
       重点内容的强化训练;
       重点难点内容研讨、竞赛、测验;
       总结复习、典型题解析、模型实物观摩等;
       更新内容的讲授
   3) 应安排相当数量的课外作业, 建议100题左右(包括思考概念题).
   4) 大纲不限讲授内容顺序、体系、讲法.