《 理论力学C 》教学大纲
课程编码:08241006
课程名称:理论力学
英文名称:Theoretical Mechanics
开课学期:第3学期
学时/学分:60/3.5
课程类型:必修课
开课专业:材料学院
选用教材:理论力学 刘巧伶主编 科学出版社 2005年9月
主要参考书:理论力学(第六版)哈尔滨工业大学理论力学教研组编 高等教育出版社
理论力学 范钦珊主编 高等教育出版社
理论力学 贾书惠,李万琼主编 高等教育出版社
理论力学 洪嘉振,杨长俊编著 高等教育出版社
执笔人:闫亚坤
课程性质,目的与任务
理论力学是一门理论性较强的技术基础课.理论力学是研究机械运动的最普遍和最基本规律的科学.因此,理论力学既是各门力学学科的基础,又是各门与机械运动密切联系的工程技术学科的基础.并在许多工程技术领域中有着广泛的应用.
本课程的任务是使学生掌握质点,质点系和刚体机械运动的基本规律和研究方法,为学习有关的后继课程打好必要的基础,为将来学习和掌握新的科学技术创造条件:使学生初步学会应用理论力学的理论和方法分析,解决一些简单的工程实际问题;结合本课程的特点,培养学生研究工程实际问题的能力.
学习理论力学将为一些后续课程以及解决工程实际问题打下一定的理论基础.
学生通过本课程的学习应对质点,质点系和刚体的机械运动规律有较系统全面的了解.掌握有关的基本概念,基本理论和基本方法及其应用.
结合本课程的特点,使学生在下列各种能力上得到培养:
(1),逻辑思维能力(包括推理,分析,判断等能力).
(2),抽象化能力(包括将简单实际问题抽象成为力学模型,进行适当的数学描述,应用力学理论求解).
(3),自学能力,表达能力(包括用文字和图象)以及数字计算能力.
教学基本要求
1,具有把简单的实际问题抽象为理论力学模型的能力.正确画出受力图.能正确运用平衡条件,熟练求解平衡方程,
2,能熟练地求解点的速度和加速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问题.
3,熟练掌握动力学普遍定理及达朗伯原理,并能综合应用这些定理求解质点系的动力学问题.
各章节内容及学时分配
绪论(1学时)理论力学的研究对象及其在工程技术中的作用.理论力学的研究方法,力学发展简史及现状,理论力学的主要内容.
第一章 静力学基本知识(3学时)静力学的研究对象,力和刚体的概念及力的基本性质,约束的基本类型,约束反力,分离体及受力图.力在轴上的投影,力在平面上的投影,合力投影定理,力沿坐标轴的分解,力偶及其性质.
第二章 力系的简化(2学时)力线向一点平移.力系的主矢和主矩,力系简化的各种结果,合力矩定理,汇交力系,力偶系,平行力系的合成.
第三章 力系的平衡(8学时)平面一力系的平衡条件,平衡方程.静定与静不定的概念,物体系统的平衡.平面桁架的基本假设,节点法和截面法.
第四章 摩擦(4学时)滑动摩擦,摩擦角,自锁现象.滚动摩阻,滚阻力偶.有摩擦时物体和物体系的平衡.
第五章 点的运动学和刚体的基本运动(4学时)运动学的研究对象,确定点的运动的基本方法:矢量法,直角坐标法和弧坐标法.点的速度和加速度在自然轴系上的投影.刚体平动及其特征.刚体定轴转动,角速度及角加速度及其矢量表示.刚体内各点速度及加速度及矢量表达式,泊桑公式.
第六章 点的合成运动(6学时)绝对运动,相对运动和牵连运动.点的速度合成定理.牵连运动为平动和转动时的加速度合成定理,科氏加速度及其计算.
第七章 刚体的平面运动(8学时)刚体的平面运动特征,平面运动分解为平动和转动.求平面图形内各点速度的基点法,速度投影定理.速度的瞬心法.求平面图形内各点加速度的基点法.
第九章 动力学基础(4学时)质点运动微分方程,矢量形式,直角坐标形式,自然轴投影形式.质点动力学的两类问题,运动的初始条件.质点系的质量中心,刚体的转动惯量,回转半径,平行轴定理,刚体的惯性积,惯性主轴.
第十章 动量定理和动量矩定理(8学时)动力学普遍定理的概述,质点系的动量与动量矩,力的冲量.质点系的动量定理,动量矩定理,相应的守恒条件,质心运动定理,相对于质心的动量矩定理.刚体平面运动微分方程.
第十一章 动能定理(6学时)力的元功表达式,常见力的功,作用于定轴转动刚体上力的功及力偶的功.作用于质点系内力的功,约束力的功.质点系的动能,平动,定轴转动和平面运动刚体的动能.质点系的动能定理.功率,功率方程.势力场的概念,势能,机械能守恒定律.

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