《理论力学》课程教学大纲

《理论力学》课程教学大纲

一、课程与任课教师基本信息 课程名称：理论力学 学时/学分：56/3.5 授课时间：周一5、6节； 周三5、6节 任课教师姓名：孟宪铸 职称：副教授 课程类别：必修课■ 选修课□ 其中实验（实训、讨论等）学时：0 授课地点：7B-414 所属院（系）：机械工程学院 适用专业班级：2013机械卓越本1班 联系电话：22862461 Email:mengxz08@163.com 答疑时间、地点与方式：课前、课后，教室、办公室，交流 二、课程简介

本课程是机械设计制造及其自动化专业的学科基础必修课。它是各门力学课程的基础，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、刚体和刚体系机械运动（包括平衡）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，并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，培养学生的辨证唯物主义世界观，培养学生的建模、计算和分析能力。

三、课程目标

结合专业培养目标，提出本课程要达到的目标。这些目标包括： 1、知识与技能目标

（1）静力学部分基本要求: 深入理解静力学公理及其推论，熟悉各种常见约束的性质，熟练掌握刚体（刚体系）的受力分析，掌握力系简化的基本方法和相关的基本概念，能熟练计算力系的主矢和主矩、力在轴上的投影和力对轴的矩，能熟练应用各种类型力系的平衡条件和平衡方程求解刚体和刚体系统的平衡问题，能够分析考虑摩擦时刚体或刚体系的平衡问题，掌握物体重心和形心的计算方法，能区分静定与静不定问题。 (2) 运动学部分基本要求:

掌握直角坐标法、自然坐标法确定点的运动方程、速度和加速度及其相关的问题；熟练应用点的合成运动的基本理论与方法求点的速度和加速度（牵连运动为平动）；掌握刚体平行移动和定轴转动的特征，能熟练求解定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度，掌握刚体平面运动的特征，能熟练应用基点法、瞬心法和速度投影法求解平面运动刚体上各点的速度。

(3) 动力学部分基本要求：

会正确计算各种力的功，各种运动刚体的动能和势能，熟练掌握并正确选择动力学普遍定理（动量定理、动量矩定理和动能定理）及相应的守恒定理，求解

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质系的动力学问题（包括：速度、加速度、角速度和角加速度，动约束力的计算）。掌握刚体简单运动和平面运动的达朗伯原理的计算方法。

2、过程与方法目标

保留了传统教学手段“粉笔+黑板+模型”的合理内核，同时积极开发、利用多媒体资源，形成全方位的立体化的教学手段，从而达到“减压增趣”、“提智扩能”的教学目标。

3、情感、态度与价值观发展目标

理论力学属专业基础课，是工科类专业的必修课。根据21世纪教育教学改革“宽口径、厚基础、高素质、强能力”的原则，学生应有较好的素质结构、较全面的知识结构。理论力学与各类工程技术有着密切的联系，因此处理力学问题的能力是学习该课程学生的必备素质。学生应重视本课程在素质培养中的作用，本着对自己、对社会高度负责的态度搞好课程学习。体现在学习中，具体要做到：明确学习目标，端正学习态度，培养学习兴趣，认真完成每个学习环节。同时，积极落实人才培养计划，使自己成为出色的、受社会所欢迎的工程技术人才。 四、与前后课程的联系

前导课程：大学物理、高等数学、线性代数；是学好本课程的基础。 后续课程：材料力学、机械原理等。本课程是这些课程的基础。 五、教材选用与参考书

1、选用教材：《理论力学（Ι）》，哈尔滨工业大学理论力学教研室编，高等教育出版社，2009年3月，第7版

2、参考书：《理论力学》，郝桐生编，高等教育出版社，2003年3月，第3

版

《理论力学》，同济大学理论力学教研室编，高等教育出版社，

2003年3月，第3版

六、课程进度表 周 次 1 教学主题 绪论、静力学基本概念 要点与重点 基本概念,约束,受力分析 要求 掌握刚体的概念；力的概念；平衡的概念；熟悉约束、约束的基本类型、约束反力；正确画出受力图。 熟练掌握平面汇交力系的简化—几何法和解析法；熟练掌握平面汇交力系的2 汇交力系、力偶系 合成,平蘅 平衡条件—几何形式与解析形式。明确力对点之矩；力偶与力偶矩、力偶的性质；合力矩定理；熟练掌握力偶系的简化与平衡条件。 4 4 学时 2

熟练掌握刚体上力线的平移；平面力系向作用面内任一点的简化；力系的主矢3 平面任意力系 平面任意力系简化,平衡 和主矩；平面力系的合力；平面力系的平衡条件、平衡方程的各种形式；刚体系统的平衡问题；外力和内力；静不定问题的概念；考虑有摩擦时物体的平衡问题。 滑动摩擦的概念、考4 摩擦 虑摩擦时刚体或刚体系的平衡问题 空间力系的简化、空5 空间力系 间力系的平衡、重心的工程计算方法 6 点的运动 直角坐标法、自然坐标法、矢量法 刚体的平动、刚体绕6 刚体基本运动 定軸的转动、转动刚体内各点的速度和加速度 相对运动、牵连运动、7 点的合成运动 绝对运动、点的速度合成定理、加速度合成定理 刚体平面运动的概9 刚体的平面运动 述、求解平面运动刚体上各点的速度、加速度。 动力学的基本定理、质点的运动微分方10 质点动力学的基本方程 程。 。 11 动量定理 动量定理、质心运动定理 3

6 掌握滑动摩擦的概念、了解摩擦角和自锁现象、能较熟练地计算考虑摩擦时刚体或刚体系的平衡问题。了解滚动摩擦的概念。 明确力对轴之矩；空间力系的简化；主矢和主矩；掌握空间力系的平衡条件；掌握重心的工程计算方法。 熟练掌握直角坐标法、自然坐标法；了解矢量法。 熟悉刚体的平动、刚体绕定軸的转动的概念，熟练掌握转动刚体内各点的速度和加速度计算。 熟悉相对运动、牵连运动、绝对运动的概念；熟练掌握点的速度合成定理、牵连运动为平动时点的加速度合成定理的计算；掌握牵连运动为定軸转动时点的加速度合成定理的计算 熟悉刚体平面运动的概述；熟练掌握用基点法求解平面运动刚体上各点的速度、用瞬心法和速度投影法求解平面运动刚体上各点的速度；掌握用基点法求解平面运动刚体上各点的加速度。 熟悉动力学的基本定理；能熟练应用质点的运动微分方程进行计算。 2 6 6 2 2 4 2 熟悉动量与冲量的概述；能熟练应用动量定理、质心运动定理进行计算。 4

动量矩定理，刚体绕12 动量矩定理 定軸的转动的转动微分方程、刚体绕定軸转动的转动惯量 力的功、质点和质点13 动能定理 掌握动量矩的概述，能熟练应用动量矩定理、刚体绕定軸的转动的转动微分方程进行计算、能熟练计算刚体绕定軸转动的转动惯量、能应用质点系相对于质心的动量矩定理进行计算。 熟悉力的功、质点和质点系的动能定理6 4 系的动能、动能定理、的概念及其计算；掌握动能定理、普遍普遍定理的综合应用 定理的综合应用 惯性力，质点的达朗熟悉惯性力、质点的达朗伯原理、质点系的达朗伯原理的概念及其计算；掌握刚体惯性力系的简化、绕定軸转动刚体的轴承动约束力的计算。 14 达朗伯原理 伯原理；质点系的达朗伯原理 4 七、教学方法

教师是教学活动的主导者，教学方法是决定施教效果的主要因素。

培养学生的空间想象能力是本课程的核心任务，但这种能力的形成是艰苦的，绝非一蹴而就。为达教学目的，适度强化、逐渐推进的教学方式是必需的。在授课过程中，需要适时启用前导课程学过的知识点。为增强授课效果，有时还辅以手势等示意方式。分析、启发是良好的教学方法，将伴随整个教学过程。

教学手段是教学方法的重要补充，是保证施教效果的重要因素。根据本课程特点，采用多媒体与板书结合。多媒体的作用在于提高授课效率，并使形体视频化、动态化；教案、资料以及实现课下互动等。

八、对学生的学习要求

1、学习本课程的方法、策略及教育资源的利用。

理论力学是理论性较强的一门学科，费解、不易学是本课程的特点，随着教学的推进，会逐渐传导至部分学生，且历来如此。原因来自多方面，如学习内容、态度、方法等，其中态度、方法是关键因素。

态度决定一切。正确的学习态度应是勤字当头，善于思考，知难而上。考虑到课程内容的前后关联性，从学习一开始就要弄清每个知识点，不留学习死角。反之，懈怠与知识链断裂是导致学习滑坡、失败的主要诱因。就学习方法而言，应及时地预习、复习，认真、、按时完成作业至关重要，课内学的理论才能得到巩固和应用。

巧用教育资源也有助于提高学习效果。可从图书馆借阅有关的辅学材料，扩展学习内容；可登录众多的工程力学精品课程网站，浏览感兴趣的素材；可参观生产实习中心，培育工程意识。

实践表明，这些措施对于化解学习难度、顺利掌握本课程知识有着重要的意义。

2、学生必须阅读的论著，建议学生阅读的论著。

为保证教学质量，建议学生借阅其他版本的《理论力学》教材及习题集，以供参考。

3、学生完成本课程每周须耗费的时间。

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根据教学规律测算，掌握本课程内容，学生在课内外应花费的时间比大致为1:2 。具体地，每周课内4学时，课外约为8学时。

4、学生的上课、讨论、答疑、提交作业（论文）单元测试、期末考试的等方面的要求。

上课要求：专心听讲，简单做笔记。教案可下载，板图可用手机拍下。

答疑讨论：课内视情况定；课外安排在周四下午，非集中进行。 作业安排：原则上，每次课均布置作业，且要求下次上课时提交。 单元测试：视情况定，随堂进行。 期末考试：教、考分离，密封评卷。 5、学生参与教学评价要求。

在课程结束前1-2周内，学校将组织学生参加网上评教活动。评教是每位学生的责任和义务，学生应积极参与，认真回答调查问卷，客观公正地评价本课程及任课教师的教学效果。评教对促进教学工作、提高教学质量有着重要的意义。 九、成绩评定方法及标准 考核内容 到堂情况 课堂讨论 完成作业 迟到、早退、旷课 态度、效果 次数，质量，是否按时，是否抄袭 观测点 权重 5% 2% 18% 5% 70% 实验（实训） 单元测试 期末考核 考试方式 （按正误情况定） （按评分标准定） 开卷□ 闭卷■ 课程论文□ 实操□

十、院（系、部）教学委员会审查意见 我院（系、部）教学委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 院（系、部）教学委员会主任签名： 田 君 日期： 2014 年 9 月 5日

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