《理论力学》教学大纲(64学时)

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1、《理论力学I》教学大纲总学时：64理论课学时：64实验课学时：0一、课程的性质理论力学是工科高等学校一门重要的技术基础课，是许多专业的主干课。它是各门力学的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。主要研究质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法。二、课程的目的与教学基本要求课程的目的是通过学习该课程，为学习有关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；结合课程特点培养学生建立力学模型的初步能力和辩证唯物主义的世界观。教学

2、基本要求：1．有把简单的实际问题抽象为理论力学模型的初步能力。2.能根据问题的具体条件从简单的物体系中恰当地选取分离体，正确地画出受力图。3.能熟练计算力的投影和平面上力对点的矩。对力和力偶的性质有正确的理解。能熟练计算力对轴之矩。4.能熟练应用平衡方程求解平面力系单个物体和简单物体系的平衡问题（包括考虑摩擦的平衡问题）。能求解简单的空间平衡问题。5.能建立点的运动方程和确定点的运动轨迹，并能熟练计算点的速度和加速度。6.掌握刚体平动、定轴转动和平面运动的特征。能熟练计算定轴转动刚体的角速度和角加速度，以及定轴转动刚体内各点的速度和加

3、速度。7.对运动的相对性有清晰的概念，掌握运动的合成与分解的方法。能在具体问题中恰当地选取动点和动参考系，正确分析三种运动和三种速度，并熟练运用速度合成定理求解未知量。能运用牵连运动为平动时点的加速度合成定理求解未知量。能正确理解和计算科氏加速度。8.能熟悉地计算平面图形的角速度和图形内各点的速度，能用基点法计算平面图形的角加速度和平面图形内各点的加速度。9.能正确列出质点的运动微分方程，能求解质点动力学的两类问题。10.能熟练计算质点和质点系的动量，能熟练计算质点的动量矩和转动刚体对转轴的动量矩。能熟练计算简单组合形体的转动惯量。能

4、熟练求解刚体绕定轴转动的动力学问题。11.能熟练计算常见力的功，熟练计算动能，以及刚体平动、定轴转动（具有垂直于转轴的质量对称面）和平面运动时惯性力系的主矢和主矩。12.能正确选择动能定理和达朗贝尔原理求解工程中简单的动力学问题。了解动量定理和动量矩定理求解简单动力学问题的方法。正确理解动量守恒、质心运动守恒、动量矩守恒定律，并了解其应用。13.初步获得与本课程有关的工程概念，以及培养相应的数字计算、绘图等方面的能力。一、课程适用专业土木工程、水利水电工程、机械工程、车辆工程、船舶与海洋工程二、课程的教学内容、要求与学时分配（一）绪论

5、（1学时）理论力学的研究对象、理论力学在工程技术中的地位和作用。学习理论力学的目的和理论力学的研究方法。力学发展概况、力学新进展。（二）第1章静力学公理和物体的受力分析（2学时）静力学的基本概念和公理。静力学的研究对象及其在工程技术中的应用。平衡、刚体和力的概念。各种常见约束的性质。物体的受力分析。分离体和受力图。重点：分离体和受力图（三）第2章平面力系（10学时）平面汇交力系合成的几何法。力多边形。平面汇交力系平衡的几何条件。力的分解。力在直角坐标轴上的投影。合力投影定理。平面汇交力系合成的解析法。平面汇交力系平衡的解析条件。平衡方

6、程。力对点的矩。合力矩定理。力偶。力偶矩。平面力偶的性质。平面力偶系的合成与平衡条件。力的平移定理。平面任意力系向作用面内任一点的简化。力系的主矢与主矩。简化结果讨论。合力矩定理。平面任意力系的平衡条件。平衡方程的各种形式。平面平行力系的平衡方程。物体系统的平衡。静定与静不定问题的概念。平面静定桁架的内力计算。重点和难点：物体系统的平衡（四）第3章空间力系（6学时）力在空间直角坐标轴上的投影。二次投影法。空间汇交力系的合成与平衡。力对点的矩矢。力对轴的矩。力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系。力偶矩矢。空间力偶系的合成与平衡。空间任

7、意力系向一点简化。主矢和主矩。空间任意力系的平衡条件和平衡方程。空间平行力系的平衡方程。平行力系中心和重心的概念。重心的坐标公式。组合形体的重心。重点和难点：空间任意力系的平衡条件和平衡方程（五）第4章摩擦（3学时）滑动摩擦力。滑动摩擦定律。摩擦系数和摩擦角。自锁现象。考虑摩擦时的平衡问题。滚动摩阻的概念。（六）第5章点的运动（2学时）运动的相对性。参考坐标系。确定点的运动的基本方法—矢量法、直角坐标法和自然法。运动方程和轨迹方程。点的速度和加速度的矢量形式。点的速度和加速度的直角坐标轴上的投影。自然轴系。点的速度和加速度在自然轴上的

8、投影。切向加速度和法向加速度。（七）第6章刚体的简单运动（2学时）刚体的平动及其特征。刚体绕定轴的转动及其特征。转动方程。角速度和角加速度。转动刚体内任一点的速度和加速度。轮系的传动比。以矢量表示角速度和角加速度。以矢积