《理論力學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、理論力學(xué)課程教學(xué)大綱一、課程與任課教師基本信息課程名稱：理論力學(xué)課程類別：必修課 選修課學(xué)時(shí)/學(xué)分：56/3.5其中實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)、討論等）學(xué)時(shí)：0授課時(shí)間：周一5、6節(jié)；周三5、6節(jié)授課地點(diǎn)：7B-414任課教師姓名：孟憲鑄職稱：副教授所屬院（系）：機(jī)械工程學(xué)院 適用專業(yè)班級(jí)：2013機(jī)械卓越本1班聯(lián)系電話：22862461Email:mengxz08答疑時(shí)間、地點(diǎn)與方式：課前、課后，教室、辦公室，交流 二、課程簡介本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課。它是各門力學(xué)課程的基礎(chǔ)，并在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、剛體和剛體系機(jī)械運(yùn)動(dòng)（包括平衡

2、）的基本規(guī)律和研究方法，為學(xué)習(xí)有關(guān)的后繼課程打好必要的基礎(chǔ)，并為將來學(xué)習(xí)和掌握新的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造條件；使學(xué)生初步學(xué)會(huì)應(yīng)用理論力學(xué)的理論和方法分析、解決一些簡單的工程實(shí)際問題；結(jié)合本課程的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的辨證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的建模、計(jì)算和分析能力。三、課程目標(biāo)結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，提出本課程要達(dá)到的目標(biāo)。這些目標(biāo)包括：1、知識(shí)與技能目標(biāo) （1）靜力學(xué)部分基本要求:深入理解靜力學(xué)公理及其推論，熟悉各種常見約束的性質(zhì)，熟練掌握剛體（剛體系）的受力分析，掌握力系簡化的基本方法和相關(guān)的基本概念，能熟練計(jì)算力系的主矢和主矩、力在軸上的投影和力對(duì)軸的矩，能熟練應(yīng)用各種類型力系的平衡條件和平衡方程求解剛體和

3、剛體系統(tǒng)的平衡問題，能夠分析考慮摩擦?xí)r剛體或剛體系的平衡問題，掌握物體重心和形心的計(jì)算方法，能區(qū)分靜定與靜不定問題。(2) 運(yùn)動(dòng)學(xué)部分基本要求:掌握直角坐標(biāo)法、自然坐標(biāo)法確定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度及其相關(guān)的問題；熟練應(yīng)用點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的基本理論與方法求點(diǎn)的速度和加速度（牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)）；掌握剛體平行移動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征，能熟練求解定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角速度、角加速度以及剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度，掌握剛體平面運(yùn)動(dòng)的特征，能熟練應(yīng)用基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影法求解平面運(yùn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度。 (3) 動(dòng)力學(xué)部分基本要求： 會(huì)正確計(jì)算各種力的功，各種運(yùn)動(dòng)剛體的動(dòng)能和勢(shì)能，熟練掌握并正確選擇動(dòng)力學(xué)普遍定理（動(dòng)

4、量定理、動(dòng)量矩定理和動(dòng)能定理）及相應(yīng)的守恒定理，求解質(zhì)系的動(dòng)力學(xué)問題（包括：速度、加速度、角速度和角加速度，動(dòng)約束力的計(jì)算）。掌握剛體簡單運(yùn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)的達(dá)朗伯原理的計(jì)算方法。2、過程與方法目標(biāo)保留了傳統(tǒng)教學(xué)手段“粉筆+黑板+模型”的合理內(nèi)核，同時(shí)積極開發(fā)、利用多媒體資源，形成全方位的立體化的教學(xué)手段，從而達(dá)到“減壓增趣”、“提智擴(kuò)能”的教學(xué)目標(biāo)。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀發(fā)展目標(biāo)理論力學(xué)屬專業(yè)基礎(chǔ)課，是工科類專業(yè)的必修課。根據(jù)21世紀(jì)教育教學(xué)改革“寬口徑、厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”的原則，學(xué)生應(yīng)有較好的素質(zhì)結(jié)構(gòu)、較全面的知識(shí)結(jié)構(gòu)。理論力學(xué)與各類工程技術(shù)有著密切的聯(lián)系，因此處理力學(xué)問題的能力是學(xué)習(xí)該

5、課程學(xué)生的必備素質(zhì)。學(xué)生應(yīng)重視本課程在素質(zhì)培養(yǎng)中的作用，本著對(duì)自己、對(duì)社會(huì)高度負(fù)責(zé)的態(tài)度搞好課程學(xué)習(xí)。體現(xiàn)在學(xué)習(xí)中，具體要做到：明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)真完成每個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。同時(shí)，積極落實(shí)人才培養(yǎng)計(jì)劃，使自己成為出色的、受社會(huì)所歡迎的工程技術(shù)人才。四、與前后課程的聯(lián)系前導(dǎo)課程：大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)；是學(xué)好本課程的基礎(chǔ)。后續(xù)課程：材料力學(xué)、機(jī)械原理等。本課程是這些課程的基礎(chǔ)。五、教材選用與參考書1、選用教材：理論力學(xué)（），哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編，高等教育出版社，2009年3月，第7版2、參考書：理論力學(xué)，郝桐生編，高等教育出版社，2003年3月，第3版理論力學(xué)，

6、同濟(jì)大學(xué)理論力學(xué)教研室編，高等教育出版社，2003年3月，第3版六、課程進(jìn)度表周次教學(xué)主題要點(diǎn)與重點(diǎn)要求學(xué)時(shí)1緒論、靜力學(xué)基本概念基本概念,約束,受力分析掌握剛體的概念；力的概念；平衡的概念；熟悉約束、約束的基本類型、約束反力；正確畫出受力圖。42匯交力系、力偶系合成,平蘅熟練掌握平面匯交力系的簡化幾何法和解析法；熟練掌握平面匯交力系的平衡條件幾何形式與解析形式。明確力對(duì)點(diǎn)之矩；力偶與力偶矩、力偶的性質(zhì)；合力矩定理；熟練掌握力偶系的簡化與平衡條件。43平面任意力系平面任意力系簡化,平衡熟練掌握剛體上力線的平移；平面力系向作用面內(nèi)任一點(diǎn)的簡化；力系的主矢和主矩；平面力系的合力；平面力系的平衡條件

7、、平衡方程的各種形式；剛體系統(tǒng)的平衡問題；外力和內(nèi)力；靜不定問題的概念；考慮有摩擦?xí)r物體的平衡問題。64摩擦滑動(dòng)摩擦的概念、考慮摩擦?xí)r剛體或剛體系的平衡問題掌握滑動(dòng)摩擦的概念、了解摩擦角和自鎖現(xiàn)象、能較熟練地計(jì)算考慮摩擦?xí)r剛體或剛體系的平衡問題。了解滾動(dòng)摩擦的概念。25空間力系空間力系的簡化、空間力系的平衡、重心的工程計(jì)算方法明確力對(duì)軸之矩；空間力系的簡化；主矢和主矩；掌握空間力系的平衡條件；掌握重心的工程計(jì)算方法。46點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)直角坐標(biāo)法、自然坐標(biāo)法、矢量法熟練掌握直角坐標(biāo)法、自然坐標(biāo)法；了解矢量法。26剛體基本運(yùn)動(dòng)剛體的平動(dòng)、剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度熟悉剛體的平動(dòng)、剛體

8、繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的概念，熟練掌握轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度計(jì)算。27點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)、牽連運(yùn)動(dòng)、絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、點(diǎn)的速度合成定理、加速度合成定理熟悉相對(duì)運(yùn)動(dòng)、牽連運(yùn)動(dòng)、絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念；熟練掌握點(diǎn)的速度合成定理、牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理的計(jì)算；掌握牽連運(yùn)動(dòng)為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理的計(jì)算69剛體的平面運(yùn)動(dòng)剛體平面運(yùn)動(dòng)的概述、求解平面運(yùn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度、加速度。熟悉剛體平面運(yùn)動(dòng)的概述；熟練掌握用基點(diǎn)法求解平面運(yùn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度、用瞬心法和速度投影法求解平面運(yùn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度；掌握用基點(diǎn)法求解平面運(yùn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的加速度。610質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本方程動(dòng)力學(xué)的基本定理、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程。

9、熟悉動(dòng)力學(xué)的基本定理；能熟練應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行計(jì)算。211動(dòng)量定理動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理熟悉動(dòng)量與沖量的概述；能熟練應(yīng)用動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理進(jìn)行計(jì)算。412動(dòng)量矩定理動(dòng)量矩定理，剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量掌握動(dòng)量矩的概述，能熟練應(yīng)用動(dòng)量矩定理、剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程進(jìn)行計(jì)算、能熟練計(jì)算剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、能應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理進(jìn)行計(jì)算。413動(dòng)能定理力的功、質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能、動(dòng)能定理、普遍定理的綜合應(yīng)用熟悉力的功、質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理的概念及其計(jì)算；掌握動(dòng)能定理、普遍定理的綜合應(yīng)用614達(dá)朗伯原理慣性力，質(zhì)點(diǎn)的達(dá)朗伯原理；質(zhì)

10、點(diǎn)系的達(dá)朗伯原理熟悉慣性力、質(zhì)點(diǎn)的達(dá)朗伯原理、質(zhì)點(diǎn)系的達(dá)朗伯原理的概念及其計(jì)算；掌握剛體慣性力系的簡化、繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的軸承動(dòng)約束力的計(jì)算。4七、教學(xué)方法教師是教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)者，教學(xué)方法是決定施教效果的主要因素。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力是本課程的核心任務(wù)，但這種能力的形成是艱苦的，絕非一蹴而就。為達(dá)教學(xué)目的，適度強(qiáng)化、逐漸推進(jìn)的教學(xué)方式是必需的。在授課過程中，需要適時(shí)啟用前導(dǎo)課程學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)。為增強(qiáng)授課效果，有時(shí)還輔以手勢(shì)等示意方式。分析、啟發(fā)是良好的教學(xué)方法，將伴隨整個(gè)教學(xué)過程。教學(xué)手段是教學(xué)方法的重要補(bǔ)充，是保證施教效果的重要因素。根據(jù)本課程特點(diǎn)，采用多媒體與板書結(jié)合。多媒體的作用在于提高授

11、課效率，并使形體視頻化、動(dòng)態(tài)化；教案、資料以及實(shí)現(xiàn)課下互動(dòng)等。八、對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求1、學(xué)習(xí)本課程的方法、策略及教育資源的利用。理論力學(xué)是理論性較強(qiáng)的一門學(xué)科，費(fèi)解、不易學(xué)是本課程的特點(diǎn)，隨著教學(xué)的推進(jìn)，會(huì)逐漸傳導(dǎo)至部分學(xué)生，且歷來如此。原因來自多方面，如學(xué)習(xí)內(nèi)容、態(tài)度、方法等，其中態(tài)度、方法是關(guān)鍵因素。態(tài)度決定一切。正確的學(xué)習(xí)態(tài)度應(yīng)是勤字當(dāng)頭，善于思考，知難而上?？紤]到課程內(nèi)容的前后關(guān)聯(lián)性，從學(xué)習(xí)一開始就要弄清每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，不留學(xué)習(xí)死角。反之，懈怠與知識(shí)鏈斷裂是導(dǎo)致學(xué)習(xí)滑坡、失敗的主要誘因。就學(xué)習(xí)方法而言，應(yīng)及時(shí)地預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，認(rèn)真、獨(dú)立、按時(shí)完成作業(yè)至關(guān)重要，課內(nèi)學(xué)的理論才能得到鞏固和應(yīng)用。巧用

12、教育資源也有助于提高學(xué)習(xí)效果?？蓮膱D書館借閱有關(guān)的輔學(xué)材料，擴(kuò)展學(xué)習(xí)內(nèi)容；可登錄眾多的工程力學(xué)精品課程網(wǎng)站，瀏覽感興趣的素材；可參觀生產(chǎn)實(shí)習(xí)中心，培育工程意識(shí)。實(shí)踐表明，這些措施對(duì)于化解學(xué)習(xí)難度、順利掌握本課程知識(shí)有著重要的意義。2、學(xué)生必須閱讀的論著，建議學(xué)生閱讀的論著。 為保證教學(xué)質(zhì)量，建議學(xué)生借閱其他版本的理論力學(xué)教材及習(xí)題集，以供參考。3、學(xué)生完成本課程每周須耗費(fèi)的時(shí)間。根據(jù)教學(xué)規(guī)律測算，掌握本課程內(nèi)容，學(xué)生在課內(nèi)外應(yīng)花費(fèi)的時(shí)間比大致為1:2 。具體地，每周課內(nèi)4學(xué)時(shí)，課外約為8學(xué)時(shí)。4、學(xué)生的上課、討論、答疑、提交作業(yè)（論文）單元測試、期末考試的等方面的要求。 上課要求：專心聽講，簡單做筆記。教案可下載，板圖可用手機(jī)拍下。 答疑討論：課內(nèi)視情況定；課外安排在周四下午，非集中進(jìn)行。作業(yè)安排：原則上，每次課均布置作業(yè)，且要求下次上課時(shí)提交。單元測試：視情況定，隨堂進(jìn)行。期末考試：教、考分離，密封評(píng)卷。5、學(xué)生參與教學(xué)評(píng)價(jià)要求。 在課程結(jié)束前1-2周內(nèi)，學(xué)校將組織學(xué)生參加網(wǎng)上評(píng)教活動(dòng)。評(píng)教是每位學(xué)生的責(zé)任和義務(wù)，學(xué)生應(yīng)積極參與，認(rèn)真回答調(diào)查問卷，客觀公正地評(píng)價(jià)本課程及任課教師的教學(xué)效果。評(píng)教對(duì)促進(jìn)教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量有著重要的意義。九、成績?cè)u(píng)定