《理論力學(xué)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、理論力學(xué)Theoretical Mechanics課程代碼：24321920學(xué)分：5學(xué)時(shí)：80 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：80 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：上機(jī)學(xué)時(shí)：課程實(shí)踐學(xué)時(shí)：）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程圖學(xué)適用專(zhuān)業(yè)：工程力學(xué)，土木工程教材：理論力學(xué)（I） （II）,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，2016 年9月第8版一課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)（需說(shuō)明課程對(duì)人才培養(yǎng)方面的貢獻(xiàn)）理論力學(xué)是力學(xué)、土木、機(jī)械、交通運(yùn)輸類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是這些類(lèi)別專(zhuān)業(yè)學(xué) 科平臺(tái)的主干課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的辨證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生分析和解 決工程問(wèn)題的能力。理論力學(xué)的任

2、務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動(dòng)（包括平衡）的基本規(guī)律和研究方法, 為學(xué)習(xí)有關(guān)后繼課程準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)，并為將來(lái)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、解決工程實(shí)際問(wèn)題。（二）課程目標(biāo)（根據(jù)課程特點(diǎn)和對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)，確定課程目標(biāo)。應(yīng)包括知識(shí)目標(biāo)和能力 目標(biāo)。）課程目標(biāo)1:工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于解決復(fù)雜工程問(wèn) 題。（畢業(yè)要求1.3.1）課程目標(biāo)2：研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論。（畢業(yè)要求134）課程目標(biāo)3：素質(zhì)：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)

3、的科學(xué)態(tài)度和開(kāi)拓進(jìn)取精神、科學(xué)思維的方式和方法、創(chuàng) 新意識(shí)和創(chuàng)新思維，為培養(yǎng)不斷學(xué)習(xí)能力和尋找解決問(wèn)題的欲望提供支撐。（畢業(yè)要求 1.3.5, 1.3.6）注：工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)通識(shí)課程的課程目標(biāo)應(yīng)覆蓋相應(yīng)的工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求通用標(biāo)準(zhǔn)；（三）課程目標(biāo)與專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（認(rèn)證專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)必修課程填寫(xiě)）第十八章44講授法、討論法1合計(jì)8080注：1.課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格；2.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問(wèn)題、項(xiàng)目、案例等 教學(xué)方法）等。五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)缺課、不得多于3次，作業(yè)完 成不少于80%,質(zhì)量較好0

4、.2階段測(cè)試參加，根據(jù)具體情況考慮0. 1期中考試按卷面成績(jī)折算0. 7注：1,分學(xué)期設(shè)置和考核的課程應(yīng)按學(xué)期分別填寫(xiě)上表。.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開(kāi)卷、閉卷）、項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求等。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績(jī)中所占比重。六、參考書(shū)目及學(xué)習(xí)資料（書(shū)名，主編，出版社，出版時(shí)間及版次）1、理論力學(xué)解題指導(dǎo)及習(xí)題集，哈爾濱工業(yè)大學(xué)等六校理論力學(xué)教研室，高等教育出版社, 2005年7月第3版。2、理論力學(xué)教與學(xué)，蔡泰信、和興鎖，高等教育出版社，2007年6月第1版。七、大綱說(shuō)明（內(nèi)容可

5、包括課程基本要求、習(xí)題耍求及其它一些必要的說(shuō)明）.本大綱要求適用于多學(xué)時(shí)工程力學(xué)、土木工程專(zhuān)業(yè)理論力學(xué)課程；.教材：推薦使用哈工大的理論力學(xué)教材；.為達(dá)到基本要求，課外習(xí)題應(yīng)不少于150題，即每次（2學(xué)時(shí)）布置45道題，其中應(yīng)有概念 題、思考題、簡(jiǎn)單證明題、基本計(jì)算題和綜合分析題及實(shí)驗(yàn)題等；.注意在教學(xué)中適當(dāng)采用教學(xué)模型，特別大力提倡采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CAI軟件、片等現(xiàn)代化教學(xué)手段；.應(yīng)采用試題庫(kù)或試卷庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一考試;2017年09月 21日2017年09月 21日課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)課程目標(biāo)1.課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3畢業(yè)要求1. 3. 1HMM畢業(yè)要求1. 3.4MHM畢業(yè)要求MMH畢業(yè)要求M

6、MH注：課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)接的單元格中可輸入“，也可標(biāo)注“H、M、L-o二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求（按章撰寫(xiě)）第一章靜力學(xué)基本概念與公理、受力分析（一）課程內(nèi)容.剛體和力的概念.靜力學(xué)公理.約束和約束反力.物體的受力分析和受力圖（二）教學(xué)要求.理解力、剛體、平衡和約束概念.掌握各種常見(jiàn)約束的性質(zhì)，對(duì)物體系統(tǒng)能熟練地取分離體，畫(huà)出受力圖。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)約束和約束力及受力圖畫(huà)法第二章平面力系（-）課程內(nèi)容.平面匯交力系.平面力對(duì)點(diǎn)之矩、平面力偶.平面任意力系的簡(jiǎn)化.平面任意力系的平衡條件和平衡方程.物體系統(tǒng)的平衡靜定和靜不定問(wèn)題.平面簡(jiǎn)單桁架的內(nèi)力計(jì)算（二）教學(xué)要求.掌握平面匯交力系合成與平

7、衡的方法.能熟練計(jì)算力在坐標(biāo)軸上的投影、平面力對(duì)點(diǎn)之矩.掌握平面力偶系的合成與平衡.掌握平面任意力系的簡(jiǎn)化方法和簡(jiǎn)化結(jié)果，能熟練地計(jì)算主矢和主矩.能熟練地應(yīng)用平面任意力系的平衡條件和平衡方程求解單個(gè)物體和簡(jiǎn)單物系的平衡問(wèn)題.掌握求簡(jiǎn)單靜定桁架內(nèi)力的節(jié)點(diǎn)法和截面法（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)平面力系作用下的物系平衡問(wèn)題第三章空間力系（一）課程內(nèi)容.空間匯交力系.力對(duì)點(diǎn)的矩和力對(duì)軸的矩.空間力偶.空間任意力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化主矢和主矩.空間任意力系的簡(jiǎn)化結(jié)果分析.空間任意力系的平衡方程.重心（二）教學(xué)要求.掌握空間匯交力系的合成與平衡，力在空間直角坐標(biāo)系上的投影，力對(duì)點(diǎn)的矩和力對(duì)軸的矩 的計(jì)算。. 了解空間任意力

8、系的簡(jiǎn)化過(guò)程和掌握簡(jiǎn)化結(jié)果。.能應(yīng)用空間任意力系平衡方程求解單個(gè)物體的平衡問(wèn)題。.掌握重心的計(jì)算。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)空間力對(duì)點(diǎn)的矩和力對(duì)軸的矩的計(jì)算以及重心的計(jì)算。第四章摩擦（-）課程內(nèi)容.滑動(dòng)摩擦.考慮摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題.摩擦角和自鎖現(xiàn)象.滾動(dòng)摩阻的概念（二）教學(xué)要求.掌握靜、動(dòng)摩擦系數(shù)，了解摩擦角、自鎖和滾動(dòng)摩阻的概念。.能熟練應(yīng)用解析法求解考慮摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)有摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題第五章點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)（一）課程內(nèi)容. 矢量法.直角坐標(biāo)法.自然法（二）教學(xué)要求.能用矢量法、直角坐標(biāo)法和自然坐標(biāo)法確定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。.能熟練應(yīng)用直角坐標(biāo)法和自然法求點(diǎn)的速度和加速度。（三）重點(diǎn)與難

9、點(diǎn)求點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程及與點(diǎn)的速度和加速度有關(guān)的問(wèn)題。第六章剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)（一）課程內(nèi)容.剛體的平行移動(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.輪系的傳動(dòng)比.以矢量表示角速度和角加速度以矢積表示點(diǎn)的速度和加速度（二）教學(xué)要求.掌握剛體平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征。掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方程、角速度和角加速度以及 他們之間的關(guān)系。.能熟練地求解定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的角速度和角加速度。. 了解角速度、角加速度及剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度的矢量表示法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)剛體平動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征及定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)剛體的角速度和角加速度以及剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速 度第七章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)（一）課程內(nèi)容.相對(duì)運(yùn)動(dòng) 牽連運(yùn)動(dòng) 絕

10、對(duì)運(yùn)動(dòng).點(diǎn)的速度合成定理.牽連運(yùn)動(dòng)是平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理.牽連運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理 科氏加速度（二）教學(xué)要求.掌握三種運(yùn)動(dòng)、三種速度和三種加速度的定義，以及運(yùn)動(dòng)合成和分解的基本概念和基本方法。.熟練掌握點(diǎn)的速度合成定理。.熟練掌握牽連運(yùn)動(dòng)分別為平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的加速度合成定理及其應(yīng)用。.特別掌握牽連速度、牽連加速度和科氏加速度的概念和計(jì)算。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)點(diǎn)的速度合成定理及牽連運(yùn)動(dòng)分別為平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的加速度合成定理及其應(yīng)用第八章剛體的平面運(yùn)動(dòng)（一）課程內(nèi)容.剛體平面運(yùn)動(dòng)的概述和運(yùn)動(dòng)的分解.求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的基點(diǎn)法.求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的瞬心法.用基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加

11、速度.運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合應(yīng)用舉例（二）教學(xué)要求.掌握剛體平面運(yùn)動(dòng)的特征和研究方法。.能熟練應(yīng)用基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影定理求解有關(guān)速度問(wèn)題。.能熟練應(yīng)用基點(diǎn)法求解有關(guān)加速度問(wèn)題。.對(duì)常見(jiàn)平面機(jī)構(gòu)能熟練地進(jìn)行速度和加速度分析。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)基點(diǎn)法和瞬心法求解有關(guān)速度問(wèn)題及應(yīng)用基點(diǎn)法求解有關(guān)加速度問(wèn)題。第九章質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本方程（一）課程內(nèi)容.動(dòng)力學(xué)的基本定律.質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程.質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題（二）教學(xué)要求會(huì)建立質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程。掌握質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)基本問(wèn)題的求解方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)建立質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程并求解質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)問(wèn)題第十章動(dòng)量定理（一）課程內(nèi)容.動(dòng)量和沖量.動(dòng)量定理.質(zhì)心運(yùn)動(dòng)

12、定理（二）教學(xué)要求.掌握并能熟練計(jì)算質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量。.掌握并能熟練應(yīng)用動(dòng)量定理和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理以及其守恒定律求解一般動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)動(dòng)量計(jì)算，應(yīng)用動(dòng)量定理和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理求解有關(guān)問(wèn)題，包括動(dòng)量守恒和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒。第H一章動(dòng)量矩定理（一）課程內(nèi)容.質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩.動(dòng)量矩定理.剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程.剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量.質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理.剛體的平面運(yùn)動(dòng)微分方程（二）教學(xué)要求.掌握并能熟練計(jì)算質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩。.掌握剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算。.掌握定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程的應(yīng)用。.掌握相對(duì)于固定點(diǎn)和質(zhì)心的動(dòng)量矩定理，并能熟練應(yīng)用剛體平面運(yùn)動(dòng)微分方程求解相關(guān)的動(dòng) 力學(xué)問(wèn)題。（三）

13、重點(diǎn)與難點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩計(jì)算，動(dòng)量矩定理及剛體的平面運(yùn)動(dòng)微分方程。第十二章動(dòng)能定理（一）課程內(nèi)容.力的功.質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能.動(dòng)能定理.功率功率方程機(jī)械效率.勢(shì)力場(chǎng)勢(shì)能機(jī)械能守恒定律.普遍定理的綜合應(yīng)用（二）教學(xué)要求.掌握并能熟練計(jì)算質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能及力的功。.熟練應(yīng)用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律。.掌握普遍定理的綜合應(yīng)用，能求解較復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)動(dòng)能及功的計(jì)算，動(dòng)能定理的應(yīng)用及普遍定理的綜合應(yīng)用。第十三章達(dá)朗貝爾原理（一）課程內(nèi)容.慣性力和質(zhì)點(diǎn)的達(dá)朗貝爾原理.質(zhì)點(diǎn)系的達(dá)朗伯原理.剛體慣性力系的簡(jiǎn)化.繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的軸承動(dòng)約束力（二）教學(xué)要求.掌握慣性力的概念。.掌握剛

14、體平動(dòng)、對(duì)稱剛體作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性力系簡(jiǎn)化的結(jié)果，并能熟練虛加慣性 力和慣性力偶。.能較熟練根據(jù)達(dá)朗貝爾原理應(yīng)用動(dòng)靜法求解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。.會(huì)判斷定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的轉(zhuǎn)軸是否是中心慣性主軸，會(huì)求附加動(dòng)約束力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)剛體不同運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性力系簡(jiǎn)化的結(jié)果及達(dá)朗伯原理的應(yīng)用。第十四章虛位移原理（-）課程內(nèi)容.約束虛位移虛功.虛位移原理（二）教學(xué)要求.掌握約束、約束方程、虛位移和理想約束等概念。.能較熟練應(yīng)用虛位移原理寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)系的虛功方程，找出有關(guān)虛位移之間的關(guān)系，并求解未知 量（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)求解虛位移之間的關(guān)系，利用虛位移原理的應(yīng)用。第十五章分析力學(xué)基礎(chǔ)（-）課程內(nèi)容.自由度和廣義坐標(biāo).以廣義

15、坐標(biāo)表示的質(zhì)點(diǎn)系平衡條件.動(dòng)力學(xué)普遍方程.第二類(lèi)拉格朗日方程.拉格朗日方程的初積分.第二類(lèi)拉格朗日方程（-）教學(xué)要求.掌握自由度和廣義坐標(biāo)的概念.掌握廣義坐標(biāo)表示的質(zhì)點(diǎn)系平衡條件以及在勢(shì)力場(chǎng)中的平衡條件.能熟練應(yīng)用拉格朗日方程求解質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)應(yīng)用廣義坐標(biāo)表示的質(zhì)點(diǎn)系平衡條件以及拉格朗日方程求解質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。第十六章非慣性系中質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)（一）課程內(nèi)容.非慣性系中質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本方程.非慣性系中質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理（二）教學(xué)要求理解非慣性系中質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本方程，掌握非慣性系中質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)非慣性系中質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的求解第十七章碰撞（一）課程內(nèi)容.碰撞的分類(lèi)碰

16、撞問(wèn)題的簡(jiǎn)化.用于碰撞過(guò)程的基本定理.恢復(fù)因數(shù)（二）教學(xué)要求深刻理解可用于碰撞問(wèn)題的基本定理，并會(huì)用其求解簡(jiǎn)單的碰撞問(wèn)題。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)可用于碰撞問(wèn)題的基本定理，撞擊中心。第十八章機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)（一）課程內(nèi)容.單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng).計(jì)算固有頻率的能量法.單自由度系統(tǒng)的有阻尼自由振動(dòng).單自由度系統(tǒng)的無(wú)阻尼受迫振動(dòng).單自由度系統(tǒng)的無(wú)阻尼受迫振動(dòng)（二）教學(xué)要求.掌握單自由度系統(tǒng)振動(dòng)方程建立，求解簡(jiǎn)單的振動(dòng)方程。.掌握固有頻率、周期、振幅、相位、共振等概念以及共振現(xiàn)象發(fā)生的條件。.能應(yīng)用能量法計(jì)算系統(tǒng)的固有頻率（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)建立振動(dòng)方程以及系統(tǒng)固有頻率的計(jì)算三、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫(xiě)）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí)驗(yàn)上 機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)第一早44講