1、理论力学教学大纲 主 题 ： 理论力学课程教学大纲 学习时间：整学期 内 容 ： 理论力学教学大纲 英文名称：Engineering Statics and Dynamics 课程类型：技术基础课 适用对象：高等职业教育、高等技术教育、高等教育自学考试、大学专科土木类：建筑工程、工程管理、给水排水等专业学生 先修课程：高等数学；大学物理 建议教材及参考书： 理论力学 贾启芬、刘习军、王春敏主编 天津大学出版社 理论力学 张克猛、张义忠主编 北京科学出版社 理论力学 肖明葵主 编 北京机械工业出版社 一、课程的性质、目的和任务1课程性质 理论力学是一门理论性较强的技术基础课，它既有基础性又有应用
2、性。它是各门力学的基础，又可直接应用于工程实际问题。 基础性：理论力学以一般指点系为力学模型，所建立的牛顿力学主要基本原理及由此导出的有关动力学定理与方法具有普遍意义； 应用性：动力学基本规律在工程实际中广泛应用，都越来越多地需要动力学的支持。理论力学将手的动力学基本概念，理论和方法，成为对现代工程对象进行动力分析的基础以及为学习现代工程动力学后续课程、分析和解决工程中动力学基础。 2课程的任务 本课程的任务是使学生掌握质点、质点系和刚体机核运动（包括平衡）的基本规律，为学习有关的后续课程准备必要的基础；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；同时结合本课程的特点，培
3、养学生的辩证唯物主义世界观，培养抽象思维、计算和分析能力。具体地说，其任务是 1. 研究描述物体机械运动的方法； 2. 产生机械运动的物理因素； 3. 物体作机械运动的条件。 二、课程的教学内容1绪论 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。理理论力学教学大纲 论力学课程的基本内容。 2. 静力学 （1）静力学基本概念和公理 力、力矢、力系、等效力系、平衡力系、静力学公理（二力平衡、增减平衡力系、力的平行四边形、作用力与反作用力、刚化公理等）。 力的矢量的坐标表示，力对点之矩、力对点之矩矢。 力对轴之矩、力对点之矩矢量在坐标轴上的投影和力对轴之矩的关系。 （2）力系的简化
4、 汇交力系的简化、几何方法、分析方法、合力投影定理。 二平行力的简化、力偶、力偶矩矢、力偶系。 力线平移定理、平面力系的简化、主矢和 主矩、几种简化结果、合力矩定理。 空间力系的简化、几种简化结果、力螺旋。 空间力系的简化、重心、重心的坐标公式。 （3）约束和受力分析 约束和约束力、自由度、完全约束和不全约束。 主动力、载荷、分布力和集中力。 约束的基本类型：柔索、光滑面、圆形铰链、辊轴、球形铰链、三力杆和固定端约束等。 受约束物体的受力分析。 （4）力系的平衡 空间力系的平衡方程、平面力系的平衡条件、平面力系平衡方程的各种表示形式。 超静定问题的概念。 刚体系统平衡问题的一般解法和分析解法、
5、平面桁架。 考虑摩擦的平衡问题、摩擦现象和摩擦力、摩擦定律、摩擦角和摩擦锥、自锁现象、平衡的临界状态和平衡范围。 3. 运动学 （1）点的运动 运动学的研究对象、定参数系和动参数系、矢量法和分析法。 点的位置的描述方法：矢量法、直角坐标 法、柱坐标法、自然坐标法、运动方程、轨迹方程。 点的速度。速度的表示方法：坐标法和自 然法。点的加速度。加速度的表示方法：坐标法和自然法，切向加速度和法向加速度。 （2）刚体的平动和刚体绕固定轴的转动 刚体平动的特征。 理论力学教学大纲 刚体绕固定轴的转动。转动方程、角加速度。 定轴转动刚体内各点的速度和加速度及其矢积的表示法、泊桑公式。 （3）点的合成运动
6、绝对运动、相对运动、牵连运动、绝对轨迹和相对轨迹。 绝对速度和绝对加速度、相对速度和相对加速度、牵连速度和牵连加速度、绝对导数和相对导数。 点在平动参考系中的运动的合成。速度合成定理。加速度合成定理。 点在定轴转动参考系中的合成。速度合成定理。 （4）刚体的平面运动 刚体平面运动简化成平面图形在其自身平 面内的运动。平面运动方程、刚体平面运动分解为平动和转动。 刚体截面内点的速度、瞬时转动中心。 刚体截面内点的加速度。 4. 动力学 （1）牛顿定律 质点和质点系的运动微分方程 动力学的研究对象。牛顿三定律。基础参考系。牛顿力学的适用范围。 国际单位制和工程单位制。 质点运动微分方程的表示形式：
7、矢量式、直角坐标式、自然坐标式。 质点系的运动微分方程。 （2）动能定理 力的功，几种常见力的功。理想约束力的功。功率。 势力场的概念、势能。 质点、质点系的动能、平动、转动和平面运动刚体的动能。 质点和质点系的动能定理。机械能守恒定律。动力学普遍定理的综合应用。 质点和质点系的动量。力的冲量。 质点的动量定理。质点系的动量定理。动量守恒的条件。流体运动时的动压力。 质心、质心运动定理。质心运动守恒的条件。 质点和质点系对固定点的动量矩。质点和质点系对固定点的动量矩定理。动力矩守恒的条件。 刚体绕定轴转动的运动微分方程。刚体的转动惯量。回转半径。平行轴定理。 质点系对质心的动量矩和相对动量矩。
8、质点系对质心的动量矩定理。 刚体平面运动微分方程。 （3）达朗贝尔原理 惯性力、质点和质点系的达朗贝尔原理。 平动、转动和平面运动刚体惯性力的主矢和主矩。 达朗贝尔原理应用。 （4）分析力学基础 虚位移原理 虚位移、虚速度、虚位移原理。约束力的计算方法。 广义力、广义坐标、广义力表示的质点系平衡条件。质点系在势力场中的平衡条件。 理论力学教学大纲 三、课程的重点、难点及深广度1静力学部分 （1）熟悉各种常见约束的性质，对简单的物体系统能熟练地取分离体，并画出受力图。 （2）理解力、力矩和力偶的基本概念和性质，能熟练计算力的投影和平面上力对点的矩，并能计算力对轴的矩。 （3）掌握各类平面力系的简
9、单方法和简化结果，能计算平面一般力系的主失和主矩。 （4）能熟练地应用各类平面力系和平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平衡方程（主要是求约束反力） （5）了解空间力系的平衡方程及其应用。 （6）能通过计算和查表求组合体的中心。 （7）理解滑动摩擦的概念和摩擦力的特征，能求解考虑滑动摩擦时单个物体的平衡问题。 2.运动学部分 （1）掌握描述点的平面运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法，能求点的运动轨迹，点的速度和加速度。 （2）理解刚体平动和定轴转动的特征。能求定轴转动刚体上各点的速度和加速度。 （3）掌握运动合成和分解的基本概念和方法。能应用点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理求
10、解平面问 题中有关点的速度和加速度问题。 （4）理解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平面图系上各点的速度；能用基点法求平面图 形上各点的加速度。能对常见的平面机构进行速度分析。 3.动力学部分 （1）能建立质点的运动微分方程,能求简单的运动微分方程的积分。 （2）理解并能计算动力学中各基本物理量（动量、动量矩、动能、冲量、功、势能等）。 （3）理解并能运用动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理、对固定点的动量矩定理、动能定理）综合求解简单的动力学问题。 （4）能通过查表和平行轴定理计算简单几何形状的刚体的转动惯量。 （5）能应用刚体定轴转动微分方程求解有关的动力学问题。 （6）掌握刚体平动以及对称刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系的简化结果。能应用达朗伯原理（动静法）求解简单的 动力学问题。了解定轴转动刚体动反力的概念。了解静平衡和动平衡的概念。 （7）应用虚位移原理解决问题。
