1、PAGE PAGE - 7 -本科生課程大綱課程名稱理論力學(xué)（Theoretical Mechanics）課程代碼082102101215課程屬性學(xué)科基礎(chǔ)課時(shí)/學(xué)分64/4課程性質(zhì)必修實(shí)踐學(xué)時(shí)責(zé)任教師課外學(xué)時(shí)課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識(shí)教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識(shí)/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修一、 課程介紹1.課程描述：理論力學(xué)是一門關(guān)于剛體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)的科學(xué)，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)幾門重要專業(yè)課程的基礎(chǔ)。本課程的內(nèi)容主要包括剛體靜力學(xué)中的力系簡化及平衡、平面桁架、重心和摩擦等；運(yùn)動(dòng)學(xué)中點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)合成及剛體的平面運(yùn)動(dòng)；動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定

2、理、達(dá)朗貝爾原理及虛位移原理，培養(yǎng)和建立學(xué)生的工程觀點(diǎn)及理論聯(lián)系實(shí)際解決工程實(shí)際問題的意識(shí)和能力，并為后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)支撐。2.設(shè)計(jì)思路：本課程知識(shí)面廣、理論性強(qiáng)、系統(tǒng)性強(qiáng)，重點(diǎn)學(xué)習(xí)剛體的受力分析方法、運(yùn)動(dòng)分析方法及動(dòng)力學(xué)研究知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的能力，掌握解決工程問題的理論分析方法，是后續(xù)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的重要基礎(chǔ)課程之一。本課程的主要內(nèi)容依據(jù)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案（以下簡稱培養(yǎng)方案），對畢業(yè)生的能力（詳見培養(yǎng)方案）支撐見下表。序號(hào)授課內(nèi)容畢業(yè)生能力要求1.31.41.51.63.11靜力學(xué)力系的簡化與平衡2平面桁架3重心4摩擦5運(yùn)動(dòng)學(xué)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)

3、6剛體的簡單運(yùn)動(dòng)7點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)8剛體的平面運(yùn)動(dòng)9動(dòng)力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)10動(dòng)量定理11動(dòng)量矩定理12動(dòng)能定理13達(dá)朗貝爾原理14虛位移原理本課程使學(xué)生掌握剛體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)中的基本原理及計(jì)算方法，并能用相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)工程中實(shí)際問題。課程的主要內(nèi)容包括以下三大模塊。（1）剛體靜力學(xué) 使學(xué)生重點(diǎn)掌握本門課中所用的靜力學(xué)公理、平面系里中力矩和力偶（矩）的定義、性質(zhì)及計(jì)算方法、力系的簡化和平衡分析方法，了解空間力系中力矩、力偶、力系的簡化及平衡的分析方法，并會(huì)用靜力學(xué)的相關(guān)知識(shí)對平面桁架進(jìn)行力的分析及求解，會(huì)計(jì)算物體系統(tǒng)的重心，會(huì)分析考慮摩擦情況下的物體系統(tǒng)平衡。通過靜力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能用

4、相關(guān)知識(shí)解決本專業(yè)中常見結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析及設(shè)計(jì)問題。（2）剛體運(yùn)動(dòng)學(xué) 使學(xué)生掌握點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述的三種方法及其關(guān)系、剛體的平行移動(dòng)及定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上點(diǎn)的速度及加速度的解法，了解輪系的傳動(dòng)比計(jì)算方法、速度及加速度的矢量表示方法。通過運(yùn)動(dòng)學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能使用相關(guān)知識(shí)解決本專業(yè)中常見機(jī)構(gòu)的的運(yùn)動(dòng)分析問題，并能進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。（3）剛體動(dòng)力學(xué) 使學(xué)生理解牛頓三大定律及質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程，重點(diǎn)掌握動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理和動(dòng)能定理的內(nèi)容及其應(yīng)用；理解并會(huì)應(yīng)用大朗貝爾原理及虛位移原理求解相關(guān)問題。通過動(dòng)力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠使用動(dòng)力學(xué)普遍定理求解、分析和設(shè)計(jì)本專業(yè)相關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。3. 課程與其他課程的

5、關(guān)系本課程要求具有一定的微積分知識(shí)和大學(xué)物理知識(shí)，先修課程為高等數(shù)學(xué)1。同時(shí)，本課程是材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程的先修課程，也是學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的重要理論基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)理論力學(xué)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程。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）的基本規(guī)律和研究方法，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)；使學(xué)生基本掌握應(yīng)用理論力學(xué)的理論和方法進(jìn)行分析和解決一些機(jī)械專業(yè)及其相關(guān)的工程實(shí)際問題，提高學(xué)生運(yùn)用力學(xué)方法提出問題、分析問題和解決問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，還可使學(xué)生

6、養(yǎng)成解決問題的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度。能夠熟練地進(jìn)行物體的受力分析并計(jì)算靜定系統(tǒng)的約束反力；會(huì)計(jì)算平面桁架的桿件內(nèi)力；能夠熟練地分析有摩擦?xí)r的物體平衡問題并求解；能夠熟練地計(jì)算物體的位移、速度和加速度；能夠分析計(jì)算輪系的傳動(dòng)比；能夠熟練地應(yīng)用動(dòng)力學(xué)普遍定理分析計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；會(huì)運(yùn)用虛位移原理求解系統(tǒng)的平衡問題。三、學(xué)習(xí)要求理論力學(xué)是一門涉及到物理、工程和技術(shù)等諸多學(xué)科綜合性、理論性和系統(tǒng)性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。作為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，在校期間要有扎實(shí)的理論知識(shí)和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，并具有良好的社會(huì)責(zé)任感。要達(dá)到以上學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。1.課堂上認(rèn)真聽講，積極參與課堂討論，積極回答

7、問題，并積極對典型力學(xué)原理實(shí)例進(jìn)行分析。2.課下保證保量的按時(shí)完成作業(yè)。本課程將包含較多的課后作業(yè)、討論、工程實(shí)例分析等內(nèi)容。3.日常生活中，學(xué)會(huì)應(yīng)用本門課的知識(shí)分析生活、生產(chǎn)及實(shí)踐中常見的實(shí)例，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。四、教學(xué)內(nèi)容序號(hào)專題或主題計(jì)劃課時(shí)主要內(nèi)容概述實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容或課外練習(xí)等1緒論1理論力學(xué)的研究對象和內(nèi)容、研究方法，學(xué)習(xí)課程的目的2靜力學(xué)公理和物體的受力分析2靜力學(xué)公理；約束和約束力；物體的受力分析和受力圖3平面力系9平面匯交力系；平面力對點(diǎn)之矩、平面力偶；平面任意力系的簡化；平面任意力系的平衡條件和平衡方程；物體系的平衡、靜定和超靜定問題；平面簡單桁架的內(nèi)力計(jì)算4空間力系4空間匯

8、交力系；力對點(diǎn)的矩和力對軸的矩；空間力偶系；空間任意力系向一點(diǎn)的簡化、主矢和主矩；空間任意力系的平衡方程；重心5摩擦4滾動(dòng)摩擦；摩擦角和自鎖現(xiàn)象；考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題；滾動(dòng)摩阻的概念6點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)3矢量法；直角坐標(biāo)法；自然法；點(diǎn)的速度和加速度在柱坐標(biāo)和極坐標(biāo)中的投影7剛體的簡單運(yùn)動(dòng)6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8點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)5相對運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)絕對運(yùn)動(dòng)；點(diǎn)的速度合成定理；牽連運(yùn)動(dòng)是平移時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理；牽連運(yùn)動(dòng)是定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理科氏加速度9剛體的平面運(yùn)動(dòng)6剛體的平面運(yùn)動(dòng)；求平面

9、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)的加速度；運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合應(yīng)用舉例工程實(shí)例的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析10質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本方程2動(dòng)力學(xué)的基本定律；質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程11動(dòng)量定理3動(dòng)量與沖量；動(dòng)量定理；質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理12動(dòng)量矩定理7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；剛體對軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；質(zhì)點(diǎn)系相對于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理；剛體的平面運(yùn)動(dòng)微分方程13動(dòng)能定理6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；勢力場勢能機(jī)械能守恒定律工程實(shí)例的動(dòng)力學(xué)分析14達(dá)朗貝爾原理4慣性力質(zhì)點(diǎn)的達(dá)朗貝爾原理；質(zhì)點(diǎn)系的達(dá)朗貝爾原理；剛體慣性力系的簡化；繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛

10、體的軸承動(dòng)約束力15虛位移原理2約束虛位移虛功；虛位移原理64五、參考教材與主要參考書1、選用教材理論力學(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年第7版.2、主要參考書理論力學(xué): 上冊、中冊、下冊. 清華大學(xué)理論力學(xué)教研室編. 北京: 高等教育出版社, 1994年第四版.理論力學(xué). 范欽珊. 北京: 高等教育出版社, 2000.理論力學(xué)習(xí)題解答. 陳明, 程燕平, 劉喜慶編. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 1998.理論力學(xué)綜合解題思路與方法. 尹祚湘編. 長沙: 湖南科學(xué)技術(shù)出版社, 1985.理論力學(xué). 蕭龍翔, 賈啟芬, 鄧惠和主編. 天津大學(xué)出版社

11、, 1995.理論力學(xué)（上、下冊）. 同濟(jì)大學(xué)理論力學(xué)教研室編, 同濟(jì)大學(xué)出版社, 1990.理論力學(xué)（上、下冊）. 南京工學(xué)院, 西安交通大學(xué)主編. 高等教育出版社, 1986年第2版。理論力學(xué). (美)薩利坦(Saletan, E.J.), (美)科羅梅爾(Cromer,A.H.)著. 盧邦正, 姜存志譯. 高等教育出版社, 1989.理論力學(xué). 浙江大學(xué)理論力學(xué)教研室編. 高等教育出版社, 1999年第3版.STATICS, David J. McGill, Wilton W. King, PWS-KENT Publishing Company, 1989, SECOND EDITION.AN INTRODUCTION TO DYNAMICS, David J. McGill, Wilton W. King, PWS-KENT Publishing Company, 1989, SECOND EDITION.ENGINEERING MECHANICS, Higdon, Stiles, Davis, Evces, Prentice-Hall, Inc. 1976, SECOND VECTION EDITION.六、成績評(píng)定（一）考核方式 A ：A.閉卷考試 B.開卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績綜合評(píng)分體系：