《力學(xué)》課程實(shí)施大綱目錄1．教學(xué)理念 —1．教學(xué)理念1.1關(guān)注學(xué)生的發(fā)展哈佛大學(xué)校長陸登廷認(rèn)為:一個人是否具有創(chuàng)造力，是一流人才和三流人才的分水嶺。為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，大學(xué)課堂教學(xué)更要培養(yǎng)學(xué)生的批判性和創(chuàng)造性的思維能力，提出、分析、解決和評價問題的能力，有效獲取知識的能力，有效交流與表達(dá)的能力以及團(tuán)隊(duì)合作的精神等。大學(xué)教師應(yīng)該利用各種有利條件和機(jī)會培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和逆向思維，激發(fā)他們的求異動機(jī)，催化他們發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造的熱情。教師應(yīng)想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生積極思考，發(fā)現(xiàn)問題，并創(chuàng)造性地解決問題，對學(xué)生顯示出來的創(chuàng)造性的思想火花要加倍地愛護(hù)和鼓勵。大學(xué)課堂要建立充分體現(xiàn)尊重、民主和發(fā)展的新型課堂倫理關(guān)系。力學(xué)的基本理論滲透在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的許多部門，是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。通過這門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握大學(xué)物理學(xué)習(xí)中的基本方法及力學(xué)范疇內(nèi)的基本規(guī)律及概念，要使學(xué)生在掌握力學(xué)基礎(chǔ)理論的同時,掌握物理學(xué)的基本研究方法和科學(xué)思維方法；學(xué)會用數(shù)學(xué)語言表述力學(xué)問題和使用高等數(shù)學(xué)工具去分析處理力學(xué)問題。為理論物理中的《理論力學(xué)》部分的學(xué)習(xí)打好較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。并培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代的自然觀宇宙觀和辨證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新精神，努力實(shí)現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。1.2關(guān)注教學(xué)的有效性大學(xué)課堂教學(xué)作為引導(dǎo)大學(xué)生探求知識、發(fā)展能力、豐富完善個性品質(zhì)的主要方式，是大學(xué)培養(yǎng)人才的主陣地，其有效性的追求理應(yīng)滿足大學(xué)生成長、發(fā)展的需求。這是一個既包括學(xué)生對所學(xué)課程理論知識由感性認(rèn)知到理性內(nèi)化，再到創(chuàng)造性外化的不同層次，又包括學(xué)生情感、態(tài)度、價值觀培養(yǎng)的復(fù)雜過程。其指向不是單純的某一方面，而是一個多元的綜合體系。因此作為一個合格的大學(xué)教師，不僅要嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、善于研究，不斷提升學(xué)科專業(yè)理論水平；而且要不斷提高自己的教學(xué)學(xué)術(shù)修養(yǎng)，善于用自己的教育智慧給學(xué)生以創(chuàng)造性的啟迪和引導(dǎo)。其次，尊重學(xué)生、相信學(xué)生，以學(xué)生能夠并樂于接受的方式展開課堂教學(xué)活動，注重教學(xué)方式的多樣性和實(shí)效性。讓學(xué)生真正以主體者的角色參與到教學(xué)中來，1.3關(guān)注教學(xué)的策略1.3.1激發(fā)學(xué)生對本課程的興趣學(xué)生對所學(xué)科目感興趣，有學(xué)習(xí)需要與動機(jī)，對學(xué)習(xí)內(nèi)容主動思考的情況下才能取得良好的效果。因此在教學(xué)中，大學(xué)教師必須學(xué)會激勵學(xué)生學(xué)習(xí)一門課程。具體策略主要有：(1)運(yùn)用有趣、形象生動和新穎的教學(xué)例子，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知興趣。(2)使學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要性。(3)創(chuàng)設(shè)問題情境，激勵學(xué)生積極思維。1.3.2注意教學(xué)方法設(shè)計，提升教學(xué)語言藝術(shù)多媒體課件中直觀、形象的簡筆畫、動畫、錄像以及文圖并茂的特點(diǎn)是傳統(tǒng)的板書所不及的。多媒體課件教學(xué)中，可以緊密結(jié)合學(xué)生的知識水平和思維能力，采用設(shè)疑問的啟發(fā)式教學(xué)方法，伴隨著學(xué)生的深入思考不斷展開課程內(nèi)容。層層遞進(jìn)、逐步展開的啟發(fā)式教學(xué)方法突出重點(diǎn)、邏輯性強(qiáng)，在“授魚”同時又“教漁”，不僅激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，而且提高了學(xué)生自主攝取知識和分析問題的能力。課堂教學(xué)是一種開放、動態(tài)、交流與對話的過程，不是單獨(dú)的教師說教過程。教學(xué)中，教師應(yīng)該用言簡意賅的語言將教學(xué)藝術(shù)體現(xiàn)出來，不斷捕捉教學(xué)中創(chuàng)造的有效信息，從而挖掘知識內(nèi)容的新見解和新思維。1.3.3促進(jìn)課堂交流大學(xué)生的思維特點(diǎn)決定了他們具有一定的批判意識、質(zhì)疑精神及創(chuàng)新能力，只不過在傳統(tǒng)的滿堂灌的教學(xué)模式下學(xué)生喪失了展現(xiàn)個體化理解的時間與空間。大學(xué)課堂教學(xué)之中，應(yīng)當(dāng)盡可能地給學(xué)生留一定的參與時間，方式可以采用自主發(fā)言、小組辯論及師生討論的方式。1.3.4加強(qiáng)對創(chuàng)新精神的培養(yǎng)為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維品質(zhì)，應(yīng)該大力提倡啟發(fā)式教學(xué)。思考是創(chuàng)新的關(guān)鍵：只有獨(dú)立思考，才能融會貫通，才能由多而少，由博而專，由現(xiàn)象到本質(zhì)，由無序到規(guī)律：只有獨(dú)立思考，才能生動活潑、千姿百態(tài)，才能解放思想，向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)，才能不安所學(xué)、才會有創(chuàng)新、有發(fā)展。要使學(xué)生在創(chuàng)造性獲取知識的同時，在科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)思維、科學(xué)道德、洞察能力、評價能力、批判精神、合作精神、敬業(yè)精神、嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)等方面也得到訓(xùn)練與提升。1.3.5把學(xué)生引到研究的最前沿大學(xué)課堂教學(xué)中，教師應(yīng)進(jìn)行理論知識的前沿性研究成果的介紹與了解。這一環(huán)節(jié)在大學(xué)課堂教學(xué)中必不可少，因?yàn)?，學(xué)生應(yīng)當(dāng)對知識的最新發(fā)展與動態(tài)有所了解。學(xué)生在學(xué)習(xí)了知識的“源”，也了解了知識的“流”之后，就有利于學(xué)生對知識的全面理解。這就要求教師在備課上要密切關(guān)注理論知識的前沿研究成果及研究動向，真正把教學(xué)與科研有機(jī)地結(jié)合起來。大學(xué)教師要積極參加科學(xué)研究，密切注視本學(xué)科在國內(nèi)國際的發(fā)展動態(tài)，并不斷把新成果，新發(fā)現(xiàn)引進(jìn)自己的教學(xué)中。這樣才能拓寬學(xué)生的視野，引起學(xué)生的思考，激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生自己主動地去構(gòu)建自己的知識。1.3.6形成融洽的師生關(guān)系良好的師生關(guān)系會營造和諧的課堂氛圍和愉悅的心理感受，利于知識的理解、記憶、鞏固和運(yùn)用。大學(xué)教師在課堂上應(yīng)該成為學(xué)生中的一員，與學(xué)生共同學(xué)習(xí)和思考，共同面對問題和解決問題，尊重和維護(hù)學(xué)生的個性，給學(xué)生比較自由的思想空間，從而使大學(xué)的課堂教學(xué)成為師生共同參與的活動。拉近師生間的距離，有利于教學(xué)雙方最佳狀態(tài)的發(fā)揮。1.4關(guān)注教學(xué)價值觀為了更好的引導(dǎo)大學(xué)生往正確的方向發(fā)展，可以在學(xué)生的交流中融入社會主義核心價值觀的相關(guān)內(nèi)容，深化學(xué)生對社會主義核心價值觀的認(rèn)識，幫助其樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，進(jìn)而激勵他們“永遠(yuǎn)熱愛我們偉大的祖國，永遠(yuǎn)熱愛我們偉大的人民，永遠(yuǎn)熱愛我們偉大的中華民族”，積極投身中國特色社會主義偉大事業(yè)中。

2．課程介紹2.1課程的性質(zhì)力學(xué)是以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)，在宏觀世界和低速狀態(tài)下，研究物體運(yùn)動的基要學(xué)術(shù)。在物理學(xué)里，力學(xué)是最早被接受為力學(xué)的一個基本綱領(lǐng)。力學(xué)又分為靜力學(xué)（描述靜止物體）、運(yùn)動學(xué)（描述物體運(yùn)動）和動力學(xué)（描述物體受力作用下的運(yùn)動）。課程教學(xué)的目的是掌握機(jī)械運(yùn)動規(guī)律，為大學(xué)階段其他課程的學(xué)習(xí)打好理論基礎(chǔ)，是本科物理專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用力學(xué)是我院物理學(xué)專業(yè)必修課，是研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)，它與熱學(xué)、電磁學(xué)及光學(xué)一起共同被列為經(jīng)典物理四大基石。力學(xué)是以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)，在宏觀世界和低速狀態(tài)下，研究物體運(yùn)動的基要學(xué)術(shù)。在物理學(xué)里，力學(xué)是最早被接受為力學(xué)的一個基本綱領(lǐng)。力學(xué)課程分為靜力學(xué)（描述靜止物體）、運(yùn)動學(xué)（描述物體運(yùn)動）和動力學(xué)（描述物體受力作用下的運(yùn)動）。力學(xué)的主要內(nèi)容是牛頓三定律和萬有引力定律。2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)力學(xué)是力與運(yùn)動的科學(xué)，它研究的對象主要是物質(zhì)的宏觀機(jī)械運(yùn)動，它既是基礎(chǔ)科學(xué)，又是眾多應(yīng)用科學(xué)特別是工程技術(shù)的基礎(chǔ)。它過去建立在牛頓定律和經(jīng)典熱力學(xué)的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在則擴(kuò)大到量子力學(xué)描述的微觀層次。力學(xué)和天文學(xué)、微積分學(xué)幾乎同時誕生，曾在經(jīng)典物理的發(fā)展中起關(guān)鍵作用。20世紀(jì)，力學(xué)在推動地球科學(xué)，如大氣物理、海洋科學(xué)等的定量化方面，作出了重大貢獻(xiàn)。近年來還在材料科學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等科學(xué)分支中起著越來越重要的作用。由研究弦、桿、板振動而形成的數(shù)學(xué)物理方法中的譜理論，很自然地被移用到量子力學(xué)。由力學(xué)現(xiàn)象中首先發(fā)現(xiàn)的分叉(可追溯到200多年前Euler對壓桿穩(wěn)定性的研究)、孤立波(約100年前)、混沌(30年前)等現(xiàn)象以及相應(yīng)的理論方法，是被稱為20世紀(jì)自然科學(xué)最重要發(fā)展之一的非線性科學(xué)的核心部分。力學(xué)本質(zhì)上是研究物體宏觀運(yùn)動的，而宏觀運(yùn)動是人類唯一可以直接感知，因而更易理解的運(yùn)動，所以由力學(xué)中首先發(fā)現(xiàn)的帶有規(guī)律性的現(xiàn)象，后來被發(fā)現(xiàn)具有超出宏觀運(yùn)動意義的這種人類認(rèn)識自然的無窮盡的過程，今后仍將繼續(xù)不斷。力學(xué)又是為數(shù)極多的工程技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科。在20世紀(jì)，出于工程技術(shù)發(fā)展的需要(順便提一句，工程可以說無一例外地是宏觀的)，應(yīng)用力學(xué)有空前的發(fā)展。在力學(xué)理論的指導(dǎo)或支持下取得的工程技術(shù)成就不勝枚舉。最突出的有：以人類登月、建立空間站、航天飛機(jī)等為代表的航天技術(shù)；以速度超過5倍聲速的軍用飛機(jī)、起飛重量超過300t、尺寸達(dá)大半個足球場的民航機(jī)為代表的航空技術(shù)；以單機(jī)功率達(dá)百萬千瓦的汽輪機(jī)組為代表的機(jī)械工業(yè)，可以在大風(fēng)浪下安全作業(yè)的單臺價值超過10億美元的海上采油平臺；以排水量達(dá)5×105t的超大型運(yùn)輸船和航速可達(dá)30多節(jié)、深潛達(dá)幾百米的潛艇為代表的船舶工業(yè)；可以安全運(yùn)行的原子能反應(yīng)堆；在地震多發(fā)區(qū)建造高層建筑；正在陸上運(yùn)輸中起著越來越重要作用的高速列車，等等，甚至如兩彈引爆的核心技術(shù)，也都是典型的力學(xué)問題。力學(xué)在解決眾多的新的工程技術(shù)問題及向其它學(xué)科滲透中，大大豐富了力學(xué)學(xué)科本身。在傳統(tǒng)的理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)等學(xué)科外形成了空氣動力學(xué)、水動力學(xué)、滲流力學(xué)、物理化學(xué)流體力學(xué)、彈塑性力學(xué)、斷裂與損傷力學(xué)、巖土力學(xué)、振動學(xué)、生物力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、爆炸力學(xué)、等離子體動力學(xué)、物理力學(xué)、細(xì)觀固體力學(xué)等分支。在有些方面，解決了過去不能解決的問題，如高速空氣動力學(xué)之對于航空、航天技術(shù)。有些方面，則大大改變了傳統(tǒng)的概念，如斷裂、損傷力學(xué)的成果深刻地改變了強(qiáng)度設(shè)計的觀點(diǎn)。又如，由于結(jié)構(gòu)動力學(xué)的發(fā)展及對地震波的研究，打破了過去在地震多發(fā)區(qū)不能蓋高層建筑的禁區(qū)。由于解決科學(xué)和工程技術(shù)問題需要計算，力學(xué)工作者在電子計算機(jī)出現(xiàn)之前就已經(jīng)提出了不少有效的數(shù)學(xué)工具和計算方法。由邊界層研究發(fā)展起來的奇異攝動法已經(jīng)形成普遍使用的數(shù)學(xué)手段。有些方法，如Galerkin法，松弛法等，至今仍是計算數(shù)學(xué)的基本方法之一。在高速電子計算機(jī)出現(xiàn)后，力學(xué)的計算更是如虎添翼，新的計算方法迅速出現(xiàn)，如從結(jié)構(gòu)力學(xué)中發(fā)展起來的有限元法，現(xiàn)在已是各種科學(xué)問題(遠(yuǎn)不限于力學(xué))的基本算法之一。由于流體力學(xué)計算的需要，極大地推動了有限差分法的發(fā)展。現(xiàn)在，計算力學(xué)已是整個計算科學(xué)中最重要的支柱之一。2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢從對力學(xué)發(fā)展過程的回顧可以清楚地看到，力學(xué)是隨著人類認(rèn)識自然現(xiàn)象和解決工程技術(shù)問題的需要而發(fā)展起來的。力學(xué)又的確對認(rèn)識自然和解決工程技術(shù)問題起著極為重要、在很多時候是關(guān)鍵的作用。環(huán)繞我們的自然界，如今還有眾多的關(guān)系到人類生存和生活質(zhì)量的宏觀現(xiàn)象，遠(yuǎn)沒有被認(rèn)識清。如全球的氣候問題、環(huán)境問題、海洋問題、自然災(zāi)害（如臺風(fēng)等）問題等，將會繼續(xù)不斷提出新的力學(xué)問題。更不用說，21世紀(jì)將出現(xiàn)的更新、更大、更復(fù)雜的工程技術(shù)問題有賴于力學(xué)的新發(fā)展去解決。只要承認(rèn)人類永遠(yuǎn)生活在宏觀環(huán)境中，就不難理解力學(xué)的發(fā)展對人類生存和社會進(jìn)步是永遠(yuǎn)不可少的。目前在科學(xué)的研究上，正在采用對同一問題在不同尺度上進(jìn)行研究的方法，力學(xué)也不例外，例如為了更好地理解材料的力學(xué)性能，既需要在宏觀層次上，又需要在細(xì)觀、甚至微觀層次上進(jìn)行研究，但是如何將不同層次的現(xiàn)象聯(lián)系起來，無論對哪一學(xué)科都還是難題。證諸科學(xué)發(fā)展的歷史，有理由相信首先突破這一難點(diǎn)的有極大可能是力學(xué)，其方法論的意義因而也將是巨大的。2.5課程與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)系經(jīng)典力學(xué)不但對自然科學(xué)產(chǎn)生了很大影響，在社會科學(xué)方面，特別是對哲學(xué)和人類思想發(fā)展，也產(chǎn)生了重大影響。在經(jīng)典力學(xué)的直接影響下，英國的霍布斯和洛克建立和發(fā)展了機(jī)械唯物主義哲學(xué)，并由于其強(qiáng)大的影響力，使得唯物論從宗教神學(xué)那里爭得了發(fā)言權(quán)，并在隨后形成了人類歷史上唯物主義和唯心主義斗爭最為激烈的一段時期。經(jīng)過康德和黑格爾對辯證法和機(jī)械唯物主義的研究和發(fā)展，以及馬克思和恩格斯對哲學(xué)已有研究成果的吸收，結(jié)合當(dāng)時科學(xué)發(fā)展成果，最終建立了唯物主義辯證法。唯物主義辯證法的建立，在很大程度上得益于牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的建立。近現(xiàn)代科學(xué)和哲學(xué)是發(fā)軔于經(jīng)典力學(xué)的，正是從牛頓建立經(jīng)典力學(xué)開始，人類在思想觀念上才開始真正走向科學(xué)化和現(xiàn)代化，而它對人類思想領(lǐng)域的影響也是極其廣泛而深刻的。2.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問題科學(xué)研究鼓勵自由探索，但卻不能沒有科學(xué)倫理的規(guī)范。做科學(xué)研究的人一定要守住科學(xué)倫理道德底線,絕對不能為了某些私利而危害人類健康和公共安全。研究的成果為人類所用,不能危害人類和自然生態(tài)。本課程屬于基礎(chǔ)學(xué)科課程，間接地涉及到倫理與道德問題，大家應(yīng)當(dāng)正確把握。2.7學(xué)習(xí)本課程的必要性①使學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)宏觀機(jī)械運(yùn)動形態(tài)的特點(diǎn)、規(guī)律和研究方法，掌握比較系統(tǒng)的力學(xué)基礎(chǔ)知識，并能較為靈活地加以運(yùn)用。②為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)熱學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)和理論物理中的熱力學(xué)和統(tǒng)計物理學(xué)等后繼課程打下良好的基礎(chǔ)。③通過學(xué)習(xí)本課程，有利于開闊學(xué)生的思路，培養(yǎng)學(xué)生的思維方式和習(xí)慣，激發(fā)不斷探索和創(chuàng)新的精神。④通過學(xué)習(xí)本課程，可以培養(yǎng)學(xué)生逐步樹立辯證唯物主義的世界觀，培養(yǎng)學(xué)生樹立為科學(xué)獻(xiàn)身的信念。

4．先修課程《高等數(shù)學(xué)》5．課程目標(biāo)5.1知識與技能方面本課程為應(yīng)用物理專業(yè)學(xué)生必修基礎(chǔ)課程之一。它的基本理論滲透在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的許多部門，是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。通過這門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握大學(xué)物理學(xué)習(xí)中的基本方法及力學(xué)范疇內(nèi)的基本規(guī)律及概念，要使學(xué)生在掌握力學(xué)基礎(chǔ)理論的同時,掌握物理學(xué)的基本研究方法和科學(xué)思維方法；學(xué)會用數(shù)學(xué)語言表述力學(xué)問題和使用高等數(shù)學(xué)工具去分析處理力學(xué)問題。為理論物理中的《理論力學(xué)》部分的學(xué)習(xí)打好較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。并培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代的自然觀宇宙觀和辨證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新精神，努力實(shí)現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。5.2過程與方法方面1）、充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段?，F(xiàn)在利用多媒體給學(xué)生上課，為了形象化的讓學(xué)生更易接受所學(xué)理論知識，課堂上還會穿插些圖片、幻燈片、動畫片等。2）、講課向“精”、“實(shí)”、“用”的方向去做。給學(xué)生提供更多的參考資料，鍛練學(xué)生學(xué)會自我學(xué)習(xí)。3）、建立健全的考核機(jī)制，采取良好靈活的考核方式。考核方式可采取理論考試、實(shí)驗(yàn)制作、動手能力等，從多角度綜合評判。分?jǐn)?shù)實(shí)行結(jié)構(gòu)評分方式，基本分反映學(xué)生在基礎(chǔ)知識和基本能力的綜合表現(xiàn)，更客觀的反映學(xué)生能力，強(qiáng)調(diào)個性發(fā)展，更好的鼓勵創(chuàng)新。同時，各種電子設(shè)計競賽選拔和該課程的教學(xué)考核結(jié)合起來，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新熱情。5.3情感、態(tài)度與價值觀方面培養(yǎng)學(xué)生逐步樹立辯證唯物主義的世界觀，培養(yǎng)學(xué)生樹立為科學(xué)獻(xiàn)身的信念。6．課程內(nèi)容6.1課程的內(nèi)容概要第一章引言第二章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)2.1質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程2.2瞬時速度矢量和瞬時加速度矢量2.3質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動——從坐標(biāo)到速度和加速度2.4質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動——從加速度到速度和坐標(biāo)2.5平面直角坐標(biāo)系·拋體運(yùn)動2.6自然坐標(biāo)·切向和法向加速度2.7極坐標(biāo)系·徑向速度與橫向速度2.8伽利略變換第三章動量定理及動量守恒定律3.1牛頓第一定律和慣性參考系3.2慣性質(zhì)量動量和動量守恒定律3.3牛頓運(yùn)動定律伽利略相對性原理3.4主動力和被動力3.5牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用3.6非慣性系中的力學(xué)3.7用沖量表述的動量定理

3.8質(zhì)點(diǎn)系動量定理和質(zhì)心運(yùn)動定理3.9經(jīng)典力學(xué)中動量守恒定律的常見形式第四章動能和勢能4.1能量——另一個守恒量4.2力的元功用線積分表示功4.3質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系動能定理4.4保守力與非保守力勢能4.5功能原理和機(jī)械能守恒定律4.6對心碰撞4.7非對心碰撞4.8質(zhì)心參考系的運(yùn)用粒子的對撞第五章角動量關(guān)于對稱性5.1質(zhì)點(diǎn)的角功量5.2質(zhì)點(diǎn)系的角動量定理及角動量守恒定律5.3質(zhì)點(diǎn)系對質(zhì)心的角動量定理和守恒定律5.4對稱性對稱性與守恒律5.5經(jīng)典動力學(xué)的適用范圍第六章萬有引力定律6.1開普勒定律6.2萬有引力定律引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量6.3引力勢能第七章剛體力學(xué)7.1剛體運(yùn)動的描述

7.2剛體的動量和質(zhì)心運(yùn)動定理7.3剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量轉(zhuǎn)動慣量7.4剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理7.5剛體平面運(yùn)動的動力學(xué)7.6剛體的平衡7.7自轉(zhuǎn)與旋進(jìn)第八章固體的彈性8.1彈性體的拉伸和壓縮8.2彈性體的剪切形變

8.3彎曲和扭轉(zhuǎn)第九章振動9.1簡諧振動的動力學(xué)特征9.2簡諧振動的運(yùn)動學(xué)9.3簡諧振動的能量轉(zhuǎn)換9.4簡諧振動的合成9.5阻尼振動9.6受迫振動第十章波動和聲10.1波的基本概念10.2平面簡諧波方程10.3波動方程與波速10.4平均能流密度聲強(qiáng)與聲壓10.5波的疊加和干涉駐波10.6多普勒效應(yīng)6.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：牛頓三定律；動量守恒定律；能量守恒定律；萬有引力定律；定軸轉(zhuǎn)動；彈性應(yīng)變；簡諧振動；行波和駐波。難點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程；牛頓第二定律；質(zhì)點(diǎn)組動量定理；機(jī)械能守恒定律；動量矩；圓周運(yùn)動的加速度；楊氏模量的物理概念；簡諧振動的合成；行波和駐波的區(qū)別。6.3學(xué)時安排序號主要內(nèi)容參考學(xué)時1（一）引言12（二）質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)43（三）牛頓運(yùn)動定律44（四）動量定理和動量守恒定律35（五）功和能及碰撞問題66（六）動量矩37（七）剛體力學(xué)98（八）固體的彈性39（九）振動610（十）波動和聲611習(xí)題討論課3合計487.課程實(shí)施7.1教學(xué)單元一7.1.1教學(xué)日期2017年2月27日7.1.2教學(xué)目標(biāo)了解力學(xué)的研究對象和方法；了解力學(xué)在科學(xué)技術(shù)中的重要地位；了解并掌握力學(xué)的學(xué)習(xí)方法。7.1.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）第一章引言2.1質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程2.2瞬時速度矢量和瞬時加速度矢量重點(diǎn)：力學(xué)的研究對象和研究方法；速度和加速度。7.1.4教學(xué)過程第一章引言沒有今日的基礎(chǔ)科學(xué),就沒有明日的科技應(yīng)用,可以想象,我們現(xiàn)在的基礎(chǔ)科學(xué)將怎樣地影響21世紀(jì)的科技文明.物理學(xué)屬于基礎(chǔ)科學(xué)范疇,是一門素質(zhì)課,物理思想和物理方法是一個科學(xué)工作者靈感之所在,基礎(chǔ)之所在.力學(xué)——學(xué)習(xí)物理學(xué)的開始.1914年盧瑟福發(fā)現(xiàn)射線,β射線,建立了原子有核模型.電子的發(fā)現(xiàn)，確認(rèn)了原子是可分的，為探索原子結(jié)構(gòu)以及為探索更深層次的結(jié)構(gòu)開辟了道路.物質(zhì)是由輕子和夸克組成.輕子有電子、子、子、電子中微子、子中微子和子中微子，每一種均有反粒子，共有12種.夸克有6種味，即上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克、底夸克和頂夸克.每種味又分紅、藍(lán)和綠3種色.粒子之間有四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和強(qiáng)相互作用.粒子之間的基本相互作用是通過交換某種粒子來傳遞的，即基本相互作用都是由媒介粒子傳遞的，這類媒介粒子統(tǒng)稱為規(guī)范玻色子.電磁力以光子為媒介，弱力的媒介為Z0和W±粒子，強(qiáng)力的媒介有8種顏色的膠子.一旦系統(tǒng)出現(xiàn)非線性,便可能呈現(xiàn)復(fù)雜行為.這種復(fù)雜行為有時會表現(xiàn)為規(guī)則的時空或功能有序,有時也會表現(xiàn)為貌似無序的序.復(fù)雜行為不僅能發(fā)生于物理和化學(xué)系統(tǒng),也能發(fā)生于生命和社會系統(tǒng).科學(xué)解決理論問題，技術(shù)解決實(shí)際問題.笫一次,開始于18世紀(jì)60年代,主要標(biāo)志是蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用,它是牛頓力學(xué)和熱力學(xué)發(fā)展的結(jié)果.笫二次,開始于19世紀(jì)70年代,主要標(biāo)志是電力的廣泛應(yīng)用和無線電通訊的實(shí)現(xiàn),它是電磁學(xué)發(fā)展的結(jié)果.笫三次,開始于20世紀(jì)40年代的電腦、電信革命，也叫做“數(shù)字革命”.它是近代物理學(xué)發(fā)展的結(jié)果.一切周期運(yùn)動都可用來量度時間.目前國際通用的時間單位是秒（s）.為提高精度，1967年國際計量大會決定采用原子的躍遷輻射作為計時標(biāo)準(zhǔn),并規(guī)定銫--133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級間躍遷相對應(yīng)的輻射的9192631770個周期的持續(xù)時間作為1s.這樣的原子標(biāo)準(zhǔn)稱為原子時.可用物體來計量長度.如古代測量長度常以人體的某部分作為單位和標(biāo)準(zhǔn).近代的測量長度單位是在法國的米制單位發(fā)展起來的[規(guī)定通過巴黎的子午線的1/(1×107)為1m(米)].目前在國際單位制中長度的單位是米(m).在1983年國際計量大會規(guī)定:“1m為光在真空中傳播(1/299792458)s時間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長度”.物理學(xué)中,物理公式總是和一定的“單位制”相聯(lián)系,“單位制”就是各物理量間相互配套的一組單位.基本單位：選定幾個物理量作為基本量,人為地規(guī)定其單位，稱為基本單位制.導(dǎo)出單位：從基本量導(dǎo)出的量稱為導(dǎo)出量，其單位是基本單位的組合，稱為導(dǎo)出單位.根據(jù)同一規(guī)律寫出的公式，采用的單位不同，公式中出現(xiàn)的因子不同.基本量:長度質(zhì)量時間電流溫度物質(zhì)的量光強(qiáng)度單位:mkgsAKmolcd導(dǎo)出量:速度加速度力動量…單位:m/sm/s2Nkg·m/s…輔助單位:平面角立體角單位： radsr（球面度）輔助單位可以參與導(dǎo)出單位，如角速率rad/sSI詞頭：因?yàn)橛煤艽髥挝粶y很小的量或用很小單位測很大的量都不方便，為使單位大小相濟(jì)，適應(yīng)不同問題的需要，在SI中規(guī)定了“SI詞頭”.如表1.3.量綱：表示一個物理量由基本量的冪次組合的式子.基本量選定后,導(dǎo)出量的量綱可由基本量的量綱的組合而得.某一數(shù)中可靠數(shù)字稱作有效數(shù)字，它的個數(shù)稱作有效數(shù)字的位數(shù).注意：有效數(shù)字的位數(shù)與十進(jìn)制單位的變換無關(guān),即與小數(shù)點(diǎn)的位置無關(guān).用以表示小數(shù)點(diǎn)位置的“0”不是有效數(shù)字,當(dāng)“0”不表示為小數(shù)點(diǎn)位置時是有效數(shù)字.數(shù)據(jù)最后的“0”不能隨便加上,也不能隨便去掉.估計某數(shù)的數(shù)量級時,常取整為一位有效數(shù)字乘以10的若干冪次.例如：88920取9×104稱“數(shù)量級估計”，實(shí)際上又將已估計的9×104以105代之.用10的若干次方表示的數(shù)常稱為“數(shù)量級”.第二章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)§2.1質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程§2.1.1質(zhì)點(diǎn)的位置矢量與運(yùn)動方程質(zhì)點(diǎn)——具有一定質(zhì)量，不計其形狀與大小的物體,是理想模型.可以將物體簡化為質(zhì)點(diǎn)的兩種情況：①物體不變形,只作平動.②物體本身線度和它活動范圍相比小得很多1.位置矢量位置矢量——由原點(diǎn)(參考點(diǎn))引向質(zhì)點(diǎn)位置的有向線段.2.運(yùn)動方程運(yùn)動方程——質(zhì)點(diǎn)的位置隨時間變化的函數(shù)方程3.軌跡方程軌跡方程——質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動過程中描出的曲線方程.§2.1.2位移——位置矢量的增量1.位移位移——是由質(zhì)點(diǎn)初位置引向末位置的矢量.2.路程路程——質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路徑的總長度.位移與路程不同，前者是矢量，后者是標(biāo)量.§2.2瞬時速度矢量與瞬時加速度矢量§2.2.1平均速度與瞬時速度1.平均速度2.瞬時速度(簡稱速度)方向：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動路徑的切向.瞬時速度反映質(zhì)點(diǎn)在某時或某位置的運(yùn)動狀態(tài).§2.2.2平均加速度與瞬時加速度1.平均加速度注意:①說到平均加速度，一定要明確是哪一段時間或哪一段位移中的平均加速度.②一般2.瞬時加速度（簡稱加速度）7.1.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授。7.1.6作業(yè)安排及課后反思預(yù)習(xí)第二章3-6節(jié)。7.1.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求要精選授課內(nèi)容，對力學(xué)新亮點(diǎn)和廣泛應(yīng)用的重要內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授，有的內(nèi)容留學(xué)生自學(xué)教材或要求學(xué)生查閱一定的參考書，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力7.2教學(xué)單元二7.2.1教學(xué)日期2017年3月3日7.2.2教學(xué)目標(biāo)會根據(jù)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程求位移、速度和加速度；會根據(jù)加速度和初始條件求可積的運(yùn)動方程。7.2.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§2.3質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動——從坐標(biāo)到速度和加速度§2.4質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動——從加速度到速度和坐標(biāo)§2.5平面直角坐標(biāo)系·拋體運(yùn)動§2.6自然坐標(biāo)·切向和法向加速度重點(diǎn)：從質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程求速度和加速度；從速度和加速度求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程；切向和法向加速度。難點(diǎn)：自然坐標(biāo)系；切向和法向加速度。7.2.4教學(xué)過程§2.3質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動——從坐標(biāo)到速度和加速度§2.3.1運(yùn)動學(xué)方程以質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動直線為坐標(biāo)軸，則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)方程為§2.3.2速度和加速度瞬時速度x-t曲線某點(diǎn)切線的斜率等于相應(yīng)時刻的速度.瞬時加速度v-t曲線某點(diǎn)切線的斜率等于相應(yīng)時刻的加速度.可由質(zhì)點(diǎn)的x-t圖畫出質(zhì)點(diǎn)的vx-t圖，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)vx-t曲線畫出ax-t曲線.§2.3.3勻速與勻變速直線運(yùn)動§2.3.4宇宙年齡和大小的估計·測量重力加速度§2.4質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動——從加速度到速度和坐標(biāo)§2.4.1從速度到運(yùn)動學(xué)方程和位移初始條件給定，運(yùn)動方程便唯一確定.§2.4.2已知加速度求速度和運(yùn)動學(xué)方程§2.5平面直角坐標(biāo)系·拋體運(yùn)動§2.5.1平面直角坐標(biāo)系對于質(zhì)點(diǎn)的平面運(yùn)動，若已知初始條件和質(zhì)點(diǎn)速度和加速度隨時間的變化規(guī)律并且可積，就能全面描寫質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動狀態(tài).§2.5.2拋體運(yùn)動1.運(yùn)動疊加原理右圖中A、B同時同高拋出，同時著地.結(jié)論：水平運(yùn)動對豎直運(yùn)動無影響.B運(yùn)動=豎直+水平即：當(dāng)物體同時參與兩個或多個運(yùn)動時，其總的運(yùn)動是各個運(yùn)動的合成.2.拋體運(yùn)動通過理想情況得出拋物線，以此為基準(zhǔn)，進(jìn)一步研究各種不同阻力對運(yùn)動的影響.§2.5.3用矢量討論拋體運(yùn)動§2.6自然坐標(biāo)·切向和法向加速度§2.6.1自然坐標(biāo)若質(zhì)點(diǎn)軌跡已知，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動可分解為切向和法向.自然坐標(biāo)——將質(zhì)點(diǎn)軌跡曲線作為一維坐標(biāo)的軸線.如圖選軌跡上一點(diǎn)為原點(diǎn)，用由原點(diǎn)至質(zhì)點(diǎn)位置的弧長s作為質(zhì)點(diǎn)位置坐標(biāo).s稱自然坐標(biāo).s可正可負(fù).質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程自然坐標(biāo)也可用矢量特征描述.切向單位矢量沿曲線切向,指向s>0方向.法向單位矢量沿曲線法向且指向曲線的凹側(cè).任何矢量都可向切向和法向方向作正交分解.§2.6.2速度·法向和切向加速度1.速度和加速度矢量2.質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動的切向加速度和法向加速度7.2.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.2.6作業(yè)安排及課后反思Pg.51：2.2.6，2.3.3，2.5.1，.2.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求多演示幾個例題。7.3教學(xué)單元三7.3.1教學(xué)日期2017年3月6日7.3.2教學(xué)目標(biāo)熟練掌握質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度的計算方法；理解平動、相對運(yùn)動；初步會使用矢量、微積分等數(shù)學(xué)工具解題。7.3.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§2.7極坐標(biāo)系·徑向速度與橫向速度§2.8伽利略變換§3.1牛頓第一定律和慣性參考系重點(diǎn)：極坐標(biāo)系；極坐標(biāo)系的速度和加速度；伽利略變換；牛頓第一定律；慣性參考系。難點(diǎn)：極坐標(biāo)系中速度和加速度；伽利略變換的絕對時空觀；慣性參考系。7.3.4教學(xué)過程§2.7極坐標(biāo)系·徑向速度與橫向速度§2.7.1極坐標(biāo)系如圖，極點(diǎn)O，極軸Ox，幅角，規(guī)定自極軸逆時轉(zhuǎn)為正，反之為負(fù).質(zhì)點(diǎn)的極坐標(biāo)(r,).這里r是坐標(biāo)不是位矢，當(dāng)位矢的原點(diǎn)取在極點(diǎn)上時，兩者數(shù)字相同.§2.7.2徑向速度與橫向速度1.位移2.速度徑向速度橫向速度§2.8伽利略變換§2.8.1伽利略變換伽利略坐標(biāo)變換正變換逆變換§2.8.2伽利略變換蘊(yùn)含的時空觀1.關(guān)于同時性兩參考系觀測到兩事件是同時發(fā)生的.同時具有絕對性2.關(guān)于時間間隔意義:不同的參考系中,考察同一過程所經(jīng)歷的時間相同.例：氣體壓縮過程.例：火車上花開時間.時間具有絕對性.3.關(guān)于桿的長度意義：在不同參照系中，測量同一物體長度相同.空間具有絕對性.§2.8.3伽利略速度變換關(guān)系絕對運(yùn)動：物體相對基本參考系的運(yùn)動.相對運(yùn)動：物體相對動參考系的運(yùn)動.絕對速度相對速度牽連速度§2.8.4加速度對伽利略變換為不變量加速度加速度對伽利略變換具有不變性第三章動量·牛頓運(yùn)動定律·動量守恒定律§3.1牛頓第一定律和慣性參考系牛頓第一定律(慣性定律)任何物體,只要不受其它物體作用，將會永遠(yuǎn)保持靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài).1.提出了力和慣性的概念力——是物體間的相互作用.力是引起運(yùn)動狀態(tài)改變的原因.慣性——物體所固有的，保持原來運(yùn)動狀態(tài)不變的特性.2.是大量觀察與實(shí)驗(yàn)事實(shí)的抽象與概括3.定義了慣性系(1)慣性定律成立的參考系稱之為慣性參考系，簡稱慣性系.慣性系是相對整個宇宙的平均加速度為零的參照系.基準(zhǔn)參考系(FK4系)——是以相對于選定的若干顆恒星平均靜止的位形為基準(zhǔn)的參考系.太陽參考系——固結(jié)在太陽上的參考系.地面參考系——固結(jié)在地面上的參考系.(2)慣性定律可以對質(zhì)點(diǎn)的某一分量成立.7.3.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.3.6作業(yè)安排及課后反思Pg.54：.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求本節(jié)列舉實(shí)例，使課程具有深度。7.4教學(xué)單元四7.4.1教學(xué)日期2017年3月107.4.2教學(xué)目標(biāo)熟練使用矢量和微積分工具，應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律處理一般難度的力學(xué)問題；掌握牛頓三個定律及適用條件；理解牛頓力學(xué)中幾種常見的萬有引力，重力，彈性力和摩擦力；掌握的應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解題基本方法；掌握力學(xué)中的單位制和量綱；理解慣性參考系；理解力學(xué)相對性原理。7.4.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§3.2慣性質(zhì)量和動量§3.3主動力和被動力§3.4牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用§3.5非慣性中的動力學(xué)重點(diǎn)：動量的概念；牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用；非慣性參考系。難點(diǎn)：牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用；非慣性參考系的動力學(xué)。7.4.4教學(xué)過程§3.2慣性質(zhì)量和動量§3.2.1慣性質(zhì)量1.兩質(zhì)點(diǎn)在氣桌上碰撞兩滑塊相碰，改變滑塊1、2初速度,反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)滑塊1、2速度改變量各次雖然不同，但總有為常量，與二滑塊有關(guān).2.慣性質(zhì)量取巴黎國際計量局中鉑銥合金國際千克原器為標(biāo)準(zhǔn)物體，規(guī)定其質(zhì)量為m0=1kg(千克)，此即國際單位質(zhì)量的基本單位.一個原子質(zhì)量單位(u)為碳的同位素12C原子質(zhì)量的1/12.從物體質(zhì)量的定義可見，m大者較難改變運(yùn)動狀態(tài)或速度，m小者則較易.所以m應(yīng)是物體慣性的反映，即慣性的大小.以慣性量度的質(zhì)量稱慣性質(zhì)量，簡稱質(zhì)量.§3.2.2動量·動量變化率和力1.動量定義對任何兩質(zhì)點(diǎn)，有動量隨時間連續(xù)而光滑地變化，2.力的定義諸力作用于質(zhì)點(diǎn)m——質(zhì)點(diǎn)動量定理質(zhì)點(diǎn)動量對時間的變化率等于作用于該質(zhì)點(diǎn)的力的矢量和.§3.2.3牛頓運(yùn)動定律1.牛頓第二定律在經(jīng)典力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量不變，由力的定義有2.牛頓第三定律作用力與反作用力之間有3.說明(1)關(guān)于力的定義式:是牛頓定律的最初形式，在相對論中同樣成立.牛頓第二定律適用范圍:慣性參考系、質(zhì)點(diǎn)及低速運(yùn)動的宏觀物體.(2)第三定律不涉及運(yùn)動,不要求參考系是慣性的(3)在電磁場中，牛頓第三定律不成立.但靜電場中電荷間的相互作用力滿足第三定律，因?yàn)殪o電場的動量不變.§3.2.4伽利略的相對性原理如圖O′系相對于O系作等速直線運(yùn)動，兩者均為慣性參考系.O系中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動有O′系中對同一質(zhì)點(diǎn)，因又質(zhì)點(diǎn)加速度有伽利略不變性，即力取決于質(zhì)點(diǎn)動量對時間的變化率，故伽利略相對性原理——力學(xué)現(xiàn)象對一切慣性系來說，都遵從同樣的規(guī)律；或者說，在研究力學(xué)規(guī)律時,一切慣性系都是等價的.§3.3主動力和被動力§3.3.1主動力1.重力和重量重力——地球?qū)ξ矬w作用力的總和.重量——重力的大小.若將地球視為慣性系，則重力即是地球與物體的萬有引力.用和m分別表示質(zhì)點(diǎn)所受的重力和本身質(zhì)量，有重量和質(zhì)量不同，質(zhì)量反映物體被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)相對于慣性系運(yùn)動時的慣性，是物體固有的；重量是物體所受重力的大小，屬于相互作用范疇.質(zhì)量概念比重量概念更帶普遍性.在經(jīng)典力學(xué)中，質(zhì)量為常量，而重力和重量與重力加速度有關(guān).2.彈簧彈性力壓縮或拉伸較小時，彈性力與形變量關(guān)系為Fx=-kxk——勁度系數(shù)，由彈簧本身性質(zhì)決定.3.靜電場力和洛侖茲力帶電質(zhì)點(diǎn)在電場中受電場力作用.電場力q為帶電質(zhì)點(diǎn)的電量，為帶電質(zhì)點(diǎn)所在處的電場強(qiáng)度.運(yùn)動帶電質(zhì)點(diǎn)在磁場中所受磁場的作用力稱洛倫茲力.洛倫茲力大小右手螺旋法則，如質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，則力的方向與上述相反.§3.3.2被動力或約束反作用力當(dāng)物體的運(yùn)動受到一定限制時稱為約束，受約束的物體將受到約束反作用力，這種力不可能事先知道，因而在力學(xué)問題中常常作為未知力出現(xiàn).1.繩內(nèi)張力張力——繩子受到拉伸時內(nèi)部出現(xiàn)的力.方向與繩子在該點(diǎn)的切線平行.2.支承面的支撐力兩物體以理想光滑面接觸，只有與接觸面垂直的力，此力稱正壓力或支撐力.3.摩擦力干摩擦——固體間的摩擦.摩擦因數(shù)與物體材料、表面光滑程度、干濕程度以及溫度等多種因素有關(guān),甚至并非常數(shù).但在一般計算中，可視摩擦因數(shù)為常數(shù).§3.4牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用應(yīng)用牛頓定律應(yīng)注意:研究對象——質(zhì)點(diǎn).將其它物體對該質(zhì)點(diǎn)的作用歸結(jié)為力.畫隔離圖.③加速度是相對于慣性系的.是瞬時關(guān)系.是矢量式，解題中選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，寫成分量式.⑥正確寫出約束方程.§3.4.1質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動§3.4.2變力作用下的直線運(yùn)動§3.4.3質(zhì)點(diǎn)的曲線運(yùn)動§3.4.4質(zhì)點(diǎn)的平衡質(zhì)點(diǎn)平衡條件——質(zhì)點(diǎn)處于平衡時，作用于質(zhì)點(diǎn)的合力等于零.§3.5非慣性中的動力學(xué)§3.5.1直線加速參考系中的慣性力車的a=0時單擺和小球的狀態(tài)符合牛頓定律，a≠0時單擺和小球的狀態(tài)為什么不符合牛頓定律？§3.5.2離心慣性力物體位于過原點(diǎn)而垂直轉(zhuǎn)軸的平面內(nèi)，相對于圓盤靜止，則對于觀察者1：對于觀察者2：§3.5.3科里奧利力效應(yīng)一：物體相對慣性系作曲線運(yùn)動，表明物體必受真實(shí)力作用.物體所受真實(shí)力與物體所受慣性力大小相等、方向相反。7.4.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授。7.4.6作業(yè)安排及課后反思Pg.100：3.5.1，3.5.5，3.5.13，3.5.16題。7.4.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求講授時以實(shí)例為主。7.5教學(xué)單元五7.5.1教學(xué)日期2017年3月13日7.5.2教學(xué)目標(biāo)解質(zhì)點(diǎn)的動量定理，力的沖量定理；理解質(zhì)點(diǎn)組動量定理和質(zhì)心運(yùn)動定理；熟練掌握用動量定理和動量守恒定律解題方法。7.5.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§3.6用沖量表述的動量定理§3.7質(zhì)點(diǎn)系的動量定理和質(zhì)心運(yùn)動定理重點(diǎn)：沖量定理；動量定理；質(zhì)心運(yùn)動定理。難點(diǎn)：動量定理；質(zhì)心運(yùn)動定理。7.5.4教學(xué)過程§3.6用沖量表述的動量定理§3.6.1力的沖量沖量——力對時間的積累作用，是矢量.在F-t圖中,I是F-t曲線下的面積,元沖量與F的方向一致,而一段時間間隔內(nèi)力的沖量的方向決定于這段時間諸元沖量矢量和的方向.§3.6.2用沖量表述的動量定理力對時間的積累效果?即:力在時間上的積累作用產(chǎn)生的效果是使質(zhì)點(diǎn)的動量增加.沖量的方向——速度增量的方向.§3.7質(zhì)點(diǎn)系的動量定理和質(zhì)心運(yùn)動定理§3.7.1質(zhì)點(diǎn)系動量定理質(zhì)點(diǎn)系——有相互作用的若干個質(zhì)點(diǎn)組成的系統(tǒng).內(nèi)力——系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力.外力——系統(tǒng)以外的其它物體對系統(tǒng)內(nèi)任意一質(zhì)點(diǎn)的作用力.質(zhì)點(diǎn)系動量定理微分形式質(zhì)點(diǎn)系動量對時間的變化率等于外力的矢量和.質(zhì)點(diǎn)系動量定理積分形式在一段時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)系動量的增量等于作用于質(zhì)點(diǎn)系外力矢量和在這段時間內(nèi)的沖量，此即用沖量表示的質(zhì)點(diǎn)系的動量定理.幾點(diǎn)說明(1)只有外力對體系的總動量變化有貢獻(xiàn)，內(nèi)力對體系的總動量變化沒有貢獻(xiàn)，但內(nèi)力對動量在體系內(nèi)部的分配是有作用的.(2)是過程量,積分效果(3)牛頓第二定律只適于質(zhì)點(diǎn)，動量定理既適于質(zhì)點(diǎn)又適于質(zhì)點(diǎn)系.(4)動量定理只適用于慣性系,對非慣性系，還應(yīng)計入慣性力的沖量.(5)動量定理是矢量式,應(yīng)用時可用沿坐標(biāo)軸的分量式求解.即沖量在某一方向上的分量等于該方向上動量的增量.§3.7.2質(zhì)心運(yùn)動定理1.質(zhì)心2.質(zhì)心運(yùn)動定理在動力學(xué)上,質(zhì)心是整個質(zhì)點(diǎn)系的代表點(diǎn)，質(zhì)心的運(yùn)動只決定于系統(tǒng)的外力，內(nèi)力不影響質(zhì)心的運(yùn)動.3.說明：(1)質(zhì)心不是質(zhì)點(diǎn)位矢的平均值，而是帶權(quán)平均值，因與m有關(guān)，所以是動力學(xué)概念.推論：質(zhì)量均勻分布的物體，其質(zhì)心就在物體的幾何中心.(2)質(zhì)心的位矢與坐標(biāo)原點(diǎn)的選取有關(guān)，但質(zhì)心與體系各質(zhì)點(diǎn)的相對位置與坐標(biāo)原點(diǎn)的選取無關(guān).(3)質(zhì)心與重心的區(qū)別質(zhì)心是質(zhì)點(diǎn)系全部質(zhì)量和動量的集中點(diǎn)；重心是重力的合力的作用點(diǎn).質(zhì)心的意義比重心的意義更廣泛更基本.§3.7.3質(zhì)點(diǎn)系相對于質(zhì)心系的動量質(zhì)心坐標(biāo)系——以質(zhì)心為原點(diǎn)，坐標(biāo)軸總與基本參考系平行.質(zhì)點(diǎn)系相對質(zhì)心坐標(biāo)系的動量即質(zhì)點(diǎn)系相對質(zhì)心坐標(biāo)系的動量總為零.7.5.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.5.6作業(yè)安排及課后反思Pg.107：3.7.2，3.7.4題7.5.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求講授時多舉例題。7.6教學(xué)單元六7.6.1教學(xué)日期2017年3月17日7.6.2教學(xué)目標(biāo)熟練掌握用動量守恒定律解題方法。7.6.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§3.8動量定恒定律§4.1能量—又一個守恒量重點(diǎn)：動量守恒定律；能量。難點(diǎn)：動量守恒定律。7.6.4教學(xué)過程§3.8動量定恒定律§3.8.1質(zhì)點(diǎn)系動量守恒定律1.質(zhì)點(diǎn)系動量守恒定律在某一段時間內(nèi)，若質(zhì)點(diǎn)系所受外力矢量和自始自終保持為零，則在該時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)系動量守恒.2.幾點(diǎn)說明(1)若系統(tǒng)不受外力——孤立系統(tǒng),動量守恒.(2)內(nèi)力對系統(tǒng)動量無貢獻(xiàn)，但可改變每個質(zhì)點(diǎn)的動量，從而改變系統(tǒng)內(nèi)的動量分配；(3)系統(tǒng)內(nèi)力為沖力，外力大小有限時，往往可忽略外力,系統(tǒng)動量守恒.(4)動量守恒定律是自然界中最重要的基本規(guī)律之一.(5)對于一切慣性系動量守恒定律都成立，但在解決具體問題時各質(zhì)點(diǎn)的動量都應(yīng)該相對于同一慣性系.§3.8.2動量沿一某一坐標(biāo)軸的投影守恒第四章動能和勢§4.1能量—又一個守恒量能量概念發(fā)展史簡介(1)伽利略對擺的論證——為后人認(rèn)識機(jī)械能守恒開辟一途徑.(2)萊布尼茲提出的物體運(yùn)動的量與物體速度平方成正比被科里奧利稱為“活力”.(3)英國物理學(xué)家楊（T.Young）(在光的干涉方面作出貢獻(xiàn))將mv2/2稱作能量.(4)熱學(xué)中永動機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的確認(rèn)和各種物理現(xiàn)象之間的普遍聯(lián)系的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致了能量守恒定律的最終確立.(5)能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)最重要的貢獻(xiàn)者當(dāng)推邁耶（M.Meyer）、焦耳（J.P.Joule）和亥姆霍茲（H.von.helmholtz）三位偉大的科學(xué)家.(6)能量守恒是自然界的基本規(guī)律.自然界的一切過程都必須滿足能量守恒，但滿足能量守恒定律的過程不一定都能實(shí)現(xiàn).(7)經(jīng)典物理認(rèn)為物體的能量是連續(xù)值.量子物理中物體的能量是不連續(xù)的.(8)在相對論中,將學(xué)到能量和質(zhì)量是等價的E=mc2稱質(zhì)能關(guān)系.7.6.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.6.6作業(yè)安排及課后反思Pg.106：3.8.2，3.8.6題7.6.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求多舉例題，讓學(xué)生能熟練掌握。7.7教學(xué)單元七7.7.1教學(xué)日期2017年3月20日7.7.2教學(xué)目標(biāo)熟練掌握計算功的方法；理解質(zhì)點(diǎn)組動能定理。7.7.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§4.2力的功·用線積分表示功§4.3質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系動能定理重點(diǎn)：功的計算；動能定理。難點(diǎn)：功的計算。7.7.4教學(xué)過程§4.2力的功·用線積分表示功§4.2.1力的元功和功率功——力對空間的積累作用.2.變力的功力在元位移上的元功.合力所做的功等于各分力所做功的代數(shù)和.3.功率功率——力在單位時間內(nèi)所做的功.平均功率瞬時功率額定功率——最大輸出功率.§4.2.2利用不同坐標(biāo)系表示元功1.平面直角坐標(biāo)系2.平面自然坐標(biāo)3.平面極坐標(biāo)§4.2.3力在有限路徑上的功質(zhì)點(diǎn)r0r1質(zhì)點(diǎn)受n個力共同作用時說明(1)功是標(biāo)量,但有正負(fù),與力和位移的夾角有關(guān).(2)功是力對空間的積累,是過程量,與路徑有關(guān).§4.3質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系動能定理§4.3.1質(zhì)點(diǎn)的動能定理1.質(zhì)點(diǎn)的動能定理物體在合力作用下,由ab定義——物體的動能單位和量綱與功同.——動能定理即：合力對質(zhì)點(diǎn)所做的功等于質(zhì)點(diǎn)動能的增量，是動力學(xué)基本定理之一.2.說明:(1)質(zhì)點(diǎn)的動能定理中的功永遠(yuǎn)是合力的功.(2)Ek是狀態(tài)量Ek,A>0;Ek,A<0，動能是物體因具有速度而具有的作功的本領(lǐng)與過程無關(guān).而功與過程有關(guān).(3)動能定理只適用于慣性系.(4)動能定理對于物體運(yùn)動所能提供的信息比牛頓運(yùn)動定律少.§4.3.2質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)力的功1.內(nèi)力的功以兩質(zhì)點(diǎn)系m1和m2為例,一對內(nèi)力元功之和：2.說明(1)內(nèi)力的總功一般不為零.(2)內(nèi)力的總功與參考系無關(guān)F只與1、2質(zhì)點(diǎn)相對距離變化有關(guān)，而二質(zhì)點(diǎn)距離變化與參照系的選擇無關(guān)(3)一對內(nèi)力所做的功,只決定于兩質(zhì)點(diǎn)的相對路徑.對非慣性系同樣成立.§4.3.3質(zhì)點(diǎn)系的動能定理所有外力對質(zhì)點(diǎn)系做的功和內(nèi)力對質(zhì)點(diǎn)系作的功之和等于質(zhì)點(diǎn)系總動能的增加——質(zhì)點(diǎn)系動能定理.7.7.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.7.6作業(yè)安排及課后反思Pg.140：4.2.3，4.3.2題7.7.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求多舉例題，促使學(xué)生熟練掌握。7.8教學(xué)單元八7.8.1教學(xué)日期2017年3月24日7.8.2教學(xué)目標(biāo)熟練掌握保守力做功的計算方法；理解質(zhì)點(diǎn)組動能定理，會用動能定理分析處理簡單系統(tǒng)在平面運(yùn)動的簡單力學(xué)問題；掌握勢能的計算；掌握用動量和機(jī)械能守恒定律分析問題的思路和方法，分析簡單系統(tǒng)在平面內(nèi)運(yùn)動的力學(xué)問題.7.8.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§4.4保守力與非保守力·勢能§4.5功能原理和機(jī)械能守恒定律重點(diǎn)：保守力；非保守力；勢能；功能原理；機(jī)械能守恒定律。難點(diǎn)：保守力和非保守力的概念；功能原理。7.8.4§4.4保守力與非保守力·勢能§4.4.1力場場力——質(zhì)點(diǎn)所受到的力僅與質(zhì)點(diǎn)的位置有關(guān).力場——存在場力的空間.有心力——質(zhì)點(diǎn)所受作用力的作用線總通過某一點(diǎn)的力.該點(diǎn)稱力心.§4.4.2保守力與非保守力1.幾種力的功(1)重力的功在重力作用下,質(zhì)點(diǎn)m經(jīng)任一路徑由a到b(2)彈力的功質(zhì)點(diǎn)由r0運(yùn)動至r時彈力做功r0,r為任意起始位置，與路徑無關(guān).(3)靜電場力的功在靜電荷q0電場中，電荷q自r0處運(yùn)動至r處靜電力之功為共同特點(diǎn)：力所作的功與路徑無關(guān)，僅與始末位置有關(guān).2.保守力與非保守力保守力——做功與路徑無關(guān),只與相互作用的相對位置有關(guān)的力.即：力沿閉合路徑的功等于零.非保守力——力所做的功與質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)路徑有關(guān).§4.4.3勢能1.勢能定義保守力做功與路徑無關(guān),只與相互作用的相對位置有關(guān).功是能量變化的量度.定義勢能——是物體相對位置的函數(shù).用Ep表示，勢能的減少等于保守力的功，或勢能的增加等于保守力的負(fù)功.2.幾點(diǎn)說明(1)只有保守力才能引進(jìn)勢能的概念.(2)勢能的定義是其差值.(3)勢能與零點(diǎn)選擇有關(guān)(4)勢能屬于保守力相互作用著的整個系統(tǒng)，是一種相互作用能.§4.4.4勢能是物體相對位置的函數(shù)若一個系統(tǒng)中的所有非保守力都不做功，該系統(tǒng)就被稱為保守系.勢能是保守體系與相對位置相聯(lián)系的的做功本領(lǐng).多質(zhì)點(diǎn)體系中,各質(zhì)點(diǎn)在空間由初始位置分布形變到末了位置分布的過程中,體系勢能的減少等于體系內(nèi)所有保守內(nèi)力所做的總功.總功與路徑無關(guān),只與始末質(zhì)點(diǎn)位置分布有關(guān),總功一定時,勢能差一定.§4.5功能原理和機(jī)械能守恒定律§4.5.1質(zhì)點(diǎn)系功能原理外力的功和非保守內(nèi)力的功之和等于體系機(jī)械能的增量§4.5.2質(zhì)點(diǎn)系的機(jī)械能守恒定律功能原理1.當(dāng)A外=0時，若A內(nèi)非>0，則E增加.例如爆炸.是其它形式的能量（化學(xué)能、生物能）向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化.2.當(dāng)A外=0時，若A內(nèi)非<0，則E減少,力為耗散力.機(jī)械能向其它形式能量轉(zhuǎn)換.3.若A外+A內(nèi)非保=0即體系只有保守力作功——機(jī)械能守恒定律的條件(1)動能的增量等于勢能的減少量.(2)動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)換.(3)傳遞和轉(zhuǎn)換是通過保守內(nèi)力作功來完成的.7.8.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.7.6作業(yè)安排及課后反思Pg.142：4.5.1，4.5.3題7.8.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求多舉例題，促使學(xué)生熟練掌握。7.9教學(xué)單元九7.9.1教學(xué)日期2017年3月27日7.9.2教學(xué)目標(biāo)掌握簡單系統(tǒng)在平面運(yùn)動球的碰撞——對心碰撞和非對心碰撞；掌握質(zhì)心參考系。7.9.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§4.6對心碰撞§4.7非對心碰撞§4.8質(zhì)心參考系的運(yùn)用·粒子的對撞重點(diǎn)：對心碰撞；非對心碰撞；質(zhì)心參考系。難點(diǎn)：質(zhì)心參考系的運(yùn)用。7.9.4教學(xué)過程§4.6對心碰撞定義碰撞——兩個或兩個以上物體相遇(相互接近),在極短的時間內(nèi)發(fā)生較強(qiáng)的相互作用.F外<<F內(nèi),相碰撞物體可視為系統(tǒng).可用動量守恒.正碰(對心碰撞)——碰前速度沿兩球中心連線，碰后沖力及兩球速度也沿這一直線,所以正碰的矢量問題簡化為標(biāo)量問題.種類接觸碰撞——兩個物體直接接觸.接觸前后沒有相互作用,接觸時相互作用極為強(qiáng)烈,接觸時間極短.非接觸碰撞——兩個物體沒有直接接觸.接觸前、“中”、后均有相互作用如：微觀粒子間的散射.§4.7非對心碰撞§4.71.非對心碰撞基本公式非對心碰撞(又稱斜碰)——兩球相碰之前的速度不沿它們的中心連線.斜碰一般為三維問題，較復(fù)雜.這里討論特殊情況，設(shè)小球光滑，碰撞前一個小球處在靜止?fàn)顟B(tài)，即則這種碰撞是二維問題.在碰撞中動量守恒.§4.7.2完全彈性碰撞的幾種特殊情況§4.8質(zhì)心參考系的運(yùn)用·粒子的對撞§4.81.克尼希定理柯尼希定理——質(zhì)點(diǎn)系相對于某基本參考系的動能等于質(zhì)心動能和相對動能之和.質(zhì)點(diǎn)系的動量等于質(zhì)心的動量，質(zhì)點(diǎn)系的動能，在一般情況下并不等于質(zhì)心的動能。§4.82.兩體碰撞問題§4.83.相對動能的應(yīng)用若不計外力，質(zhì)心速度不變，質(zhì)心動能也不變.非彈性碰撞損失的動能將由相對動能付出.在粒子的相互作用過程中,真正有用的能量是相對動能.如：在高能物理研究微觀粒子的結(jié)構(gòu)和相互作用及反應(yīng)機(jī)制時，利用粒子碰撞是頗具優(yōu)越性的一種模式.7.9.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.9.6作業(yè)安排及課后反思Pg.143：4.6.3，4.6.5題7.9.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求多舉例題，促使學(xué)生熟練掌握。7.10教學(xué)單元十7.10.1教學(xué)日期2017年3月31日7.10.2教學(xué)目標(biāo)掌握力矩的計算方法；理解質(zhì)點(diǎn)的動量矩定理和動量矩守恒定律；理解質(zhì)點(diǎn)組的動量矩定理和動量矩守恒定律；會分析處理系統(tǒng)在平面運(yùn)動的簡單問題。7.10.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§5.1質(zhì)點(diǎn)的角動量§5.2質(zhì)點(diǎn)系的角動量定理及角動量守恒定律§5.3質(zhì)點(diǎn)系對質(zhì)心的角動量定理和守恒定律§5.4對稱性·對稱性與守恒定律§5.5經(jīng)典動力學(xué)的適用范圍重點(diǎn)：角動量的概念；角動量定理；角動量守恒定律；對稱性與守恒定律的關(guān)系；經(jīng)典力學(xué)的適用范圍。難點(diǎn)：角動量定理；對稱性與守恒定律的關(guān)系。7.10.4教學(xué)過程第五章角動量·關(guān)于對稱性§5.1質(zhì)點(diǎn)的角動量§5.1.1質(zhì)點(diǎn)的角動量1.質(zhì)點(diǎn)相對某參考點(diǎn)運(yùn)動的共同特征掠面速度2.角動量角動量是描述物體的轉(zhuǎn)動特征的物理量.定義是質(zhì)點(diǎn)對參考點(diǎn)的動量矩(角動量)是參考點(diǎn)指向質(zhì)點(diǎn)的矢量.是矢量,是狀態(tài)量.它與參考系和參考點(diǎn)都有關(guān).§5.1.2力對一參考點(diǎn)的力矩定義若質(zhì)點(diǎn)受N個力同時作用時，諸力對參考點(diǎn)的力矩的矢量和等于合力對同一參考點(diǎn)的力矩.說明(1)力矩與功不同;力矩是瞬態(tài)量，功是過程量;(2)力矩與參考點(diǎn)的選擇有關(guān).§5.1.3質(zhì)點(diǎn)對參考點(diǎn)的角動量定理和守恒定律1.質(zhì)點(diǎn)角動量定理——角動量定理微分形式.質(zhì)點(diǎn)對任一固定點(diǎn)的角動量的時間變化率等于合外力對該點(diǎn)的力矩.2.質(zhì)點(diǎn)角動量守恒定律時，即:外力對定點(diǎn)的力矩為零時,質(zhì)點(diǎn)對該點(diǎn)的角動量守恒.§5.1.4質(zhì)點(diǎn)對軸的角動量定理和守恒定律1.質(zhì)點(diǎn)對軸的角動量定理2.力對軸的力矩3.角動量在軸上的投影力對z軸上任意一點(diǎn)力矩在z軸上的投影等于力對z軸的力矩.4.質(zhì)點(diǎn)對軸的角動量守恒定理§5.2質(zhì)點(diǎn)系的角動量定理及角動量守恒定律§5.2.1質(zhì)點(diǎn)系對參考點(diǎn)的角動量定理及守恒律1.質(zhì)點(diǎn)系對參考點(diǎn)的角動量2.內(nèi)力的力矩成對出現(xiàn)的內(nèi)力對O點(diǎn)的力矩矢量和為零。3.質(zhì)點(diǎn)系對參考點(diǎn)的角動量定理質(zhì)點(diǎn)系對給定點(diǎn)(參考點(diǎn))的角動量的時間變化率等于作用在體系上所有外力對該點(diǎn)力矩矢量和.4.質(zhì)點(diǎn)系對參考點(diǎn)角動量守恒定律即若外力對參考點(diǎn)的力矩的矢量和始終為零，則質(zhì)點(diǎn)系對該點(diǎn)的角動量保持不變.§5.2.2質(zhì)點(diǎn)系對軸的角動量定理及守恒律1.質(zhì)點(diǎn)系對軸的角動量2.質(zhì)點(diǎn)系對軸的角動量定理3.質(zhì)點(diǎn)系對軸的角動量守恒定律§5.3質(zhì)點(diǎn)系對質(zhì)心的角動量定理和守恒定律§5.31質(zhì)心系中的角動量定理角動量定理和角動量守恒定律只在慣性系中成立.以質(zhì)心C為參考點(diǎn)，建質(zhì)心坐標(biāo)系，各坐標(biāo)軸與基本參考系平行.由于質(zhì)心具有加速度，所以要計入相應(yīng)的慣性力力矩.——質(zhì)點(diǎn)系對質(zhì)心的角動量定理.質(zhì)點(diǎn)系對質(zhì)心的角動量的時間變化率等于外力相對質(zhì)心的力矩的矢量和.§5.32質(zhì)點(diǎn)系對質(zhì)心的角動量守恒定律§5.4對稱性·對稱性與守恒定律§5.4.1關(guān)于對稱性1.對稱性關(guān)于對稱性的普遍的嚴(yán)格的定義是德國數(shù)學(xué)家魏爾（H.Weyl）1951年給出的：對一個事物進(jìn)行一次變動或操作，如果經(jīng)過操作后，該事物完全復(fù)原，則稱該事物對所經(jīng)歷的操作是對稱的.而該操作就叫對稱操作.由于操作方式不同而有若干種不同的對稱性.常見的對稱性(1)鏡象對稱或左右對稱(2)轉(zhuǎn)動對稱(3)平移對稱2.對稱性概念在物理學(xué)中的應(yīng)用(1)加速度對伽利略變換具有對稱性(2)牛頓第二定律對伽利略變換具有對稱性(3)動量守恒定律對伽利略變換具有對稱性對稱性概念在現(xiàn)代物理學(xué)中具有重要作用.它為物理學(xué)家致力于認(rèn)識錯綜復(fù)雜的宇宙提供了強(qiáng)有力的工具.§5.4.2守恒律與對稱性在物理學(xué)中具有更深刻意義的是物理定律的對稱性.物理定律的對稱性是指經(jīng)過一定的操作后，物理定律的形式保持不變，因此物理定律的對稱性又叫不變性.關(guān)于物理定律的對稱性有一條很重要的定律：對應(yīng)于每一種對稱性都有一條守恒定律.如：對應(yīng)于空間均勻性的是動量守恒定律；對應(yīng)于空間的各向同性的是角動量守恒定律；對應(yīng)于空間反演對稱的是宇稱守恒定律；對應(yīng)于量子力學(xué)相移對稱的是電荷守恒定律等等.物理定律的時間平移對稱性決定了能量守恒.1.機(jī)械能對空間坐標(biāo)系平移對稱性與動量守恒空間的平移對稱必性意味著勢能Ep應(yīng)與x無關(guān).勢能對空間坐標(biāo)系平移保持不變性意味著動量守恒。2.機(jī)械能對空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動對稱性與角動量守恒質(zhì)點(diǎn)受有心力作用，有心力對力心的力矩等于零，角動量守恒.3.機(jī)械能對時間平移對稱性與機(jī)械能守恒§5.5經(jīng)典動力學(xué)的適用范圍經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用受質(zhì)點(diǎn)速率的限制，物體的運(yùn)動速度應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于真空中的光速.經(jīng)典力學(xué)的研究對象是宏觀物體，對微觀粒子的運(yùn)動需用量子理論.經(jīng)典理論是量子理論的特例，量子理論是更為普遍的理論.經(jīng)典力學(xué)是量子力學(xué)在普朗克常數(shù)h0時的極限.7.10.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.10.6作業(yè)安排及課后反思Pg.165：5.1.3，5.1.9，5.2.2題7.10.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求講授時輔以實(shí)例。7.11教學(xué)單元十一7.11.1教學(xué)日期2017年4月3日7.11.2教學(xué)目標(biāo)掌握開普勒定律和萬有引力定律；熟悉引力勢能的概念。7.11.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§6.1開普勒定律§6.2萬有引力定律·引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量§6.3引力勢能重點(diǎn)：開普勒定律；萬有引力定律。難點(diǎn)：開普勒定律。7.11.4教學(xué)過程第六章萬有引力定律§6.1開普勒定律1.發(fā)展史2.行星運(yùn)動的開普勒定律(1)軌道定律每個行星都各在以太陽為焦點(diǎn)的一個橢圓軌道上運(yùn)動.(2)面積定律由太陽到行星的矢徑,在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積.(3)周期定律行星繞太陽運(yùn)動的橢圓軌道半長軸a的立方與周期T的平方之比為常量.這一常量對所有行星均相同(嚴(yán)格說應(yīng)略有差異)僅與太陽性質(zhì)有關(guān),稱開普勒常數(shù).這一常量對所有行星均相同(嚴(yán)格說應(yīng)略有差異)僅與太陽性質(zhì)有關(guān),稱開普勒常數(shù).第一定律可由求軌道方程直接證明；第二定律則是角動量守恒的直接結(jié)果；第三定律可由軌道方程和角動量定理得到證明.開普勒定律所描述的運(yùn)動是相對于日心—恒星參考系的.§6.2萬有引力定律·引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量1.萬有引力定律是什么原因使行星在各自的軌道上繞日運(yùn)動?經(jīng)過前人的努力，萬有引力定律的思想準(zhǔn)備已經(jīng)基本成熟，是牛頓建立了萬有引力定律.設(shè)行星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動，從開普勒定律和牛頓運(yùn)動定律出發(fā)論證萬有引力定律.萬有引力定律本來是對質(zhì)點(diǎn)而言的，但可證明，對于兩個質(zhì)量均勻分布的球體，它們之間的萬有引力也可用此定律計算.若物體的線度與它們間的距離可相比擬時，這時物體不能視作質(zhì)點(diǎn)，需將物體分成許多小部分，使每一部分都能視作質(zhì)點(diǎn)，利用上式求出物體1各小部分與物體2各小部分之間的引力，每個物體所受的引力等于其各部分所受引力的矢量和.§6.3引力勢能1.引力勢能2.三種宇宙速度第一宇宙速度——物體可以環(huán)繞地球表面運(yùn)行所需的最小速度(環(huán)繞速度).第二宇宙速度——逃脫地球引力所需要的從地面出發(fā)的最小速度(脫離速度).第三宇宙速度——是使物體脫離太陽系所需的最小速度(逃逸速度).7.11.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.11.6作業(yè)安排及課后反思Pg.186：6.2.7，6.3.2題7.11.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求多舉例題，促使學(xué)生熟練掌握.7.12教學(xué)單元十二7.12.1教學(xué)日期2017年4月7日7.12.2教學(xué)目標(biāo)理解剛體繞定軸轉(zhuǎn)動，平動，平面運(yùn)動，角位移，角速度，角加速度的概念。7.12.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§7.1剛體運(yùn)動的描述§7.2剛體的動量和質(zhì)心運(yùn)動定理重點(diǎn)：剛體運(yùn)動；剛體的動量和質(zhì)心運(yùn)動定理。難點(diǎn)：剛體的動量和質(zhì)心運(yùn)動定理。7.12.4教學(xué)過程第七章剛體力學(xué)剛體——是受力時不改變形狀和體積的物體.是理想模型.(1)是一個質(zhì)點(diǎn)組（剛體可以看成由許多質(zhì)點(diǎn)組成，每一個質(zhì)點(diǎn)叫做剛體的一個質(zhì)元.）(2)組內(nèi)任意兩點(diǎn)間的距離保持不變.§7.1剛體運(yùn)動的描述§7.1.1剛體的平動平動——剛體運(yùn)動時,剛體內(nèi)任一直線恒保持平行的運(yùn)動.剛體平動時,其上各點(diǎn)具有相同的速度、加速度及相同的軌跡.可用一個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動代替剛體的運(yùn)動.§7.1.2剛體繞固定軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動：剛體運(yùn)動時,其上各質(zhì)元都繞同一直線作圓周運(yùn)動.這種運(yùn)動稱轉(zhuǎn)動.該直線稱為轉(zhuǎn)軸.若轉(zhuǎn)軸不動，稱定軸轉(zhuǎn)動.1.定軸轉(zhuǎn)動特征(1)剛體上各點(diǎn)都在垂直于固定軸的平面內(nèi)(轉(zhuǎn)動平面)做圓周運(yùn)動.其圓心都在一條固定不動的直線(轉(zhuǎn)軸)上.(2)剛體上各點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的垂直線在同樣的時間內(nèi)所轉(zhuǎn)過的角度都相同.因而用角量描述剛體的運(yùn)動.2.定軸轉(zhuǎn)動的描述(1)角坐標(biāo)(2)角位移(3)角速度在定軸轉(zhuǎn)動中,轉(zhuǎn)向只可能有兩個方向.取逆時針轉(zhuǎn)動>0，順時針轉(zhuǎn)動<0.(4)角加速度(5)剛體定軸轉(zhuǎn)動運(yùn)動方程(6)角量與線量的關(guān)系線量——質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動的位移r、速度v、加速度a角量——描述剛體轉(zhuǎn)動整體運(yùn)動的§7.1.3角速度矢量角速度是矢量，其方向沿轉(zhuǎn)軸且與剛體轉(zhuǎn)動方向成右手螺旋系統(tǒng).若剛體同時參與兩個軸的轉(zhuǎn)動，則合成角速度按平行四邊形法則進(jìn)行合成.注：角速度總是與無限小角位移相聯(lián)系,無限小角位移是矢量,所以角速度也是矢量.而有限角位移不是矢量.7.1.4剛體的平面運(yùn)動剛體的平面運(yùn)動——剛體內(nèi)所有的點(diǎn)都平行于某一平面而運(yùn)動.如車輪滾動等.1.剛體的平面運(yùn)動特點(diǎn)：(1)每一質(zhì)元軌跡都是一條平面曲線，質(zhì)心始終落在一個平面上.(2)轉(zhuǎn)軸總是保持平行，并與固定平面垂直.(3)剛體內(nèi)垂直于固定平面的直線上的各點(diǎn)，運(yùn)動狀況都相同.(4)可用與固定平面平行的平面在剛體內(nèi)截出一平面圖形來代表剛體.2.平面運(yùn)動的方程3.平面運(yùn)動的剛體上任意一點(diǎn)的速度4.無滑滾動(純滾動)條件(1)有滑動滾動和無滑動滾動有滑滾動——接觸面之間有相對滑動的滾動(摩擦力不夠大).無滑滾動——接觸面之間無相對滑動的滾動(摩擦力足夠大)也稱純滾動.§7.2剛體的動量和質(zhì)心運(yùn)動定理§7.2.1剛體的質(zhì)心在O-xyz坐標(biāo)中，質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心坐標(biāo)為剛體是特殊質(zhì)點(diǎn)系，上述各式同樣適用于剛體.對質(zhì)量連續(xù)分布的剛體,引入體密度均質(zhì)物體§7.2.2剛體的動量和質(zhì)心運(yùn)動定理質(zhì)心運(yùn)動定律7.12.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.12.6作業(yè)安排及課后反思Pg.230：7.1.3,7.1.6題7.12.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求講授時輔以實(shí)例.7.13教學(xué)單元十三7.13.1教學(xué)日期2017年4月10日7.13.2教學(xué)目標(biāo)理解剛體繞定軸轉(zhuǎn)動，角位移，角速度，角加速度的概念；理解剛體動量矩，轉(zhuǎn)動慣量的概念，理解剛體的動量矩定理；熟練掌握剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動定律.7.13.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§7.3剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量·轉(zhuǎn)動慣量重點(diǎn)：剛體定軸轉(zhuǎn)動；角動量；轉(zhuǎn)動慣量。難點(diǎn)：剛體的轉(zhuǎn)動慣量。7.13.4教學(xué)過程§7.3剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量·轉(zhuǎn)動慣量§7.3.1剛體定軸轉(zhuǎn)動對軸上一點(diǎn)的角動量1.轉(zhuǎn)軸為對稱軸如圖,對O點(diǎn)因m1=m2=m,故總角動量2.轉(zhuǎn)軸為非對稱軸如圖,對O點(diǎn)同樣有總角動量與轉(zhuǎn)軸成角.剛體繞對稱軸轉(zhuǎn)動時，剛體上任一點(diǎn)的角動量與角速度方向相同.一般情況，剛體定軸轉(zhuǎn)動對軸上一點(diǎn)的角動量并不一定沿角速度的方向，而是與之成一定夾角.§7.3.2剛體對一定轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量1.轉(zhuǎn)動慣量質(zhì)點(diǎn)系對點(diǎn)的角動量設(shè)剛體繞Oz軸轉(zhuǎn)動，剛體角動量在z軸的投影剛體對z軸角動量剛體對z軸轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量是轉(zhuǎn)動慣性的量度.轉(zhuǎn)動慣量的決定因素：總質(zhì)量；轉(zhuǎn)軸的位置;質(zhì)量分布.質(zhì)量連續(xù)分布的剛體其中、、分別為質(zhì)量的線密度、面密度和體密度.2.幾種典型形狀剛體的轉(zhuǎn)動慣量3.回轉(zhuǎn)半徑任何轉(zhuǎn)動慣量均有I=mk2k稱為回轉(zhuǎn)半徑4.反映轉(zhuǎn)動慣量性質(zhì)的定理(1)平行軸定理A軸平行C軸（質(zhì)心軸）對C對A——平行軸定理(2)垂直軸定理（正交軸定理）(3)可疊加原理若一個復(fù)雜形狀的物體是由許多簡單形體組成，則這個復(fù)雜物體的對某軸的轉(zhuǎn)動慣量等于各簡單形體對同一轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量之疊加.§7.3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理和轉(zhuǎn)動定理剛體對定軸的角動量角動量定理微分形式角動量定理積分形式剛體定軸轉(zhuǎn)動I=常量剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定理§7.3.4剛體的重心重心——剛體處于不同方位時,重力作用線都要通過的那一點(diǎn).如圖,被懸掛剛體處于靜止,C為重心,因C不動,可視為轉(zhuǎn)軸.因?yàn)閯傮w靜止,所以諸體元重力對C軸合力矩為零.若取,則重心坐標(biāo)與質(zhì)心坐標(biāo)同，但概念不同.質(zhì)心是質(zhì)量中心，其運(yùn)動服從質(zhì)心運(yùn)動定理.重心是重力合力作用線通過的那一點(diǎn).7.13.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.13.6作業(yè)安排及課后反思Pg.255：7.3.1題7.13.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求這一部分所涉及的推導(dǎo)和板書較多,但學(xué)生理解相對容易。7.14教學(xué)單元十四7.14.1教學(xué)日期2017年4月14日7.14.2教學(xué)目標(biāo)理解轉(zhuǎn)動動能定理；剛體的動能定理；剛體的重力勢能。7.14.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§7.4剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理重點(diǎn)：剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理。難點(diǎn)：剛體定軸轉(zhuǎn)動動能定理的應(yīng)用。7.14.4教學(xué)過程§7.4剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理§7.4.1力矩的功剛體中P點(diǎn)在力的作用下位移,則力元功對有限角位移作用于剛體的外力的功，可用外力對轉(zhuǎn)軸的力矩所做的功來計算.力矩的功率：§7.4.2剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理1.定軸轉(zhuǎn)動剛體的動能當(dāng)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動時,其動能為所有質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動動能的總和.2.定軸轉(zhuǎn)動剛體的動能定理作用于剛體的外力對固定軸的力矩所做的功等于剛體繞定軸轉(zhuǎn)動動能的改變量.§7.4.3剛體的重力勢能剛體的重力勢能與質(zhì)量集中在質(zhì)心上的一個質(zhì)點(diǎn)的重力勢能相同.7.14.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.14.6作業(yè)安排及課后反思Pg234：7.4.2，7.4.4題7.14.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求多舉例題，促使學(xué)生熟練掌握。7.15教學(xué)單元十五7.15.1教學(xué)日期2017年4月17日7.15.2教學(xué)目標(biāo)分析簡單剛體平面運(yùn)動問題。7.15.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§7.5剛體平面運(yùn)動的動力學(xué)重點(diǎn)：剛體平面運(yùn)動；力偶和力偶矩；剛體運(yùn)動的滑動摩擦力。難點(diǎn)：力偶和力偶矩。7.15.4教學(xué)過程§7.5剛體平面運(yùn)動的動力學(xué)§7.5.1剛體平面運(yùn)動的基本動力學(xué)方程平面運(yùn)動=平動+定軸轉(zhuǎn)動1.求質(zhì)心的運(yùn)動剛體作平面運(yùn)動，受力必是平面力2.剛體繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動在質(zhì)心系中剛體作定軸轉(zhuǎn)動即剛體相對于質(zhì)心的軸的轉(zhuǎn)動同樣服從定軸轉(zhuǎn)動定律.§7.5.2作用于剛體上的力1.作用于剛體上力的兩種效果·滑移矢量(1)施于剛體的力的特點(diǎn)施于剛體的某個點(diǎn)的力,決不可以隨便移到另一點(diǎn)去.作用力通過質(zhì)心，對質(zhì)心軸上的力矩為零，使剛體產(chǎn)生平動.力作質(zhì)心軸的力矩使剛體產(chǎn)生角加速度.(2)施于剛體的力是滑移矢量作用于剛體的力的三要素：大小、方向和作用線.2.力偶和力偶矩力偶:大小相等方向相反彼此平行的一對力.一般作用于剛體的力等效于一作用線通過質(zhì)心的力和一力偶，這力的方向和大小與原力相同，而力偶矩等于原力對質(zhì)心軸的力矩.§7.5.3剛體平面運(yùn)動的動能§7.5.4滾動摩擦力偶矩滾動摩擦發(fā)生的原因：是物體與接觸面處的非彈性形變引起.設(shè)滾輪在接觸區(qū)無形變，地面有非彈性形變.7.15.5教學(xué)方法結(jié)合多媒體講授7.15.6作業(yè)安排及課后反思Pg.234：7.5.4題7.15.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求在講授時以實(shí)例講解為主。7.16教學(xué)單元十六7.16.1教學(xué)日期2017年4月21日7.16.2教學(xué)目標(biāo)掌握一般平面力系的化簡，會解決剛體的平衡問題；理解外力，內(nèi)力，和應(yīng)力，應(yīng)變；理解彈性體的拉伸和壓縮；理解彈性體的形變。7.16.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）§7.6剛體的平衡§7.7自轉(zhuǎn)與旋進(jìn)§8.1彈性體的拉伸和壓縮重點(diǎn)：剛體的平衡；彈性體的形變。難點(diǎn)：剛體的平衡條件；描述彈性體形變的物理量。7.16.4教學(xué)過程§7.6剛體的平衡§7.6.1剛體的平衡方程剛體平衡的充要條件無平動無轉(zhuǎn)動當(dāng)兩條件滿足時，外力對任何定點(diǎn)的力矩的矢量和也為零.共面力系——所有力的作用線位于同一平面內(nèi).剛體平衡方程的其它形式(1)諸力對任意軸的力矩和為零.在力的作用平面內(nèi)選O和O′兩個參考點(diǎn)，OO′連線不與Ox軸正交(2)在力的作用平面內(nèi)選O、O′和O′′三個參考點(diǎn)，O、O′和O′′三點(diǎn)不共線§7.6.2桿的受力特點(diǎn)在下面三個條件