《理論力學(xué)》課程教學(xué)大綱課程編碼：AL040800課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課程適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化學(xué)時學(xué)分：56學(xué)時3.5學(xué)分所需先修課：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、機(jī)械制圖編寫單位：機(jī)電工程學(xué)院一、課程說明1．課程簡介理論力學(xué)是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化和農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程主要內(nèi)容包括：靜力學(xué)的基本概念和公理、基本力系、任意力系、摩擦、點(diǎn)的運(yùn)動、剛體的基本運(yùn)動、點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動、剛體的平面運(yùn)動、質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)基礎(chǔ)、動能定理、動量定理、動量矩定理、達(dá)朗伯原理和動靜法、虛位移原理等。課程的先修課包括：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、機(jī)械制圖。通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動（包括平衡）的基本規(guī)律及其研究方法，為學(xué)習(xí)有關(guān)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)等專業(yè)課程打好必要理論基礎(chǔ)，并學(xué)會應(yīng)用理論力學(xué)的理論和方法解決一些簡單工程實(shí)際問題。2．教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)習(xí)本課程的目的，一是掌握力學(xué)知識，為學(xué)習(xí)有關(guān)的后續(xù)課程打好必要的基礎(chǔ)；二是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用力學(xué)的概念和理論，分析解決工程實(shí)際問題；三是學(xué)習(xí)力學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，計算表達(dá)能力等綜合素質(zhì)。3．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)（1）對物體系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，畫出受力圖，根據(jù)不同的力系求解。（2）考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題。（3）運(yùn)動的合成與分解，速度合成定理及加速度合成定理及其應(yīng)用。（4）用各種方法求平面運(yùn)動剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度、加速度。（5）質(zhì)點(diǎn)系動量計算和質(zhì)心運(yùn)動定理的應(yīng)用。（6）質(zhì)點(diǎn)系動量矩定理的應(yīng)用，剛體繞定軸轉(zhuǎn)動微分方程的應(yīng)用。（7）力的功和物體動能的計算，動能定理和機(jī)械能守恒定理的應(yīng)用。4．學(xué)時分配表次序教學(xué)內(nèi)容理論課學(xué)時數(shù)第一部分緒論、靜力學(xué)基礎(chǔ)4第二部分匯交力系與力偶系6第三部分力系簡化和平衡方程6第四部分摩擦4第五部分點(diǎn)的運(yùn)動2第六部分剛體的基本運(yùn)動2第七部分點(diǎn)的合成運(yùn)動8第八部分剛體平面運(yùn)動8第九部分動量定理6第十部分動量矩定理6第十一部分動能定理4總計=SUM(ABOVE)565．主要教法、學(xué)法本課程以課堂講授為主、自學(xué)和討論為輔的方式開展教學(xué)，著重對學(xué)生的分析問題能力、理論綜合能力以及實(shí)驗(yàn)研究能力等方面的培養(yǎng)。采用多媒體教學(xué)方式。6．考核方式及標(biāo)準(zhǔn)（1）考核目的：考核學(xué)生對電機(jī)學(xué)的基本知識、基本理論、工程設(shè)計計算方法等的理解和掌握程度，促進(jìn)學(xué)生提高分析和解決問題的能力。（2）考核形式：考試。（3）主要考核內(nèi)容：物體系的受力分析，匯交力系和任意力系的計算，力對軸之矩的計算，點(diǎn)的合成運(yùn)動的計算，剛體的平面運(yùn)動的計算，動量、動量矩、動能定理的計算。（4）考核題型：作圖，填空，選擇，計算。（5）成績評定：考試成績占總成績的70%，其他（包括考勤、作業(yè)、討論等）成績占總成績的30%。二、各部分教學(xué)綱要第一部分靜力學(xué)基礎(chǔ)（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)深入地理解力、剛體、平衡和約束等重要概念及靜力學(xué)公理，明確和掌握約束的基本特征及約束反力的畫法，熟練而正確地對單個物體與物體系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，畫出受力圖。本部分重點(diǎn)1.力、剛體、平衡和約束等概念。2.靜力學(xué)公理及其推論。3.柔性約束、光滑支承面約束、光滑鉸鏈約束的特征及其反力的畫法。4.單個物體及物體系統(tǒng)的受力分析。本部分難點(diǎn)光滑鉸鏈的約束特征（尤其是銷釘連接二個以上的構(gòu)件即復(fù)合鉸），物體系統(tǒng)的受力分析。教學(xué)內(nèi)容1靜力學(xué)基本概念和公理2約束和約束反力3物體的受力分析和受力圖第二部分匯交力系與力偶系（6學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)掌握力在坐標(biāo)軸上的投影計算，理解力對點(diǎn)之矩、力偶矩的基本概念并能熟練計算，掌握匯交力系、力偶系的平衡條件及平衡方程式并能熟練運(yùn)用。本部分重點(diǎn)力對空間點(diǎn)之矩，力對空間點(diǎn)之矩與力對通過該點(diǎn)的軸之矩的關(guān)系，匯交力系的平衡條件及平衡方程式，力偶的基本性質(zhì)。本部分難點(diǎn)1.力在空間直角坐標(biāo)軸上的兩種投影法；2.力對軸之矩和力對點(diǎn)之矩的計算及力矩關(guān)系定理；3.空間匯交力系平衡方程。教學(xué)內(nèi)容1力在坐標(biāo)軸上的投影與合力投影定理2匯交力系的合成及平衡條件3力矩4力偶及其性質(zhì)5力偶系的合成與平衡6力線平移定理第三部分力系的簡化和平衡方程（6學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)了解力系向任一點(diǎn)簡化的方法，掌握各種力系的平衡方程式并會應(yīng)用平衡方程式求解未知的約束反力，掌握并能熟練計算在平面任意力系作用下物體及物體系統(tǒng)的平衡問題，了解簡單行架內(nèi)力的計算方法（節(jié)點(diǎn)法、截面法）。本部分重點(diǎn)力系的主矢和主矩，空間力系簡化結(jié)果的討論，空間一般力系、平面一般力系平衡方程的應(yīng)用，物體系統(tǒng)的平衡本部分難點(diǎn)力系的主矢和主矩，物體系統(tǒng)的平衡教學(xué)內(nèi)容1平面任意力系向作用面內(nèi)一點(diǎn)簡化2平面任意力系的平衡條件和平衡方程3物體系的平衡、靜定和靜不定問題4平面簡單行架內(nèi)力的計算5空間任意力系的簡化6空間任意力系的平衡方程7平行力系中心、重心（自學(xué)）第四部分摩擦（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)掌握考慮摩擦?xí)r物體平衡問題的計算方法，理解摩擦角及自鎖現(xiàn)象，掌握用摩擦角求解物體的平衡問題。本部分重點(diǎn)考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題本部分難點(diǎn)摩擦角的概念教學(xué)內(nèi)容1滑動摩擦2摩擦角與自鎖3考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題4滾動摩阻第五部分點(diǎn)的運(yùn)動（2學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)了解描述點(diǎn)的運(yùn)動的幾種不同方法，掌握用自然法、直角坐標(biāo)法建立點(diǎn)的運(yùn)動方程，計算速度、加速度。本部分重點(diǎn)1.點(diǎn)的曲線運(yùn)動的直角坐標(biāo)法，點(diǎn)的運(yùn)動方程，點(diǎn)的速度和加速度在直角坐標(biāo)軸上的投影。2.點(diǎn)的曲線運(yùn)動的自然法（以在平面內(nèi)運(yùn)動為主），點(diǎn)沿已知軌跡的運(yùn)動方程，點(diǎn)的切向加速度和法向加速度。本部分難點(diǎn)自然軸系的幾何概念，速度與加速度在自然軸上投影的推導(dǎo)。教學(xué)內(nèi)容1點(diǎn)的運(yùn)動方程2點(diǎn)的速度和加速度第六部分剛體的基本運(yùn)動（2學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)掌握剛體平動和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的特征，能正確判斷作平動和定軸轉(zhuǎn)動的剛體，掌握計算定軸轉(zhuǎn)動剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度，了解角速度矢量、角加速度矢量以及用矢積表示剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度。本部分重點(diǎn)1.剛體平動及其運(yùn)動特征。2.剛體的定軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方程，角速度與角加速度。3.轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度與加速度。本部分難點(diǎn)以矢積表示點(diǎn)的速度和加速。教學(xué)內(nèi)容1剛體的平動2剛體的定軸轉(zhuǎn)動3定軸輪系的傳動比4角速度和角加速度矢量，以矢積表示點(diǎn)的速度和加速度第七部分點(diǎn)的合成運(yùn)動（8學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)理解三種運(yùn)動，三種速度和三種加速度的定義，掌握運(yùn)動合成與分解以及運(yùn)動相對性的概念，掌握恰當(dāng)?shù)倪x擇動點(diǎn)、動系和定系，進(jìn)行運(yùn)動軌跡、速度和加速度的分析的方法，能夠正確計算科氏加速度，掌握用速度合成定理，加速度合成定理進(jìn)行速度分析與加速度分析。本部分重點(diǎn)1.動點(diǎn)和動系的選擇；2.運(yùn)動的合成與分解；3.速度合成定理和加速度合成定理的應(yīng)用和計算。本部分難點(diǎn)1.動點(diǎn)和動系的選擇；2.加速度合成定理的運(yùn)用與計算；3.牽連速度、牽連加速度及科氏加速度的概念。教學(xué)內(nèi)容1絕對運(yùn)動、相對運(yùn)動、牽連運(yùn)動2點(diǎn)的速度合成定理3牽連運(yùn)動是平動時點(diǎn)的加速度合成定理4牽連運(yùn)動是轉(zhuǎn)動時點(diǎn)的加速度合成定理科氏加速度第八部分剛體的平面運(yùn)動（8學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)掌握研究平面運(yùn)動的方法（運(yùn)動的合成與分解），能夠正確地判斷機(jī)構(gòu)中作平面運(yùn)動的剛體并能熟練地應(yīng)用各種方法——基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影定理求平面圖形上任一點(diǎn)的速度，能熟練地用基點(diǎn)法分析平面圖形內(nèi)一點(diǎn)的加速度。本部分重點(diǎn)1.以運(yùn)動的分解與合成為出發(fā)點(diǎn)，研究求平面圖形上各點(diǎn)的速度和加速度的基點(diǎn)法，明確速度投影定理和瞬心法是從基點(diǎn)法推導(dǎo)而來。2.掌握加速度矢量投影定理。本部分難點(diǎn)1.速度瞬心的概念及求法；2.轉(zhuǎn)動部分的規(guī)律與基點(diǎn)的選取無關(guān)的概念；轉(zhuǎn)動部分角速度和角加速度的求法。3.用基點(diǎn)法分析一點(diǎn)加速度的方法；4.運(yùn)動學(xué)綜合問題。教學(xué)內(nèi)容1剛體的平面運(yùn)動分解為平動和轉(zhuǎn)動2用基點(diǎn)法、速度投影定理求平面圖形上各點(diǎn)的速度3用瞬心法求平面圖形上各點(diǎn)速度4用基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度第九部分動量定理（6學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)理解質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動量、力的沖量、質(zhì)心等概念，能熟練地應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)系的動量定理、質(zhì)心運(yùn)動定理（包括相應(yīng)的守恒定律）求解動力學(xué)問題。本部分重點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系動量計算和質(zhì)心運(yùn)動定理的應(yīng)用本部分難點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)系動量計算和質(zhì)心運(yùn)動定理的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容1動力學(xué)普遍定理的概述2動量和力的沖量3動量定理4質(zhì)心運(yùn)動定理第十部分動量矩定理（6學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)掌握計算質(zhì)點(diǎn)系動量矩的方法，掌握用質(zhì)點(diǎn)系動量矩定理求解動力學(xué)問題，了解相對質(zhì)心的動量矩定理，掌握用剛體平面運(yùn)動微分方程求解動力學(xué)問題。本部分重點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系的動量矩和剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量，質(zhì)點(diǎn)系動量矩定理的應(yīng)用，剛體繞定軸轉(zhuǎn)動微分方程的應(yīng)用本部分難點(diǎn)：剛體平面運(yùn)動微分方程的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容1動量矩2動量矩定理3剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量4剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的微分方程5剛體平面運(yùn)動微分方程第十一部分動能定理（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)應(yīng)掌握功和動能的計算，掌握應(yīng)用動能定理求解動力學(xué)問題的方法，掌握應(yīng)用動力學(xué)三大定理求解動力學(xué)綜合問題的方法。本部分重點(diǎn)力的功和物體動能的計算，動能定理和機(jī)械能守恒定理的應(yīng)用本部