理論力學課程教學大綱課程編號：09121110課程名稱：理論力學/TheoreticalMechanics學時：64學分：4適用專業(yè)：物理學（師范類）開課學期：5開課部門：理工學院物理系先修課程：高等數(shù)學、力學考核要求：考試使用教材及主要參考書：1.周衍柏，《理論力學教程》，高教出版社2.肖士旬，《理論力學簡明教程》，高教出版社3.郭士，《理論力學》（上、下冊），高教出版社一、課程的性質(zhì)和任務《理論力學》是理論物理中的四大力學之一，是物理學（師范類）專業(yè)的一門重要的基礎理論課，在教學培養(yǎng)計劃中列為主干課程。本課程的主要任務是全面系統(tǒng)地闡述宏觀機械運動的基本概念和基本規(guī)律，使學生對力學的基本內(nèi)容有較完整的認識，并能掌握處理力學問題的一般方法，為學習后繼的理論物理課程打下較堅實的基礎，并培養(yǎng)一定的抽象思維與嚴密的邏輯推理能力。二、教學目的與要求通過學習本課程，使學生對質(zhì)點、質(zhì)點系和剛體機械運動(包括平衡)的基本規(guī)律有較系統(tǒng)的理解，要求學生能熟練掌握剛體靜力學、剛體運動學和動力學普遍定理的基本概念、基本理論和基本方法及其應用，特別是要加強對分析力學部分的學習，重點掌握分析力學的基本原理。為后續(xù)課程的學習打下必要的基礎，并在學習中培養(yǎng)邏輯思維能力、表達能力、計算能力以及分析和解決簡單力學實際問題的初步能力。三、學時分配章節(jié)標題課時數(shù)第一章質(zhì)點力學14第二章質(zhì)點組力學10第三章剛體力學14第四章轉(zhuǎn)動參照系10第五章分析力學16合計64四、教學中應注意的問題理論力學是一古老學科，它有強大生命力，但同時要看到它也有其局限性，在教學中即要注意把握理論力學的精髓，又要注意它與量子力學的關系，同時在教學中，分析力學部分要詳細講解，因為對學生來講，這是一個全新的東西，并且在講解時，最好能用一些實際力學問題來進行分析。五、教學內(nèi)容第一章質(zhì)點力學1.基本內(nèi)容1.1運動的描述方法1.2速度、加速度的分量表示法1.3平動參照系1.4質(zhì)點運動定律1.5質(zhì)點運動微分方程1.6非慣性系動力學1.7功與能1.8質(zhì)點動力學的基本定理與基本守恒律2.教學基本要求：能夠根據(jù)質(zhì)點的已知運動和幾何關系，熟練寫出質(zhì)點運動學方程；掌握質(zhì)點運動學兩類問題的求解方法以及已知質(zhì)點的運動方程或運動情況，求質(zhì)點的軌跡；掌握建立質(zhì)點運動微分方程的方法；熟練掌握求解常見、常用質(zhì)點運動微分方程的方法；理解與質(zhì)點動力學有關的基本概念；掌握質(zhì)點動力學基本定理的內(nèi)容，并能熟練判斷質(zhì)點是否遵從守恒定律；掌握運用質(zhì)點動力學基本定理解題的方法；掌握質(zhì)點在有心力場中的運動的基本性質(zhì)，并能以此為出發(fā)點分析和解決問題。3.教學重點難點：質(zhì)點運動學兩類問題的求解方法、求解質(zhì)點運動微分方程4.教學建議：這一章內(nèi)容與力學內(nèi)容基本相似，但難度增加，可多做題。第二章質(zhì)點組力學1.基本內(nèi)容：1.1質(zhì)點組1.2動量定理與動量守恒律1.3動量矩定理與動量矩守恒律1.4動能定理與機械能守恒律1.5兩體問題1.6質(zhì)心坐標系與實驗室坐標系1.7變質(zhì)量物體的運動1.8維里定理2.教學基本要求：掌握有關質(zhì)點組動力學的基本概念與基本定理；明確質(zhì)點組與質(zhì)點在動力學問題上的區(qū)別與聯(lián)系；能正確分析質(zhì)點組運動和受力特征，并根據(jù)條件恰當?shù)剡x擇系統(tǒng)，運用動力學基本定理解決質(zhì)點組動力學問題；能判斷質(zhì)點組存在哪些守恒量，并利用它們解題。3.教學重點難點：質(zhì)點組動力學的基本概念與基本定理，質(zhì)點組運動和受力特征。4.教學建議：本章是以守恒定律為中心的，對守恒定律的講解可以從對稱性出發(fā)。第三章剛體力學1.基本內(nèi)容：1.1剛體運動的分析1.2角速度矢量1.3歐勒角1.4剛體運動方程與平衡方程1.5轉(zhuǎn)動慣量1.6剛體的平動與繞固定軸的轉(zhuǎn)動1.7剛體的平面平行運動1.8剛體繞固定點的轉(zhuǎn)動2.教學基本要求：理解歐勒角，剛體角速度，角加速度，轉(zhuǎn)動瞬心、瞬軸，空間極跡和本體極跡等概念；掌握用基點法、瞬心法求平面運動剛體一點的速度和加速度，以及剛體的角速度；掌握定點運動的剛體上一點的速度、加速度的求法；理解轉(zhuǎn)動慣量、慣量張量，慣量橢球，慣量主軸以及運動剛體角動量和動能等概念；掌握運動剛體動量和動能的計算；能運用剛體平面運動微分方程求解平面運動動力學問題；了解歐勒動力學方程實質(zhì)，了解怎樣運用對定點的角動量定理，解決定點轉(zhuǎn)動剛體中的動力學問題。3.教學重點難點：基點法、瞬心法求平面運動剛體一點的速度和加速度；運動剛體動量和動能的計算；定點運動的剛體上一點的速度、加速度的求法。4.教學建議：轉(zhuǎn)動與平動的物理量高度對稱，在教學中要進行對比教學。第四章轉(zhuǎn)動參照系1.基本內(nèi)容：1.1平面轉(zhuǎn)動參照系1.2空間轉(zhuǎn)動參照系1.3非慣性系動力學（二）1.4地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的影響2.教學基本要求：理解絕對、相對、牽連運動和絕對、相對、牽連速度及絕對、相對、牽連、科氏加速度等概念；理解慣性離心力、科里奧利力等概念。會解決非慣性系質(zhì)點動力學問題。明白地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的影響。3.教學重點難點：慣性離心力、科里奧利力4.教學建議：對慣性離心力、科里奧利力等概念的講解，要結(jié)合一些實際問題進行。第五章分析力學1.基本內(nèi)容：1.1約束與廣義坐標1.2虛功原理1.3拉格朗日方程1.4小振動1.5哈密頓正則方程1.6泊松括號與泊松定理1.7哈密頓原理1.8正則變換2.教學基本要求：掌握判斷力學體系自由度的方法，明確選擇廣義坐標的基本原則；能應用虛功原理，求解處于靜平衡的力學體系的各類問題；掌握運用廣義坐標、廣義速度和時間來表示拉格朗日函數(shù)的方法；能熟練地用拉格朗日方程建立力學體系的運動微分方程；掌握運用廣義坐標、廣義動量和時間表示力學體系的哈密頓函數(shù)，并能用正則方程寫出力學體系的運動微分方程。3.