《理论力学B》课程教学大纲Word文档格式.docx
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(6)库仑摩擦定律只需用复习方式讲述,应特别讲清极限摩擦力的特征。
重点要通过各种例题讲清有摩擦时的平衡范围和临界状态的分析方法。
对滚阻只作概略的讲述。
3运动学
(1)点的运动和刚体的简单运动的大部分内容可在物理课程的基础上作复习性讲述,以免重复。
点的速度和加速度的各种计算方法要系统讲述并作一定数量练习,要特别注意正负号的规定。
(2)点的合成运动是运动学的重点和难点,必须给予充分重视。
要讲清相对运动、绝对运动,特别是牵连运动的概念。
通过各种实例讲清如何分解运动,特别是选择动点和动坐标系的原则。
(3)刚体平面运动的分析以运动的分解和合成为出发点。
用三种方法举例说明平面图形各点速度的求法,其中以基点法和瞬心法为重点,并多作练习。
加速度只需讲基点法,例题和习题宜以较简单机构中的加速度分析为主。
4动力学
(1)质点动力学的基本概念(如惯性、质量等)和动力学基本定律都可以在物理课程的基础上只作复习性讲述,应着重于运动微分方程的建立,初始条件的分析和积分方法,例题和练习的类型不一定求全。
(2)质点动力学的基本定理可在物理课程的基础上作简单复习,重点放在质点系的基本定理。
要通过足够的例题说明如何在不同情况下选择和综合应用这些定理。
(3)达朗贝尔原理可作为牛顿定律的推导结果来讲述,着重刚体三种运动形式(平动、定轴转动、平面运动)惯性力系的简化和动静法的应用。
刚体定轴转动时轴承动反力的求法,可通过简单例题来说明。
了解消除动反力的条件。
(4)虚位移原理重点在于应用。
要讲清约束分类及约束方程,强调理想约束、虚位移的概念、要多举例题说明虚位移的分析以及虚位移原理的各种应用。
要区分原理的两种表示形式(矢量形式与直角坐标表示形式)在应用上的区别,特别是方程中正负号如何确定要详细说明。
(三)实施说明
教学大纲主要通过采取启发式、讨论式等教学方法,在课堂的理论教学和习题课教学过程中实施完成,引入多媒体教学课件作为辅助的教学手段完成教学内容。
课程的教学目标通过讲授、课后作业和答疑等环节实现。
课堂讲授中要加强对基本概念、基本方法和解题思路的讲解;
课后作业要少而精,习题课注重用多种方法解题。
(四)对先修课的要求
本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。
要求掌握高等数学中微积分的基础知识,会解二阶线性常微分方程,具备机械制图的基础知识,要有基本的空间概念。
(五)对习题课的要求
结合有关章节中的重点和难点问题以及典型的工程实际问题,适当地安排习题课内容,主要以讲、练、讨论相结合的方式进行,使学生对所学内容的基本概念、基本理论和基本方法有更加深入的了解。
结合每次课的内容,重点和难点,有针对性的布置习题,每次课布置2-4道习题,并有与工程实际有关的思考题。
(六)课程考核方式
1.考核方式:
考试
2.考核目标:
在考核学生对理论力学基本概念的理解和基本方法掌握的基础上,重点考核学生分析和解决实际问题的能力。
3.成绩构成:
本课程的总成绩主要由二部分组成:
平时成绩(包括作业情况、小测验情况和出勤情况等)占10%~20%,期末考试成绩占80%~90%。
(七)参考书目
1.《理论力学》(第7版),哈尔滨工业大学理论力学教研室编,高等教育出版社,2009
2.《理论力学》郝桐生编,高等教育出版社,2009
二、中文摘要
理论力学是各门力学课程的理论基础,又是对工程对象进行静力学、运动学与动力学分析的技术基础课。
掌握研究机械运动的基本概念、基本理论和基本方法,为学习相关的后继课程打好必要的基础;
能应用理论力学的理论和方法解决一些简单的工程实际问题。
三、课程学时分配表
序号
教学内容
学时
讲课
实验
上机
1
绪论静力学公理和物体的受力分析
6
1.1
绪论、静力学公理、约束和约束力
2
1.2
物体的受力分析和受力图
1.3
受力分析习题课
平面力系
12
2.1
2.1平面汇交力系
2.2
2.2平面力偶系
2.3
2.3平面任意力系的简化
2.4
2.4平面任意力系平衡条件和平衡方程
2.5
2.5物体系的平衡
2.6
平面力系习题课
3
空间力系
3.1
空间汇交力系和空间力偶系
3.2
空间任意力系的简化、空间任意力系的平衡方程
3.3
空间力系习题课
4
摩擦
4.1
滑动摩擦、摩擦角和自锁现象、滚动摩阻的概念
4.2
摩擦习题课
5
点的运动学
5.1
矢量法、直角坐标法、自然法
刚体的简单运动
6.1
刚体的平动和定轴转动
7
点的合成运动
7.1
三种运动、点的速度合成定理
7.2
加速度合成定理
7.3
点的合成运动习题课
8
刚体的平面运动
10
8.1
刚体平面运动的概述和运动分解、求平面图形内各点速度的基点法
8.2
求平面图形内各点速度的瞬心法
8.3
用基点法求平面图形内各点的加速度
8.4
刚体平面运动习题课
8.5
运动学的综合应用
9
质点动力学的基本方程
9.1
动力学基本定律、质点的运动微分方程
动量定理
10.1
动量定理、质心运动定理
11
动量矩定理
11.1
动量矩定理、刚体绕定轴转动微分方程
11.2
相对于质心动量矩定理、刚体平面运动微分方程
11.3
动量、动量矩定理习题课
动能定理
12.1
12.2
功率方程、基本定理综合应用举例
12.3
动能定理习题课
13
达朗贝尔原理
13.1
13.2
达朗贝尔原理习题课
14
虚位移原理
14.1
14.2
虚位移原理习题课
合计
72
四、教学内容及基本要求
第1部分绪论静力学公理和物体的受力分析
总学时(单位:
学时):
6讲课:
6实验:
0上机:
第1.1部分绪论静力学公理约束和约束力(讲课2学时)
具体内容:
1)了解理论力学的研究对象和内容,研究方法及学习理论力学的目的。
2)理解静力学的研究内容、平衡、刚体、力系、等效力系和约束的概念,。
3)掌握静力学公理。
4)熟练掌握约束的基本类型及受力特点。
重点:
静力学公理、约束、约束力
难点:
约束、约束力
习题:
约束和约束力
第1.2部分物体的受力分析和受力图(讲课2学时)
熟练掌握物体的受力分析和受力图
物体的受力分析和受力图
约束力及二力杆的受力分析
第1.3部分受力分析习题课
第2部分平面力系
12讲课:
12实验:
第2.1部分平面汇交力系(讲课2学时)
1)掌握平面汇交力系合成的几何法和平衡的几何条件;
2)熟练掌握平面汇交力系合成的解析法和平衡的解析条件;
平面汇交力系合成的解析法和平衡的解析条件
平面汇交力系平衡方程的应用
平面汇交力系的合成与平衡
第2.2部分平面力对点之矩平面力偶系(讲课2学时)
1)掌握力对点之矩、合力矩定理;
2)掌握平面力偶系的合成与平衡条件。
平面力偶系的合成与平衡条件
平面力偶系的平衡方程的应用
第2.3部分平面任意力系的简化(讲课2学时)
1)掌握平面任意力系向作用面内一点简化、力系的主矢和主矩
2)掌握力系简化的各种结果
力的平移定理,主矢和主矩。
力系简化的各种结果
平面任意力系简化
第2.4部分平面任意力系的平衡条件和平衡方程(讲课2学时)
1)熟练掌握平面任意力系的平衡条件及应用;
2)掌握平衡方程的各种形式;
平面任意力系的平衡条件及应用
用二矩式和三矩式形式的平衡方程求解平面任意力系问题时的使用条件及解题技巧
单个刚体的平衡问题
第2.5部分物体系的平衡,静定和超静定问题(讲课2学时)
1)熟练掌握物体系的平衡及求解方法;
2)理解静定和超静定的概念
物体系平衡问题的解题方法
物体系的平衡问题
第2.6部分平面任意力系的习题课(讲课2学时)
1)力系的简化
2)物体系的平衡
物体系的平衡
力系的简化和物体系的平衡
第3部分空间力系
第3.1部分空间汇交力系与空间力偶系(讲课2学时)
1)掌握空间汇交力系的合成和平衡条件
2)掌握力对点的矩和力对轴的矩
3)掌握空间力偶系
力在直角坐标系上的投影和力对轴取矩
空间力系中力对点取矩
力在直角坐标系上的投影和力对轴取矩
第3.2部分空间任意力系(讲课2学时)
1)掌握空间任意力系向一点简化
2)掌握空间任意力系的平衡方程
空间任意力系的平衡方程
空间任意力系的简化结果
空间任意力系的平衡方程的应用
第3.3部分空间任意力系习题课(讲课2学时)
1)空间任意力系向一点简化
2)空间任意力系的平衡方程
第4部分摩擦
4讲课:
4实验:
第4.1部分摩擦(讲课2学时)
1)了解摩擦现象、滑动摩擦定律
2)掌握摩擦角和自锁现象
3)掌握考虑摩擦时物体的平衡问题
4)了解滚动摩阻的概念
摩擦角和自锁现象,考虑摩擦时物体的平衡问题
考虑摩擦时物体的平衡问题
考虑摩擦时物体的平衡问题
第4.2部分摩擦习题课(讲课2学时)
摩擦角和自锁现象
重点:
第5部分点的运动学
总学时(单位:
2讲课:
2实验:
1)了解运动学的研究对象、参考坐标系
2)掌握点的运动方程、矢量法、直角坐标法和自然法
3)掌握点的速度和加速度的矢量形式
4)掌握点的速度和加速度在直角坐标轴上的投影
5)掌握点的速度和加速度在自然轴系上的投影、切向加速度和法向加速度
点的运动方程、自然法、直角坐标法和矢量法
点的速度和加速度的各种表示方法
点的速度和加速度在自然坐标轴上的投影
求运动方程、速度、加速度
第6部分刚体的简单运动
1)掌握刚体的平动及其特征
2)掌握刚体的定轴转动、转动方程、角速度和角加速度
3)掌握转动刚体内各点的速度和加速度
4)了解轮系的传动比
5)了解以矢量表示角速度和角加速度、以矢积表示点的速度和加速度
刚体的定轴转动、转动方程、角速度和角加速度
以矢量表示角速度和角加速度、以矢积表示点的速度和加速度
转动刚体内各点的速度和加速度的练习
第7部分点的合成运动
第7.1部分速度合成定理(讲课2学时)
1)掌握相对运动、牵连运动、绝对运动的概念
2)熟练掌握点的速度合成定理
点的速度合成定理
点的速度合成定理的应用
第7.2部分加速度合成定理(讲课2学时)
1)熟练掌握牵连运动是平动时点的加速度合成定理;
2)熟练掌握牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理、科氏加速度
熟练掌握牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理
牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理、科氏加速度
点的加速度合成定理应用
第7.3部分点的合成运动习题课(讲课2学时)
点的速度和加速度合成定理的应用
点的速度和加速度合成定理的应用
第8部分刚体的平面运动
10讲课:
10实验:
第8.1部分求平面图形内各点速度的基点法(讲课2学时)
1)理解刚体平面运动的概述和运动分解
2)熟练掌握平面图形内各点速度的基点法
求平面图形内各点速度的基点法
求平面图形内各点速度的基点法
平面图形内各点速度的求解
第8.2部分求平面图形内各点速度的瞬心法(讲课2学时)
1)熟练掌握求平面图形内各点速度的瞬心法
2)掌握速度投影定理
速度瞬心的确定
求平面图形内各点速度的瞬心法
第8.3部分刚体的平面运动加速度求解(讲课2学时)
用基点法求平面图形内各点的加速度
求平面图形内各点加速度的基点法
相对于基点的加速度分析和投影轴的选择
平面图形内各点加速度的求解
第8.4部分刚体的平面运动习题课(讲课2学时)
平面图形内各点速度和加速度的求解
第8.5部分运动学综合应用(讲课2学时)
运动学综合应用
两个原动件合成运动与平面运动的综合应用
运动学综合应用
第9部分质点动力学的基本方程
1)掌握动力学的基本定律
2)掌握质点的运动微分方程
质点的运动微分方程
质点的运动微分方程求解
质点运动微分方程的应用
第10部分动量定理
1)动力学基本定理概述
2)质点和质点系的动量、力的冲量
3)质点系的动量定理、动量守恒条件
4)质心运动定理
质心运动定理
动量定理、动量守恒、质心运动定理的应用
第11部分动量矩定理
第11.1部分动量矩定理(讲课2学时)
1)掌握质点和质点系的动量矩
2)掌握质点和质点系的动量矩定理、动量矩守恒条件
3)掌握转动惯量、回转半径、平行轴定理
4)熟练掌握刚体定轴转动微分方程
刚体定轴转动微分方程
动量矩定理的应用
第11.2部分刚体平面运动微分方程(讲课2学时)
1)掌握相对质心的动量矩定理
2)熟练掌握刚体平面运动微分方程
刚体平面运动微分方程
刚体平面运动微分方程的应用
第11.3部分动量、动量矩定理习题课(讲课2学时)
动量、动量矩定理的应用
动量矩定理的应用
第12部分动能定理
第12.1部分质点系动能定理(讲课2学时)
1)熟练计算力的功
2)熟练计算质点系的动能
3)熟练掌握质点系的动能定理
质点系的动能定理
质点系的动能和功的计算
动能定理的应用
第12.2部分功率方程及普遍定理的综合应用(讲课2学时)
1)掌握功率、功率方程、机械效率
2)掌握普遍定理的综合应用
功率方程及普遍定理的综合应用
普遍定理的综合应用
第12.3部分动能定理习题课(讲课2学时)
动能定理及普遍定理的综合应用
普遍定理的综合应用
第13部分达朗贝尔原理
第13.1部分达朗贝尔原理(讲课2学时)
1)熟练掌握刚体惯性力系的简化与计算
2)熟练掌握质点系的达朗贝尔原理
3)了解绕定轴转动刚体的轴承动反力
质点系的达朗贝尔原理
刚体惯性力系的简化
刚体惯性力系的简化、用动静法求解刚体动力学问题
第13.1部分达朗贝尔原理习题课(讲课2学时)
1)刚体惯性力系的简化与计算
2)质点系的达朗贝尔原理
第14部分虚位移原理
第14.1部分虚位移原理(讲课2学时)
1)了解约束的分类和约束方程
2)熟练掌握虚位移的分析和虚功的计算
3)理解理想约束的概念
4)熟练掌握虚位移原理
虚位移、虚功和虚位移原理
虚位移
虚位移原理的应用
第14.2部分虚位移原理习题课(讲课2学时)
1)虚位移的分析和虚功的计算
2)虚位移原理的应用
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