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理论力学教学大纲

发布时间:2017/05/02

一、课程性质与教学目的
本课程是土木专业的一门重要的专业技术基础课。通过本课程的学习使学生掌握质点、质点系、刚体的静力学、运动学、动力学的基本概念、基本理论、基本计算方法。为后续课程打下基础。使学生初步学会应用理论力学的理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题。理论力学具有重要的素质教育价值。通过教学,培养学生运用唯物辩证法的观点和方法去分析问题和解决问题,提高综合素质。
二、基本要求
1、熟练掌握并灵活应用静力学基本概念、公理、定律及确定约束反力的方法,正确分析物体受力,能快速正确地画受力图。
2、熟练掌握力系简化的方法,灵活运用平衡方程计算平面力系及空间力系,掌握物体系平衡的概念及应用,了解静定与静不定的概念。掌握确定物体重心的各种计算方法。能求解考虑滑动摩擦时简单物体系统的平衡问题。了解滚动摩阻的概念。
3、掌握点的运动规律,熟练求解点的速度和加速度。熟悉刚体平动和定轴转动特征,熟练求解与定轴转动有关问题中刚体的角速度、角加速度及刚体内各点的速度、加速度。掌握运动合成与分解的基本概念和方法,熟练掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理及其应用。掌握牵连运动为转动时的加速度合成定理及其应用。熟悉刚体平面运动的特征,能熟练应用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题。能熟练应用基点法求解有关加速度的问题。
4、熟练掌握质点运动微分方程。理解并熟练计算动力学中的基本物理量。熟练掌握动力学普遍定理,能正确选择和综合应用这些定理求解质点、质点系的动力学问题。能应用刚体定轴转动和平面运动的微分方程求解有关问题。会计算惯性力,熟悉惯性力系简化的结果,熟练掌握达朗伯原理的应用。了解定轴转动刚体动反力的概念和消除动反力的条件。能建立单自由度系统的自由振动、衰减振动和强迫振动的微分方程。熟悉振动特征,会计算周期、频率和振幅。
三、教学内容
1、静力学公理和物体的受力分析
刚体和力的概念;静力学公理;约束和约束反力;物体的受力分析和受力图。
2、平面汇交力系与平面力偶系
平面汇交力系合成与平衡的几何法;平面汇交力系合成与平衡的解析法;平面力对点之矩的概念及计算;平面力偶理论。
3、平面任意力系
平面任意力系向作用面内一点简化;平面任意力系的简化结果分析;平面任意力系的平衡条件和平衡分析;平面任意力系的平衡方程;物体系的平衡·静定和静不定问题;摩擦。
4、空间力系
空间汇交力系;力对点的矩和力对轴的矩;空间力偶;空间任意力系向一点的简化·主矢和主矩;空间任意力系的简化结果分析;空间任意力系的平衡方程;空间约束的类型举例;空间力系平衡问题举例;重心。
5、点的运动学
矢量法;直角坐标法;自然法;点的速度和加速度在柱坐标和极坐标中的投影;点的速度和加速度在球坐标中的投影。
6、刚体的简单运动
刚体的平行移动;刚体绕定轴的转动;转动刚体内各点的速度和加速度;轮系的传动比;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。
7、点的合成运动
相对运动·牵连运动·绝对运动;点的速度合成定理;牵连运动是平动时点的加速度合成定理;牵连运动是转动时点的加速度合成定理·科氏加速度。
8、达朗伯原理
惯性力、质点的达朗伯原理;质点系达朗伯原理;刚体惯性力的简化;绕定轴转动刚体的轴承动反力。
四、学分及学时分配
学分:3
学时:48

序号 

内            容 

学    时 

课内 

课外 

静力学公理和物体的受力分析 

平面汇交力系与平面力偶系 

平面任意力系 

10 

空间力系 

点的运动学 

刚体的简单运动 

点的合成运动 

达朗伯原理 

 

机动 

 

 

小计 

48 

 

五、参考书目
1.王  铎  著,理论力学学习指导书(哈工大)     
2.西安冶金学院编,理论力学讨论课指导与讨论题
3.清华大学编,理论力学(上、中、下)
4.西南交大  黄安基编,理论力学(上、下)
5.洪铭熙 编,理论力学理论与题解                
徐妙新 编,理论力学例题与错解分析 

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