《理论力学B》课程教学大纲.doc

理论力学B课程教学大纲 （Theoretical Mechanics） 学时数：56 其中：实验学时：0 课外学时：0 学 分 数：3.5 适用专业：机械设计制造及其自动化 执 笔 者：叶树林 编写日期：2011年3月 一、课程的性质、目的和任务 理论力学是机械设计制造及其自动化专业的一门理论较强的学科基础课程，在许多工程技术领域中有着广泛的应用。通过本课程的学习使学生能够将简单的工程实际问题抽象为力学模型，并且掌握质点和质点系（主要是刚体）机械运动（包括平衡）的基本规律及其研究方法，初步学会运用这些规律分析工程实际中的力学问题。结合本课程的特点，培养学生的工程意识、创新意识，以及辩证唯物主义的世界观。 学习这门课程既可以解决一些简单工程实际问题，同时又为后继有关课程和其它相关的科学技术提供必要的理论基础。 二、课程教学的基本要求 （一）静力学 1．掌握力、力矩和力系的基本概念及其性质。能熟练地计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩。 2．掌握力偶、力偶矩和力偶系的基本概念及其性质。能熟练地计算力偶矩及其投影。 3．掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性质。掌握平面汇交力系、平面平行力系与一般力系的简化方法、熟悉简化结果。能熟练的计算力系的主矢和主矩。掌握重心的概念及其位置计算的方法。 4．掌握约束的概念及各种常见理想约束力的性质。能熟练的画出单个刚体和刚体系统的受力图。 5．掌握各种力系的平衡条件和平衡方程。能熟练的求解单个刚体和刚体系的平衡问题。 6．掌握滑动摩擦力和摩擦角的概念，了解滚动摩阻的概念。能熟练地求解考虑滑动摩擦时单个刚体和简单刚体系的平衡问题。 （二）运动学 1．点的运动 掌握描述点运动的矢径法、直角坐标法和自然法，能求点的运动方程和轨迹方程，并能熟练地求解点的速度和加速度。 2．掌握刚体的平动和定轴转动的概念及其运动特征、定轴转动刚体上各点的速度和加速度的矢量表示法。能熟练地求解定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体上各点的速度和加速度。 3．掌握点的复合运动的基本概念，掌握并能熟练应用点的速度合成定理与加速度合成定理。 4．掌握刚体平面运动的概念及其描述，掌握平面运动刚体速度瞬心的概念。能熟练求解平面运动刚体的角速度以及刚体上各点的速度。能熟练求解平面运动刚体角加速度以及刚体上各点的加速度。 （三）动力学 1．掌握建立质点运动微分方程的方法。了解其两类动力学基本问题的求解方法。 2．了解转动惯量的计算方法。了解刚体惯性积和惯性主轴的概念。 3．能熟练计算质点系与刚体的动量、动量矩和动能；并能熟练计算力的冲量、冲量矩、力的功和势能。 4．掌握动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理、对固定点和质心的动量矩定理和动能定理）及相应的守恒定理，并能熟练综合应用。 5．掌握建立刚体平面运动动力学的方法。 6．掌握达朗贝尔惯性力的概念，掌握刚体平移、具有质量对称面的刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系的简化方法及简化结果计算。掌握质点系达朗贝尔原理（动静法），并会综合应用。了解定轴转动刚体动约束力的概念及其消除条件。 三、课程的教学内容、重点及难点 绪 论 一、理论力学的研究对象和内容 二、理论力学的研究方法 三、学习理论力学的目的 第一章 静力学公理和物体的受力分析（4学时） 内容： 1 静力学公理 1．2 约束和约束力 1．3 物体的受力分析和受力图 要求：理解静力学公里的内涵，掌握约束的概念及典型约束的约束力画法，熟练掌握刚体系的受力分析。 重点：力、平衡、约束及约束力的概念，静力学公理、受力分析。 难点：约束的概念，约束反力及受力分析。 第二章 平面汇交力系与平面力偶系（3学时） 内容： 2．1 平面汇交力系合成与平衡的几何法 2．2 平面汇交力系合成与平衡的解析法 2．3 平面力对点之矩的概念及计算 2．4 平面力偶 要求：掌握力在坐标轴上投影的计算，以及平面汇交力系平衡问题的解法（主要是解析法）；掌握力对点之矩的计算，理解力偶和力偶矩的概念，掌握平面力偶的等效定理，以及力偶系的平衡问题的解法。 重点：力在坐标轴上的投影，平面汇交力系平衡的解法（主要是解析法）；力对点之矩的计算，力偶和力偶矩的概念，平面力偶的等效定理，力偶系的平衡问题。 难点：平面汇交力系和力偶系的平衡问题。 平面任意力系（4学时） 内容： 1 平面任意力系向作用面内一点简化 2 平面任意力系的平衡条件和平衡方程 3. 3 物体系的平衡·静定和超静定问题 要求：了解平面任意力系向作用面内任意一点简化的过程，理解对简化结果的分析，熟练掌握平面任意力系平衡问题的解法，以及平衡方程的各种形式和灵活运用它们，了解静定和超静定问题的判定。 重点：平面任意力系向作用面内任意一点的简化，对力系简化结果的分析，平面任意力系平