《理论力学》教学大纲 适用专业:土木工程、机械设计制造及其自动化、采矿工程、安全工程、 弹药工程与爆炸技术、理论与应用力学 课内学时:70学时 开课学期:第3学期 大纲说明 (一)课程的性质和任务 理论力学是一门理论性较强的学科专业基础课。它是各门力学的基础, 并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握 质点、质点系和刚体机械运动(包括平衡)的基本规律和方法,为学好 有关的后继课程打好必要的基础,并为将来研究解决工程问题和学习新 的科学技术创造条件。初步学会应用理论力学的理论和方法解决一些 简单工程实际问题,同时结合本课程特点,培养学生的辩证思维能力 抽象化能力、表达能力、计算能力和自学能力,提高学生的综合素质。 二)课程的基本要求及重点、难点 总的要求:对质点、质点系和刚体的机械运动(包括平衡)的基本规律 有较系统全面的了解,掌握有关的基本概念、基本理论和基本方法及其 应用
《理论力学》教学大纲 适用专业：土木工程、机械设计制造及其自动化、采矿工程、安全工程、 弹药工程与爆炸技术、理论与应用力学 课内学时： 70 学时 开课学期：第 3 学期 一、大纲说明 （一）课程的性质和任务 理论力学是一门理论性较强的学科专业基础课。它是各门力学的基础， 并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握 质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和方法，为学好 有关的后继课程打好必要的基础，并为将来研究解决工程问题和学习新 的科学技术创造条件。 初步学会应用理论力学的理论和方法解决一些 简单工程实际问题，同时结合本课程特点，培养学生的 辩证思维能力、 抽象化能力、表达能力、计算能力和自学能力 ，提高学生的综合素质。 （二）课程的基本要求及重点、难点 总的要求：对质点、质点系和刚体的机械运动（包括平衡）的基本规律 有较系统全面的了解，掌握有关的基本概念、基本理论和基本方法及其 应用
各部分具体要求及重点、难点: 1、静力学 (1)熟悉各种常见约束的性质,对简单的物体系统能熟练地取分离 体,并正确画出受力图。 (2)熟悉力、力矩和力偶等的基本概念和性质,能熟练计算力的投 影、力对点的矩和力对轴之矩。 (3)掌握各种类型力系的简化方法和结果;熟悉主矢和主矩的计算。 (4)能应用各种类型力系的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简 单物体系统的平衡问题。对平面一般力系的平衡问题,能熟练地选取分 离体和应用各种形式的平衡方程求解。求解物体系统的平衡问题是静力 学的重点。 (5)用节点法和截面法求简单桁架的内力。 (6)掌握计算物体重心的方法。 (7)理解滑动摩擦的概念和摩擦力的特征,能求解考虑滑动摩擦时 简单物体系统的平衡问题。了解滚阻力偶的概念。考虑滑动摩擦时物体 系统的平衡问题是静力学的难点。 2、运动学
各部分具体要求及重点、难点： 1 、静力学 （ 1 ）熟悉各种常见约束的性质，对简单的物体系统能熟练地取分离 体，并正确画出受力图。 （ 2 ）熟悉力、力矩和力偶等的基本概念和性质，能熟练计算力的投 影、力对点的矩和力对轴之矩。 （ 3 ）掌握各种类型力系的简化方法和结果；熟悉主矢和主矩的计算。 （ 4 ）能应用各种类型力系的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简 单物体系统的平衡问题。对平面一般力系的平衡问题，能熟练地选取分 离体和应用各种形式的平衡方程求解。求解物体系统的平衡问题是静力 学的重点。 （ 5 ）用节点法和截面法求简单 桁架的内力。 （ 6）掌握计算物体重心的方法。 （ 7） 理解滑动摩擦的概念和摩擦力的特征，能求解考虑滑动摩擦时 简单物体系统的平衡问题。了解滚阻力偶的概念。考虑滑动摩擦时物体 系统的平衡问题是静力学的难点。 2 、运动学
1)熟悉描述点的运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法,能求点 的运动轨迹,能熟练地求解与点地速度和加速度有关地问题。 (2)熟悉刚体平面运动和定轴转动的特征。能熟练地求解与定轴转 动刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问 题。熟悉角速度、角加速度及刚体内各点速度和加速度的矢量表示法。 (3)掌握速度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、加速度合成定理(牵连运动为平动和定轴转动两种情形)求解 有关问题。这一部分是运动学的重点和难点 4)熟悉刚体平面运动特征。能应用基点法、瞬心法和速度投影定 理等方法求解与平面图形内各点加速度有关的问题。能对常见的平面机 构进行速度和加速度分析。这一部分是运动学的重点内容 3、动力学 (1)能建立质点的运动微分方程,能求解简单情况下运动微分方程 的积分。 (2)理解质点在非惯性坐标系中的运动处理方法,并建立相对运动 微分方程,能求解有关的简单问题。 3)能理解并熟悉计算动力学中各基本物理量(动量、动量矩、动 能、冲量、功、势能等)
（ 1 ）熟悉描述点的运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法，能求点 的运动轨迹，能熟练地求解与点地速度和加速度有关地问题。 （ 2 ）熟悉刚体平面运动和定轴转动的特征。能熟练地求解与定轴转 动刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问 题。熟悉角速度、角加速度及刚体内各点速度和加速度的矢量表示法。 （ 3 ）掌握速度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、加速度合成定理（牵连运动为平动和定轴转动两种情形）求解 有关问题。这一部分是运动学的重点和难点。 （ 4 ）熟悉刚体平面运动特征。能应用基点法、瞬心法和速度投影定 理等方法求解与平面图形内各点加速度有关的问题。能对常见的平面机 构进行速度和加速度分析。这一部分是运动学的重点内容。 3 、动力学 （ 1 ）能建立质点的运动微分方程，能求解简单情况下运动微分方程 的积分。 （ 2 ）理解质点在非惯性坐标系中的运动处理方法，并建立相对运动 微分方程，能求解有关的简单问题。 （ 3 ）能理解并熟悉计算动力学中各基本物理量 ( 动量、动量矩、动 能、冲量、功、势能等 )
4)熟练掌握动力学普遍定理(包括动量定理、质心运动定理、对 固定点和对质心的动量矩定理、动能定理)及相应的单恒定理,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。动力学普遍 定理是动力学重点。 5)掌握刚体转动惯量的计算方法。了解惯性积和惯性主轴的概念 会判断简单情况下刚体的惯性主轴 (6)能应用刚体定轴转动和平面运动微分方程求解有关动力学问题。 (7)熟悉惯性力的概念及对称刚体做定轴转动和平面运动时惯性力 系简化的结果。熟悉掌握达朗伯原理求解动力学问题是动力学的重点。 了解定轴转动刚体动反力的概念和消除动反力的条件 8)熟悉自由度、广义坐标、虚位移和理想约束等概念。掌握虚位 移原理的应用。 以上基本要求是学习本课程必须达到的最低要求。除了对与基本要求有 关的内容可以适当提高要求外,还可以根据各专业的要求适当增加以下 内容:图解静力学、揉索、刚体绕平行轴转动的合成和绕相交轴转动的 合成、变质量质点的运动微分方程、质点在有心力作用下的运动、回转 仪近似理论等内容 (三)对能力培养的要求 结合本课程的特点,使学生在下列各种能力上得到培养
（ 4 ）熟练掌握动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理、对 固定点和对质心的动量矩定理、动能定理）及相应的单恒定理，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。动力学普遍 定理是动力学重点。 （ 5 ）掌握刚体转动惯量的计算方法。了解惯性积和惯性主轴的概念， 会判断简单情况下刚体的惯性主轴。 （ 6 ）能应用刚体定轴转动和平面运动微分方程求解有关动力学问题。 （ 7 ）熟悉惯性力的概念及对称刚体做定轴转动和平面运动时惯性力 系简化的结果。熟悉掌握达朗伯原理求解动力学问题是动力学的重点。 了解定轴转动刚体动反力的概念和消除动反力的条件。 （ 8 ）熟悉自由度、广义坐标、虚位移和理想约束等概念。掌握虚位 移原理的应用。 以上基本要求是学习本课程必须达到的最低要求。除了对与基本要求有 关的内容可以适当提高要求外，还可以根据各专业的要求适当增加以下 内容：图解静力学、揉索、刚体绕平行轴转动的合成和绕相交轴转动的 合成、变质量质点的运动微分方程、质点在有心力作用下的运动、回转 仪近似理论等内容。 （三）对能力培养的要求 结合本课程的特点，使学生在下列各种能力上得到培养
(1)逻辑思维能力,包括推理、分析、判断等能力。 (2)抽象化能力,包括将简单问题抽象成为力学模型,进行适当的数 学描述、应用力学理论求解。 (3)自学能力、表达能力(文字和图象)、数字计算能力。 (四)本课程和其它课程的关系 在学习本课程之前要求掌握并能初步运用相关的数学知识,主要有高等 数学、解析几何、矢量代数等 在本课程的教学中应注意利用学生在物理等课程中已掌握的物理概念 与数学方法,并使之进一步巩固、熟练与加深,注意使之与工程实际联 系起来。 理论力学是一系列后续课程的基础,例如材料力学、弹塑性力学、结构 力学、流体力学、分析力学、机械振动学、机械原理与零件等。 (五)几点说明 1、为达到基本要求,课外应不少于150题,其中包括概念题、简单证 明题、基本运算题和综合分析题。课内、外学习课时比以1:1.5为 宜 2、在保证基本要求的应注意适当采用形象化教学手段。应尽量创造条 件开出试验课,培养学生的计算机辅助计算能力
（ 1）逻辑思维能力，包括推理、分析、判断等能力。 （ 2）抽象化能力，包括将简单问题抽象成为力学模型，进行适当的数 学描述、应用力学理论求解。 （ 3）自学能力、表达能力（文字和图象）、数字计算能力。 （四） 本课程和其它课程的关系 在学习本课程之前要求掌握并能初步运用相关的数学知识，主要有高等 数学、解析几何、矢量代数等。 在本课程的教学中应注意利用学生在物理等课程中已掌握的物理概念 与数学方法，并使之进一步巩固、熟练与加深，注意使之与工程实际联 系起来。 理论力学是一系列后续课程的基础，例如材料力学、弹塑性力学、结构 力学、流体力学、分析力学、机械振动学、机械原理与零件等。 （五） 几点说明 1、为达到基本要求，课外应不少于 150 题，其中包括概念题、简单证 明题、基本运算题和综合分析题。 课内、外学习课时比以 1 ： 1.5 为 宜。 2、在保证基本要求的应注意适当采用形象化教学手段。应尽量创造条 件开出试验课，培养学生的计算机辅助计算能力
、大纲内容 )课程内容 绪论 静力学部分 第一章静力学公理和物体的受力分析 1、静力学的基本概念,刚体和力;2、静力学公理;3、约束和约束反 力;4、物体的受力分析与受力图。 第二章平面汇交力系 1、平面汇交力系合成的几何法;2、平面汇交力系平衡的几何条件;3、 力的分解;4、力在轴上的投影,合力投影定理;5、平面汇交力系合成 的解析法;6、平面汇交力系的平衡方程。 第三章力对点之矩、平面力偶理论 1、力对点之矩、合力之矩定理;2、两个平行力的合成;3、平面力偶 理论;4、平面力偶系的合成与平衡条件 第四章平面任意力系
二、大纲内容 （一）课程内容 绪论 静力学部分 第一章 静力学公理和物体的受力分析 1、静力学的基本概念，刚体和力；2、静力学公理；3、约束和约束反 力；4、物体的受力分析与受力图。 第二章 平面汇交力系 1、平面汇交力系合成的几何法；2、平面汇交力系平衡的几何条件；3、 力的分解；4、力在轴上的投影，合力投影定理；5、平面汇交力系合成 的解析法；6、平面汇交力系的平衡方程。 第三章 力对点之矩、平面力偶理论 1、力对点之矩、合力之矩定理；2、两个平行力的合成；3、平面力偶 理论；4、平面力偶系的合成与平衡条件。 第四章 平面任意力系
1、平面任意力系向作用平面内一点简化;2、平面任意力系的简化结果 3、平面任意力系的平衡条件和平衡方程;4、平面平行力系的平衡方程; 5、物体系的平衡,静定和静不定的问题;6、平面简单桁架的内力计算 第五章空间力系 1、空间汇交力系;2、空间力偶理论;3、力对轴之矩和力对点之矩;4、 空间任意力系向一点的简化,主矢和主矩;5、空间任意力系的简化结 果;6、空间任意力系的平衡方程;7、空间约束的类型;8、空间力系 平衡问题举例;9、重心的概念与计算。 第六章摩擦 1、滑动摩擦;2、摩擦角和自锁现象;3、考虑摩擦时的平衡问题;4 滚动摩阻的概念 运动学 第七章点的运动 1、点的运动方程;2、点的速度和加速度;3、点的速度和加速度在直 角坐标轴的投影;4、点的切向加速度和法向加速度;5、点的速度和加 速度在柱坐标和极坐标中的投影;6、点的速度和加速度在球坐标中的 投影。 第八章刚体的基本运动
1、平面任意力系向作用平面内一点简化；2、平面任意力系的简化结果； 3、平面任意力系的平衡条件和平衡方程；4、平面平行力系的平衡方程； 5、物体系的平衡，静定和静不定的问题；6、平面简单桁架的内力计算。 第五章 空间力系 1、空间汇交力系；2、空间力偶理论；3、力对轴之矩和力对点之矩；4、 空间任意力系向一点的简化，主矢和主矩；5、空间任意力系的简化结 果；6、空间任意力系的平衡方程；7、空间约束的类型；8、空间力系 平衡问题举例；9、重心的概念与计算。 第六章 摩擦 1、滑动摩擦；2、摩擦角和自锁现象；3、考虑摩擦时的平衡问题；4、 滚动摩阻的概念。 运动学 第七章 点的运动 1、点的运动方程；2、点的速度和加速度；3、点的速度和加速度在直 角坐标轴的投影；4、点的切向加速度和法向加速度；5、点的速度和加 速度在柱坐标和极坐标中的投影；6、点的速度和加速度在球坐标中的 投影。 第八章 刚体的基本运动
1、刚体的平行移动;2、刚体绕定轴的转动;3、转动刚体内各点的速 度和加速度;4、以矢量表示的速度和加速度;5、以矢积表示的速度和 加速度。 第九章点的合成运动 1、相对运动,牵连运动,绝对运动;2、点的速度合成定理;3、牵连 运动是平动时点的加速度合成定理;4、牵连运动是转动时点的加速度 合成定理,科氏加速度 第十章刚体的平面运动 1、刚体平面运动的概念和运动分解;2、求平面运动图形内各点速度的 基点法;3、求平面运动图形内各点速度的速度瞬心法;4、用基点法求 图形内各点的加速度 动力学 第十一章质点动力学的基本方程 1、动力学的基本定律;2、质点的运动微分方程;3、质点动力学的两 种基本问题。 第十二章动量定理 1、质点的动量定理;2、质点系的动量定理;3、质心运动定理。 第十三章动量矩定理
1、刚体的平行移动；2、刚体绕定轴的转动；3、转动刚体内各点的速 度和加速度；4、以矢量表示的速度和加速度；5、以矢积表示的速度和 加速度。 第九章 点的合成运动 1、相对运动，牵连运动，绝对运动；2、点的速度合成定理；3、牵连 运动是平动时点的加速度合成定理；4、牵连运动是转动时点的加速度 合成定理，科氏加速度。 第十章 刚体的平面运动 1、刚体平面运动的概念和运动分解；2、求平面运动图形内各点速度的 基点法；3、求平面运动图形内各点速度的速度瞬心法；4、用基点法求 图形内各点的加速度。 动力学 第十一章 质点动力学的基本方程 1、动力学的基本定律；2、质点的运动微分方程；3、质点动力学的两 种基本问题。 第十二章 动量定理 1、质点的动量定理；2、质点系的动量定理；3、质心运动定理。 第十三章 动量矩定理
1、质点的动量矩定理;2、质点系的动量矩定理;3、刚体绕定轴转动 的微分方程;4、刚体对轴的转动惯量;5、质点系相对质心的动量矩定 理;6、刚体的平面运动微分方程。 第十四章动能定理 1、力的功;2、质点的动能定理;3、质点系的动能定理;4、功率,功 率方程,机械效率;5、势力场,势能,机械能守恒定律;6、基本定理 的综合应用 第十五章达朗伯原理 1、惯性力,质点的达朗伯原理;2、质点系的达朗伯原理;3、刚体惯 性力的简化。4、绕定轴转动刚体的轴承动约束力。 第十六章虚位移原理 1、约束的类型;2、虚位移和虚功,理想约束;3、虚位移原理;4、自 由度和广义坐标;5、以广义坐标表示的质点系平衡条件。 教材及参考书 (一)教材 理论力学,哈尔滨工业大学理论力学教研室编高等教育出版社 (二)参考书
1、质点的动量矩定理；2、质点系的动量矩定理；3、刚体绕定轴转动 的微分方程；4、刚体对轴的转动惯量；5、质点系相对质心的动量矩定 理；6、刚体的平面运动微分方程。 第十四章 动能定理 1、力的功；2、质点的动能定理；3、质点系的动能定理；4、功率，功 率方程，机械效率；5、势力场，势能，机械能守恒定律；6、基本定理 的综合应用。 第十五章 达朗伯原理 1、惯性力，质点的达朗伯原理；2、质点系的达朗伯原理；3、刚体惯 性力的简化。4、绕定轴转动刚体的轴承动约束力。 第十六章 虚位移原理 1、约束的类型；2、虚位移和虚功，理想约束；3、虚位移原理；4、自 由度和广义坐标；5、以广义坐标表示的质点系平衡条件。 三、教材及参考书 （一）教材 理论力学，哈尔滨工业大学理论力学教研室编 高等教育出版社 （二）参考书
1、理论力学,贾书惠编高等教育出版社 理论力学,北京大学编高等教育出版社 3、理论力学,郝桐生编高等教育出版社 4、理论力学,洪嘉振主编高等教育出版社
1、理论力学，贾书惠编 高等教育出版社 2、理论力学，北京大学编 高等教育出版社 3、理论力学，郝桐生编 高等教育出版社 4、理论力学，洪嘉振 主编 高等教育出版社