西安建筑科技大学 理论力学课程教学大纲 英文名称: Theoretica| Mechanics 课程编号:110236 课程类型:公共基础课 学时/课内实践学时:80/0 学分:5 适应对象:土木类本科生 先修课程:高等数学、大学物理 建议教材及参考书 《理论力学》,西安建筑科技大学力学教研室组编,重庆大学出版社,2011年10 月 《理论力学》,刘俊卿主编,冶金工业出版社,2009年8月 《理论力学》,哈尔滨工业大学力学教研组编,高等教育出版社,1997年7月 课程性质、目的和任务 1.课程性质 理论力学是一门理论性较强的基础课。它是各门力学的基础,并在许多工程技 术中有着广泛的应用。 2.课程目的和任务 通过本课程的学习,使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动(包括平衡)的 基本规律和研究方法,为学习有关的后续课程打好必要的基础,并为将来学习和 掌握新的科学技术创造条件;使学生初步学会应用理论力学的理论和方法分析
西安建筑科技大学 “理论力学 I”课程教学大纲 英文名称： Theoretical Mechanics I 课程编号： 110236 课程类型： 公共基础课 学时/课内实践学时： 80/0 学 分：5 适应对象：土木类本科生 先修课程： 高等数学、大学物理 建议教材及参考书： 《理论力学》，西安建筑科技大学力学教研室组编，重庆大学出版社，2011 年 10 月 《理论力学》，刘俊卿主编，冶金工业出版社，2009 年 8 月； 《理论力学》，哈尔滨工业大学力学教研组编，高等教育出版社，1997 年 7 月 一、 课程性质、目的和任务 1． 课程性质 理论力学是一门理论性较强的基础课。它是各门力学的基础，并在许多工程技 术中有着广泛的应用。 2．课程目的和任务 通过本课程的学习，使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的 基本规律和研究方法，为学习有关的后续课程打好必要的基础，并为将来学习和 掌握新的科学技术创造条件;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;结合本课程的特点培养学生的辩证唯物主义世 界观,培养学生的能力。 、课程教学内容及要求 第一章静力学公理和物体的受力分析 内容: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。 基本要求 1.熟悉各种常见约束的性质。 2.对简单的物体系统,能熟练地取分离体并画出受力图 重点、难点:正确选取分离体并画出受力图是求解静力学问题的关键,必须充 分强调,并安排足够的练习。 深度与广度:对于受力图应作充分的练习。 第二章平面汇交力系和平面力偶系 内容平面汇交力系合成与平衡的几何法泙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 基本要求 1.了解平面汇交力系合成与平衡的几何法。 掌握平面汇交力系合成与平衡的解析法 3.正确理解力偶、力矩等基本概念及其性质。 能熟练计算力的投影及力对点的矩 重点、难点:本章重点为平面汇交力系平衡的解析法 深度与广度∶几何法了解即可,在解析法中,要求学生能灵活地建立坐标系
解决一些简单的工程实际问题；结合本课程的特点,培养学生的辩证唯物主义世 界观，培养学生的能力。 二、 课程教学内容及要求 第一章 静力学公理和物体的受力分析 内容：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。 基本要求： 1． 熟悉各种常见约束的性质。 2． 对简单的物体系统，能熟练地取分离体并画出受力图。 重点、难点：正确选取分离体并画出受力图是求解静力学问题的关键，必须充 分强调，并安排足够的练习。 深度与广度：对于受力图应作充分的练习。 第二章 平面汇交力系和平面力偶系 内容：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 基本要求： 1． 了解平面汇交力系合成与平衡的几何法。 2． 掌握平面汇交力系合成与平衡的解析法。 3． 正确理解力偶、力矩等基本概念及其性质。 4． 能熟练计算力的投影及力对点的矩。 重点、难点：本章重点为平面汇交力系平衡的解析法。 深度与广度：几何法了解即可，在解析法中，要求学生能灵活地建立坐标系
用最简洁的方法求解汇交力系问题 第三章平面任意力系 内容:平面任意力系向作用面内任一点简化;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方程;平面平行力系的平衡方程;物体系统的平 衡,静定与静不定问题,摩擦。 基本要求 1.掌握力系的简化。 2.能熟练应用平衡方程求解单个物体和简单物系的平衡问题 3·理解滑动摩擦的概念和摩擦力的特征[3],了解摩擦角和自锁的概念,能求 解考虑摩擦时简单的物系平衡问题 重点、难点:物体系统的平衡是本章及静力学的重点,应熟练掌握 深度与广度:对于物体系统的平衡,应作广泛的练习,使学生能够熟练、灵活 地掌握物体系统的计算。 第四章空间力系 内容: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 基本要求 1.能解决简单的空间任意力系的平衡问题。 2.掌握物体重心的计算方法。 重点:组合法求物体的重心和形心。 难点:空间任意力系的平衡
用最简洁的方法求解汇交力系问题。 第三章 平面任意力系 内容：平面任意力系向作用面内任一点简化；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方程；平面平行力系的平衡方程；物体系统的平 衡，静定与静不定问题，摩擦。 基本要求： 1． 掌握力系的简化。 2． 能熟练应用平衡方程求解单个物体和简单物系的平衡问题。 3． 理解滑动摩擦的概念和摩擦力的特征[3]，了解摩擦角和自锁的概念，能求 解考虑摩擦时简单的物系平衡问题。 重点、难点：物体系统的平衡是本章及静力学的重点，应熟练掌握。 深度与广度：对于物体系统的平衡，应作广泛的练习，使学生能够熟练、灵活 地掌握物体系统的计算。 第四章 空间力系 内容：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。 基本要求： 1． 能解决简单的空间任意力系的平衡问题。 2． 掌握物体重心的计算方法。 重点：组合法求物体的重心和形心。 难点：空间任意力系的平衡
深度与广度:要求熟练掌握组合法求平面图形的形心位置。 第五章点的运动学 内容:矢量法;直角坐标法;自然法。 基本要求 1.掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和自然法。 2.能根据点的运动方程求点的运动轨迹。 3.能熟练求解与点的速度和加速度有关的问题。 重点:直角坐标法求解点的速度和加速度。 难点:自然法求解点的速度和加速度 深度与广度:物理课中已讲过这部分内容,故应简化公式推导,作一些难度较 大的例题 第六章刚体的简单运动 内容:刚体的平动;刚体的定轴转动;转动刚体內各点的速度和加速度;轮系 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 基本要求 1.理解平动和定轴转动的特征。 2.掌握求与定轴转动刚体角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速有关 的问题。 3.理解角速度、角加速度及刚体内各点速度和加速度的矢量表示法。 重点转动刚体内各点的速度 难点:转动刚体内各点的加速度。 深度与广度:定轴转动刚体的角速度及角加速度在物理中已学过,所以角速度
深度与广度：要求熟练掌握组合法求平面图形的形心位置。 第五章 点的运动学 内容：矢量法；直角坐标法；自然法。 基本要求： 1． 掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和自然法。 2． 能根据点的运动方程求点的运动轨迹。 3． 能熟练求解与点的速度和加速度有关的问题。 重点：直角坐标法求解点的速度和加速度。 难点：自然法求解点的速度和加速度。 深度与广度：物理课中已讲过这部分内容，故应简化公式推导，作一些难度较 大的例题。 第六章 刚体的简单运动 内容：刚体的平动；刚体的定轴转动； 转动刚体内各点的速度和加速度；轮系 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。 基本要求： 1. 理解平动和定轴转动的特征。 2. 掌握求与定轴转动刚体角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速有关 的问题。 3. 理解角速度、角加速度及刚体内各点速度和加速度的矢量表示法。 重点：转动刚体内各点的速度。 难点：转动刚体内各点的加速度。 深度与广度：定轴转动刚体的角速度及角加速度在物理中已学过，所以角速度
和角加速度公式直接给出,不必推导,着重作一些与平动、转动及轮系传动比有 关的综合性练习。 第七章点的合成运动 内容: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。 基本要求 1.掌握运动合成与分解的基本概念和方法。 2.掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时点的加速度合成定理并能熟练 用 掌握牵连运动为转动时点的加速度合成定理及其应用 重点:速度合成定理和加速度合成定理及其应用 难点:动系的选择和牵连速度、牵连加速度的概念。 深度与广度:点的合成运动是运动学的重点和难点。对于合成运动的概念,可 通过实例强化学生的理解;在速度、加速度合成定理的应用中,通过例题,对各 种类型的问题的解题要点进行总结、归纳。 第八章刚体的平面运动 内容: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;求 平面图形内各点速度的瞬心法;用基点法求平面图形内各点的加速度。 基本要求 1.正确理解刚体平面运动的特征。 2.能熟练运用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题。 3.能熟练运用基点法求解有关加速度的问题
和角加速度公式直接给出，不必推导，着重作一些与平动、转动及轮系传动比有 关的综合性练习。 第七章 点的合成运动 内容：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。 基本要求： 1． 掌握运动合成与分解的基本概念和方法。 2． 掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时点的加速度合成定理并能熟练 运用。 3． 掌握牵连运动为转动时点的加速度合成定理及其应用。 重点：速度合成定理和加速度合成定理及其应用。 难点：动系的选择和牵连速度、牵连加速度的概念。 深度与广度：点的合成运动是运动学的重点和难点。对于合成运动的概念，可 通过实例强化学生的理解；在速度、加速度合成定理的应用中，通过例题，对各 种类型的问题的解题要点进行总结、归纳。 第八章 刚体的平面运动 内容：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；求 平面图形内各点速度的瞬心法；用基点法求平面图形内各点的加速度。 基本要求： 1． 正确理解刚体平面运动的特征。 2． 能熟练运用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题。 3． 能熟练运用基点法求解有关加速度的问题
4.对常见平面机构能熟练地进行速度和加速度分析。 重点:求速度的基点法和瞬心法。 难点:合成运动与平面运动的综合问题 深度与广度:刚体的平面运动是运动学的另一个重点。求速度的基点法和瞬心 法并重,宜多作练习。求加速度只讲基点法,例题、习题仅限于简单机构中的加 速度分析。 第九章质点动力学的基本方程 内容动力学的基本定律质点的运动微分方程质点动力学的两类基本问题 基本要求 1.掌握建立质点的运动微分方程。 2.理解求简单情况下运动微分方程的积分。 重点、难点:求解动力学第二类基本问题。 深度与广度∶第一类动力学问题为求导问题,较简单,可略讲;第二类动力学 问题为积分问题,可通过例题讲解质点在各种变力作用下的求解方法 第十章动量定理 内容∶动量与冲量;动量定理;质心运动定理。 基本要求 1.正确理解并熟练计算动量、冲量等基本物理量。 2.牢固掌握动量定理、质心运动定理及相应的守恒定理,能熟练应用这些定 理求解质点、质点系的动力学问题。 重点:质点系的动量定理和质心运动定理的理解。 难点:质点系的动量定理和质心运动定理的应用
4． 对常见平面机构能熟练地进行速度和加速度分析。 重点：求速度的基点法和瞬心法。 难点：合成运动与平面运动的综合问题。 深度与广度：刚体的平面运动是运动学的另一个重点。求速度的基点法和瞬心 法并重，宜多作练习。求加速度只讲基点法，例题、习题仅限于简单机构中的加 速度分析。 第九章 质点动力学的基本方程 内容：动力学的基本定律；质点的运动微分方程；质点动力学的两类基本问题。 基本要求： 1． 掌握建立质点的运动微分方程。 2． 理解求简单情况下运动微分方程的积分。 重点、难点：求解动力学第二类基本问题。 深度与广度：第一类动力学问题为求导问题，较简单，可略讲；第二类动力学 问题为积分问题，可通过例题讲解质点在各种变力作用下的求解方法。 第十章 动量定理 内容：动量与冲量；动量定理；质心运动定理。 基本要求： 1． 正确理解并熟练计算动量、冲量等基本物理量。 2． 牢固掌握动量定理、质心运动定理及相应的守恒定理，能熟练应用这些定 理求解质点、质点系的动力学问题。 重点：质点系的动量定理和质心运动定理的理解。 难点：质点系的动量定理和质心运动定理的应用
深度与广度:质点系的动量定理主要限于求解流体动反力,质心运动定理主要 限于求解简单机构运转时所产生的动反力。 第十一章动量矩定理 内容:质点和质点系的动量矩;动量矩定理;刚体绕定轴的转动微分方程;刚 体对轴的转动惯量;质点系相对于质心的动量矩定理;刚体的平面运动微分方 基本要求 1.正确理解并熟练计算动量矩 2.牢固掌握计算刚体转动惯量的方法。 3.牢固掌握对固定点和质心的动量矩定理及相应的守恒定理,能应用刚体定 轴转动和平面运动微分方程求解有关的问题。 重点:刚体绕定轴转动微分方程和刚体平面运动微分方程的应用。 难点:刚体平面运动微分方程 深度与广度:刚体绕定轴转动微分方程和刚体平面运动微分方程宜多作练习 刚体平面运动微分方程仅限于求解简单机构中平面运动刚体的动力学问题。 第十二章动能定理 内容:力的功;质点和质点系的动能;动能定理;功率,功率方程,机械效率 势力场,势能,机械能守恒定律;动力学普遍定理的综合应用。 基本要求 1.正确理解并熟练计算动能、功、势能等物理量。 2.牢固掌握动能定理,能熟练应用动能定理求解质点、质点系的动力学问题。 3.能熟练地综合应用动力学普遍定理求解质点、质点系的动力学问题
深度与广度：质点系的动量定理主要限于求解流体动反力，质心运动定理主要 限于求解简单机构运转时所产生的动反力。 第十一章 动量矩定理 内容：质点和质点系的动量矩；动量矩定理；刚体绕定轴的转动微分方程；刚 体对轴的转动惯量；质点系相对于质心的动量矩定理； 刚体的平面运动微分方 程。 基本要求： 1． 正确理解并熟练计算动量矩。 2． 牢固掌握计算刚体转动惯量的方法。 3． 牢固掌握对固定点和质心的动量矩定理及相应的守恒定理，能应用刚体定 轴转动和平面运动微分方程求解有关的问题。 重点：刚体绕定轴转动微分方程和刚体平面运动微分方程的应用。 难点：刚体平面运动微分方程。 深度与广度：刚体绕定轴转动微分方程和刚体平面运动微分方程宜多作练习， 刚体平面运动微分方程仅限于求解简单机构中平面运动刚体的动力学问题。 第十二章 动能定理 内容：力的功；质点和质点系的动能；动能定理；功率，功率方程，机械效率； 势力场，势能，机械能守恒定律； 动力学普遍定理的综合应用。 基本要求： 1． 正确理解并熟练计算动能、功、势能等物理量。 2． 牢固掌握动能定理，能熟练应用动能定理求解质点、质点系的动力学问题。 3． 能熟练地综合应用动力学普遍定理求解质点、质点系的动力学问题
重点:用动能定理求解质点系的动力学问题及动力学普遍定理的综合应用。 难点:动力学普遍定理的综合应用。深度与广度:用动能定理求解刚体系统 的动力学问题应多作练习,动力学普遍定理的综合应用主要限于较简单的问题 第十三章达朗伯原理 内容:惯性力,质点的达朗伯原理;质点系的达朗伯原理;刚体惯性力系的简 化;绕定轴转动刚体的轴承动反力。 基本要求 1.理解惯性力的概念。 2.掌握平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力系简化结果 3.牢固掌握动静法的应用。 重点:重点是惯性力的计算和动静法的应用。 难点:刚体系统的计算 深度与广度:定轴转动刚体惯性力系的简化主要限于有对称面,且转轴垂直于 对称面的刚体,对于单个刚体和简单的刚体系统应多作练习。 、课程教学基本要求 1.课堂讲授 教学方法以课堂教学为主,教具演示、实验教学为辅,使学生灵活掌握每个定 理、定律的应用 2.作业方面 布置作业的目的有二:一是加深对基本概念的理解;二是强化计算方法。习题 数量基本上每两课时布置2~4个题。 3.考核方式
重点： 用动能定理求解质点系的动力学问题及动力学普遍定理的综合应用。 难点：动力学普遍定理的综合应用。 深度与广度：用动能定理求解刚体系统 的动力学问题应多作练习，动力学普遍定理的综合应用主要限于较简单的问题。 第十三章 达朗伯原理 内容：惯性力，质点的达朗伯原理；质点系的达朗伯原理；刚体惯性力系的简 化；绕定轴转动刚体的轴承动反力。 基本要求： 1． 理解惯性力的概念。 2． 掌握平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力系简化结果。 3． 牢固掌握动静法的应用。 重点：重点是惯性力的计算和动静法的应用。 难点：刚体系统的计算 深度与广度：定轴转动刚体惯性力系的简化主要限于有对称面，且转轴垂直于 对称面的刚体，对于单个刚体和简单的刚体系统应多作练习。 三、 课程教学基本要求 1． 课堂讲授： 教学方法以课堂教学为主，教具演示、实验教学为辅，使学生灵活掌握每个定 理、定律的应用。 2． 作业方面： 布置作业的目的有二：一是加深对基本概念的理解；二是强化计算方法。习题 数量基本上每两课时布置 2～4 个题。 3． 考核方式：
采用闭卷考试,主要测试计算、解决问题的能力。题型有选择题、填空题和计 算题。平时成绩占20%
采用闭卷考试，主要测试计算、解决问题的能力。题型有选择题、填空题和计 算题。平时成绩占 20%