《力學》課程教學大綱

第頁《力學》課程教學大綱課程名稱：力學

課程類別：專業(yè)必修課適用專業(yè)：物理學

考核方式：考試

總學時、學分：

56

學時

3.5學分

其中實驗學時：

0

學時一、

課程性質(zhì)、教學目標《力學》是物理專業(yè)學生的專業(yè)基礎課，它的基本概念、理論和方法，具有較強的邏輯性、抽象性和廣泛的實用性，通過本課程的學習，使學生掌握力學的基本概念、基本理論、基本規(guī)律，并能應用這些知識解決具體問題。該課程主要包括物理學簡介、質(zhì)點運動學、牛頓運動定律與動力學三大定理、剛體力學、振動與波動、流體力學等。是學習理論力學，電動力學等專業(yè)課程的重要基礎。其具體的課程教學目標為：課程教學目標1：通過本課程的教學，使學生系統(tǒng)地掌握力學中的基本知識和基本原理，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，訓練學生嚴密的科學思維和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，為進一步學習后繼課程打下良好的基礎，并能獨立解決今后教學中遇到的一般力學問題。課程教學目標2：作為基礎課，應著重要求學生掌握力學中的基本概念和基本規(guī)律，使之能建立起鮮明的物理圖象。并在深入掌握力學理論的基礎上，能夠更好的分析中學物理的力學問題。同時，可以理論聯(lián)系實際，初步分析一些生產(chǎn)、生活中的力學問題，提高作為中學物理教師的業(yè)務能力。課程教學目標3：了解與力學有關的前沿和熱點問題，激發(fā)學生學習物理的興趣，培養(yǎng)學生的科研意識。課程教學目標與畢業(yè)要求對應的矩陣關系教學目標畢業(yè)要求123456789教學目標1

HM

MM

教學目標2

MHH

LMLL教學目標3

HL

MM

注：以關聯(lián)度標識，課程與某個畢業(yè)要求的關聯(lián)度可根據(jù)該課程對相應畢業(yè)要求的支撐強度來定性估計，H表示關聯(lián)度高；M表示關聯(lián)度中；L表示關聯(lián)度低。二、

課程教學要求通過教學，應使學生對宏觀機械運動的基本概念和基本規(guī)律有比較系統(tǒng)的理解，能比較靈活地加以運用；使學生了解物理學的研究方法，培養(yǎng)獨立分析問題與解決問題能力。在教學過程中，要特別注意閱讀參考文獻，提倡學生主動研究問題，以提高他們的能力。在保持本課程本身體系嚴密與完整的前提下，注意與數(shù)學、電磁學、光學及相關課程銜接與配合，在與數(shù)學有矛盾時適當安排少量課時講解。相對論一般放在電動力學中講授。物體的彈性、聲學基礎作一定程度介紹。三、

先修課程“高等數(shù)學”的微積分，矢量代數(shù)，微分方程部分四、

課程教學重、難點重點：1.質(zhì)點運動規(guī)律的描述；2.牛頓三定律的適用條件及應用；3.質(zhì)心運動定理、動量定理及動量守恒定律的適用條件及應用；4.動能定理；功能原理及機械能守恒定律的適用條件及應用；5.角動量定理和角動量定律的適用條件及應用；6.剛體的定軸轉(zhuǎn)動；7.簡諧振動的特征、合成規(guī)律；8.平面簡諧波方程、波的相干條件及相干疊加規(guī)律；9.理想流體伯努利方程難點：1.變力作用下的質(zhì)點，質(zhì)點系動力學問題；2.保守力做功的特點及勢能；3.角動量定理及角動量守恒定律；4.剛體平面運動的動力學分析；5.剛體定軸轉(zhuǎn)動規(guī)律的分析和計算；6.建立平面簡諧波方程的方法、相干疊加振幅加強或減弱的條件五、

課程教學方法與教學手段本課程以課堂理論講授為主，合理采用多媒體教學等手段，精講多練，通過課堂討論、例題分析、課后作業(yè)等多種途徑，理論聯(lián)系實際，引導學生閱讀參考文獻，了解物理學的前沿動態(tài)，鼓勵學生主動提出問題，提高他們的創(chuàng)新能力。建議每課時作業(yè)量為2-3題。六、

課程教學內(nèi)容第零章

數(shù)學知識（2學時）1．教學內(nèi)容（1）

函數(shù)、導數(shù)、微分（2）

不定積分（3）

定積分（4）

矢量及其導數(shù)2．重、難點提示（1）理解一元函數(shù)的定義，函數(shù)極限的基本求解方法,記住基本函數(shù)的導數(shù)公式，掌握其運算法則。（2）初步掌握基本函數(shù)的不定積分公式和牛頓萊布尼茲公式。學會將一個具體的問題轉(zhuǎn)化為教學問題進行求解。（3）掌握矢量的特征，熟練掌握矢量的加法，減法矢積、標積和矢量導數(shù)，掌握其運算法則。第一章

物理學和力學（2學時）1．教學內(nèi)容（1）

發(fā)展著的物理學（2）

物理學科的特點（3）

時間和長度的計量（4）

單位制和量綱（5）

數(shù)量級估計（6）

參考系

坐標系與時間坐標軸2．重、難點提示（1）重點掌握時間和長度的最新定義，物理學中的7個基本單位及其國際制單位，理解量綱表達式。（2）難點是參考系和坐標系的合理選擇。第二章

質(zhì)點運動學（10學時）1．教學內(nèi)容（1）

質(zhì)點的運動學方程（2）

瞬時速度矢量和瞬時加速度矢量（3）

質(zhì)點的直線運動——從坐標到速度和加速度（4）質(zhì)點的直線運動——從加速度到速度和坐標（5）

平面直角坐標系

拋體運動（6）

自然坐標系

切向和法向加速度（7）

極坐標系

徑向與橫向速度2．重、難點提示（1）重點掌握質(zhì)點的運動學方程，速度和加速度，明確其物理含義，深刻理解速度，加速度的瞬時性，矢量性和相對性。（2）難點是物體不同運動方式下參考系、坐標系的選擇，以及位矢、速度、加速度在相應坐標系下的表達形式。第三章

動量牛頓運動定律及動量守恒定律（8學時）1．教學內(nèi)容（1）

牛頓第一定律和慣性參考系（2）

慣性質(zhì)量

動量和動量守恒律（3）

主動力和被動力

（4）

牛頓運動定律的應用（5）

非慣性系中的動力學（6）

用沖量表述的動量定理（7）

質(zhì)點系動量定理和質(zhì)心運動定理（8）

動量守恒定律2．重、難點提示(1)重點掌握牛頓運動定律的適用條件及應用；(2)難點是質(zhì)點運動微分方程的建立和求解的基本思路，如何以高等數(shù)學為工具解決物理問題。第四章

動能和勢能（8學時）1．教學內(nèi)容（1）

能量（2）

力的元功（3）

質(zhì)點和質(zhì)點系動能定理（4）

保守力與非保守力

勢能（5）

功能原理與機械能守恒律（6）

對心碰撞2．重、難點提示(1)掌握功的定義及計算變力做功的基本方法。(2)重點熟練掌握動能定理，功能原理及其機械能守恒律，并能運用它們解決動力學問題。（3）難點能運用動量守恒律和機械能守恒律解決正碰問題第五章

角動量、關于對稱性（4學時）1．教學內(nèi)容(1)

質(zhì)點的角動量(2)

質(zhì)點系的角動量定理及角動量守恒定律(3)

質(zhì)點系對質(zhì)心的角動量定理和守恒定律。2．重、難點提示(1)掌握力矩、角動量的計算方法；(2)重點掌握角動量守恒定律的適用條件及應用。第六章

剛體力學（10學時）1．教學內(nèi)容（1）

剛體運動的描述（2）

剛體的動量

質(zhì)心運動定理（3）

剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量

轉(zhuǎn)動慣量（4）

剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理（5）

剛體平面運動的動力學（6）

剛體的平衡2．重、難點提示(1)重點要熟練掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律和動能定理，掌握轉(zhuǎn)動慣量的概念及計算方法；(2)難點是剛體定軸轉(zhuǎn)動規(guī)律的分析和計算第七章

振動（4學時）1．教學內(nèi)容（1）

簡諧振動的動力學特征

（2）簡諧振動的運動學

（3）簡諧振動的能量轉(zhuǎn)換

（4）簡諧振動的合成2．重、難點提示(1)重點掌握簡諧振動的規(guī)律，深刻理解振幅、圓頻率、相位和相位差等概念，并能熟練地進行有關計算；(2)難點是簡諧振動的動力學和運動學特征及二者的綜合應用第八章

波動和聲（4學時）1．教學內(nèi)容（1）

波的基本概念（2）

平面簡諧波方程（3）

波動方程和波速（4）波的能量分布（5）

波的疊加和干涉

駐波（6）聲波的基本概念（7）

多普勒效應2．重、難點提示(1)重點是平面簡諧波方程、波的相干條件及相干疊加規(guī)律；(2)難點建立平面簡諧波方程的方法、相干疊加振幅加強或減弱的條件。第九章

流體力學（4學時）1．教學內(nèi)容(1)靜止流體內(nèi)的壓強(2)理想流體、穩(wěn)定流體、流線和流管（3）不可壓縮流體的連續(xù)性方程（4）伯努利方程2．重、難點提示(1)重點掌握液體靜壓強的概念及其在重力場中靜止流體內(nèi)部壓強的分布規(guī)律；(2)掌握連續(xù)性方程和伯努利方程，并能解決穩(wěn)定流動的一般問題；

七、學時分配章目教學內(nèi)容教學環(huán)節(jié)理論教學學時實驗教學學時零數(shù)學知識20一物理學和力學20二質(zhì)點運動學100三牛頓運動定律動量守恒定律

80四動能和勢能80五角動量40六剛體力學100七

振動40八波動和聲40九流體力學40總計

560八、課程考核方式1.考核方式：筆試；閉卷2.成績構成期末考試成績+平時成績九、

選用教材和參考書目［1］《力學》（第三版），漆安慎、杜嬋英編，高等教育出版社，2012年；［2］《新概念物理教程-力學》（第二版），趙凱華，羅蔚茵編，高等教育出版社，2004年；［3］《大學物理學-力學》（第三版），張三慧主