理論力學(xué)教學(xué)大綱

分：3.5學(xué)分

分：3.5學(xué)分

課程名稱：《理論力學(xué)》英文名稱：TheoreticalMechanics課程性質(zhì)：專業(yè)必修課程課程編號：Ο131004所屬系部：機電工程學(xué)院周學(xué)時：4學(xué)時總學(xué)時：56學(xué)時學(xué)教學(xué)對象（本課程適合的專業(yè)和年級）：機械設(shè)計制造及自動化專升本專業(yè)預(yù)備知識：《工程力學(xué)》、《大學(xué)物理》等課程在教學(xué)計劃中的地位作用：本課程是為大學(xué)工科專科學(xué)生而開設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。教學(xué)方式：多媒體課件教學(xué)+課堂教學(xué)教學(xué)的目的與要求：理論力學(xué)是機械設(shè)計制造及其自動化等專業(yè)的一門重要的、理論性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，也是各門力學(xué)課程(例如材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計等專業(yè)課程)的基礎(chǔ)，并在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的運用。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點、質(zhì)點系和剛體機械運動（包括靜力和動力平衡）的基本規(guī)律及其研究方法。初步學(xué)會使用這些理論和方法去分析、解決工程實際問題（包括把一些簡單的工程實際問題抽象為理論力學(xué)模型），為學(xué)習(xí)一系列的后繼課程打好必要的基礎(chǔ)，并為將來學(xué)習(xí)和掌握新科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造條件。同時，結(jié)合本課程的特點，注意培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力、抽象化能力、表達(dá)能力、計算能力和自學(xué)能力。

課程教材：理論力學(xué)（第7版），哈工大理論力學(xué)教研室編，高等教育出版社

參考書目：

1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室，《理論力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)》，高等教育出版社,2010年編寫日期：2012年9月制定

1

靜力學(xué)公理和物體的受力分析（3學(xué)時）靜力學(xué)公理約束和約束力物體受力分析和受力圖力學(xué)模型和力學(xué)簡圖靜力學(xué)公理和物體的受力分析（3學(xué)時）靜力學(xué)公理約束和約束力物體受力分析和受力圖力學(xué)模型和力學(xué)簡圖平面力系（10學(xué)時）平面匯交力系平面力系對點之矩、平面力偶

緒論、引言（1學(xué)時）

教學(xué)目的：了解理論力學(xué)的研究對象、主要任務(wù)、內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。

教學(xué)重點：理論力學(xué)的研究方法和學(xué)習(xí)目的。

教學(xué)難點：理論力學(xué)的實踐運用范圍

主要教學(xué)方法：講授、舉例第一章

教學(xué)目的：理解靜力學(xué)的基本概念，掌握二力平衡公理，力的平行四邊形法則，三力平衡匯交

定理，作用力與反作用定律及對物體進(jìn)行受力分析的方法圖。掌握各種約束類型的約束反力的

畫法；能熟練準(zhǔn)確地畫出各種構(gòu)件的受力圖。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

第三節(jié)

教學(xué)難點：受力圖

本章基本概念：靜力學(xué)

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第二章

教學(xué)目的：

掌握各種約束類型的約束反力的畫法；能熟練準(zhǔn)確地畫出各種構(gòu)件的受力圖。了解平面匯

交力系合成的幾何法（力多邊形法則）；理解力在坐標(biāo)軸上的投影及平面匯交力系的平衡條件與

平衡方程；掌握力矩的概念及性質(zhì)；掌握力偶系的合成與平衡條件。

掌握主矢、主矩的概念。能夠應(yīng)用力的平移定理把平面任意力系向已知點簡化；理解平面

力偶系和平面匯交力系的合成結(jié)果，得到平面力系簡化結(jié)果；理解平面任意力系的平衡方程及

應(yīng)用平衡方程解決物體平衡問題的方法。熟練掌握應(yīng)用平面任意力系平衡方程求解實際問題的

方法步驟。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

2

平面任意力系的簡化平面任意力系的平衡條件和平衡方程物體系的平衡、靜定和超靜定問題平面簡單桁架的內(nèi)力計算空間力系（6學(xué)時）空間匯交力系力對點與軸的矩空間力偶空間任意力系向一點的簡化、主矢和主矩空間任意力系平衡方程摩擦（2學(xué)時）滑動摩擦平面任意力系的簡化平面任意力系的平衡條件和平衡方程物體系的平衡、靜定和超靜定問題平面簡單桁架的內(nèi)力計算空間力系（6學(xué)時）空間匯交力系力對點與軸的矩空間力偶空間任意力系向一點的簡化、主矢和主矩空間任意力系平衡方程摩擦（2學(xué)時）滑動摩擦摩擦角和自鎖現(xiàn)象考慮摩擦是物體的平衡問題

第四節(jié)

第五節(jié)

第六節(jié)

教學(xué)難點：力系的平衡、靜定和超靜定、內(nèi)力計算

本章基本概念：平面主矢、主矩

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第三章

教學(xué)目的：掌握力在空間坐標(biāo)軸上的投影和力對軸之矩的計算方法，了解空間力系的簡化結(jié)果

和空間任意力系平衡方程。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

第三節(jié)

第四節(jié)

第五節(jié)

教學(xué)難點：力對軸之矩的計算方法

本章基本概念：空間主矢、主矩

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第四章

教學(xué)目的：理解滑動摩擦力，滑動摩擦定律，摩擦系數(shù)和摩擦角，自鎖現(xiàn)象。掌握考慮摩擦?xí)r

的平衡問題;了解滾動摩阻的概念。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

第三節(jié)

教學(xué)難點：摩擦角、摩擦?xí)r的平衡問題

本章基本概念：滑動摩擦、摩擦角、自鎖、滾動摩擦

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題

3

點的運動學(xué)（2學(xué)時）矢量法直角坐標(biāo)法自然法剛體的簡單運動（4學(xué)時）點的合成運動（4學(xué)時）相對運點的運動學(xué)（2學(xué)時）矢量法直角坐標(biāo)法自然法剛體的簡單運動（4學(xué)時）點的合成運動（4學(xué)時）相對運動牽連運動絕對運動點的速度合成定理牽連運動為平動時的加速度合成定理牽連運動為定軸轉(zhuǎn)動時的加速度合成定理科氏加速度剛體的平面運動（6學(xué)時）

教學(xué)目的：掌握點的運動方程、速度、加速度的矢量表示；掌握點的速度、加速度、在直角坐

標(biāo)軸上的投影；了解自然軸系；點的速度、加速度在自然軸上的投影。

教學(xué)難點：

第一節(jié)

第二節(jié)

第三節(jié)

本章基本概念：自然軸系、矢量、運動學(xué)

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第六章

教學(xué)目的：掌握剛體平動的特點和剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動方程；轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度

的分析及計算。

教學(xué)重點：剛體的平行移動;剛體繞定軸轉(zhuǎn)動;轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度

教學(xué)難點：剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動方程

本章基本概念：平動、轉(zhuǎn)動

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第七章

教學(xué)目的：理解合成運動的基本概念；掌握動點、動系的選擇方法；熟練應(yīng)用速度合成定理求

解合成運動的速度問題。掌握三種加速度的概念；掌握牽連運動為平動時點的加速度合成定理

的應(yīng)用。了解科氏加速度的概念和計算方法。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

第三節(jié)

第四節(jié)

教學(xué)難點：速度合成定理

本章基本概念：合成運動、動點動系、科氏加速度

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第八章

教學(xué)目的：掌握剛體平面運動的特點；理解剛體平面運動的分解；掌握求平面圖形任一點速度

4

剛體平面運動的概述和運動分解求平面圖形各點速度的基點法求平面圖形各點速度的速度瞬心法質(zhì)點動力學(xué)的基本方程（2學(xué)時）質(zhì)點的運動微分運動方程動量定理（2學(xué)時）質(zhì)心運動定理動量矩定理（4剛體平面運動的概述和運動分解求平面圖形各點速度的基點法求平面圖形各點速度的速度瞬心法質(zhì)點動力學(xué)的基本方程（2學(xué)時）質(zhì)點的運動微分運動方程動量定理（2學(xué)時）質(zhì)心運動定理動量矩定理（4學(xué)時）質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩動量矩定理剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動微分方程

剛體的速度瞬心的方法；熟練應(yīng)用速度瞬心法求解平面圖形內(nèi)各點的速度。掌握平面圖形內(nèi)各

點加速度分析的基本方法。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

第三節(jié)

教學(xué)難點：平面圖形任一點速度的基點法和瞬心法

本章基本概念：基點法、瞬心法

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第九章

教學(xué)目的：掌握質(zhì)點動力學(xué)基本定律。熟練應(yīng)用質(zhì)點運動微分方程解題。熟練掌握質(zhì)點動力學(xué)

第一類問題以及質(zhì)點動力學(xué)第二類問題的解法。

教學(xué)重點：動力學(xué)的基本定律

教學(xué)難點：質(zhì)點運動微分方程

本章基本概念：質(zhì)點、動力學(xué)

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第十章

教學(xué)目的：理解動量、沖量的概念，掌握動量定理和質(zhì)心運動定理的內(nèi)容及應(yīng)用條件。

教學(xué)重點：動量與沖量動量定理

教學(xué)難點：動量定理及其運用

本章基本概念：動量、沖量

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第十一章

教學(xué)目的：理解動量矩和轉(zhuǎn)動慣量的概念，熟練掌握動量矩定理的內(nèi)容及應(yīng)用條件。熟練掌握

剛體繞定軸轉(zhuǎn)動定律。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

第三節(jié)

5

剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量質(zhì)點系相對于質(zhì)心的動量矩定理剛體的平面運動微分方程動能定理(6學(xué)時)質(zhì)點和質(zhì)點系動能動能定理達(dá)朗貝爾原理（3學(xué)時）慣性力、質(zhì)點的達(dá)朗貝爾原理質(zhì)點系的達(dá)朗貝爾原理剛體慣性力系的簡化剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量質(zhì)點系相對于質(zhì)心的動量矩定理剛體的平面運動微分方程動能定理(6學(xué)時)質(zhì)點和質(zhì)點系動能動能定理達(dá)朗貝爾原理（3學(xué)時）慣性力、質(zhì)點的達(dá)朗貝爾原理質(zhì)點系的達(dá)朗貝爾原理剛體慣性力系的簡化繞定軸轉(zhuǎn)動剛體的軸承動約束力虛位移原理（1學(xué)時）約束.虛位移.虛功虛位移原理勢力場、勢能、機械能守恒定律

第五節(jié)

第六節(jié)

教學(xué)難點：轉(zhuǎn)動慣量、動量矩定理

本章基本概念：動量矩、轉(zhuǎn)動慣量

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第十二章

教學(xué)目的：理解力的功、質(zhì)點和質(zhì)點系的動能；掌握動能定理；了解勢力場和勢能。掌握機械

能守恒定理；掌握普遍基本定理的綜合應(yīng)用。

教學(xué)重點：力的功

教學(xué)難點：動能定理、能量守恒、普遍定理

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第十三章

教學(xué)目的：理解慣性力的概念。掌握質(zhì)點和質(zhì)點系達(dá)朗貝爾原理；掌握剛體慣性力系的簡化結(jié)

果及應(yīng)用；了解繞定軸轉(zhuǎn)動剛體的軸承動反力。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

第三節(jié)

第四節(jié)

教學(xué)難點：慣性力、質(zhì)點系的達(dá)朗貝爾原理

本章基本概念：慣性力

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題第十四章

教學(xué)目的：理解虛功和虛位移的概念。掌握虛位移原理的基本方法；了解虛位移原理的工程運

用。

教學(xué)重點：

第一節(jié)

第二節(jié)

教學(xué)難點：虛位移、虛功、虛位移原理

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本章基本概念：虛功、虛位移

主要教學(xué)方法：講授、實踐例證、課后習(xí)題

補充說明：

1．本課程的特點是理論性強，與實踐相結(jié)合不多，且各部門不可各自獨立，內(nèi)容較多，因此，其教學(xué)方式應(yīng)注重貫徹少而精原則，不強調(diào)面面具到，知識點要淺些，寬廣度應(yīng)適宜。課堂教學(xué)時注意講清推導(dǎo)計算的基本思想與原理，計算公式作詳細(xì)推導(dǎo)。2．考慮到教師和學(xué)生的具體情況不同，有些教學(xué)內(nèi)容及其講授次序和教學(xué)方法可由教師靈活掌握，部分課程內(nèi)容可安排學(xué)生自學(xué)。3．習(xí)題課每一章教學(xué)完成后，各安排一次習(xí)題課，共二次，每次1學(xué)時。習(xí)題課內(nèi)容可選擇教材或參考書上典型習(xí)題作解題分析。習(xí)題課可單獨設(shè)課，也可根據(jù)需要穿插到理論教學(xué)中講解，由任課教師靈活掌握。

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教學(xué)內(nèi)容（章節(jié)）

§1.1靜力學(xué)公理§1.2約束和約束力§1.3物體的受力分析和受力圖力學(xué)模型和力學(xué)

教學(xué)內(nèi)容（章節(jié)）

§1.1靜力學(xué)公理§1.2約束和約束力§1.3物體的受力分析和受力圖力學(xué)模型和力學(xué)

§2.1平面匯交力系§2.2平面力對點之矩平面力偶§2.3平面任意力系的簡化§2.3平面任意力系的簡化§2.4平面任意力系的平衡條件和平衡方程§2.5物體系的平衡靜定和超靜定問題

§3.1空間匯交力系§3.2力對點之矩和力對軸的矩放假§3.5空間任意力系的平衡方§3.5空間任意力系的平衡方程

§4.3考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題§4.4滾動摩阻的概念

§6.2剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動§6.3轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度§6.4輪系的傳動比

§7.2點的速度合成定理§7.3牽連運動是平移時的加速度合成定理§7.4牽連運動是定軸轉(zhuǎn)動時的加速度合成定理

§8.1剛體平面運動概述和運動分解§8.2求平面圖形內(nèi)各點速度的基點法§8.3求平面圖形內(nèi)各點速度的瞬心法課堂作業(yè)（練習(xí)、討論、測驗）

周次月日緒論、引言

第一周從9.2到9.8簡圖

第二周從9.9到9.15

第三周從9.16到9.22

§2.6平面簡單桁架的內(nèi)力計算第四周從9.23到9.29§3.3空間力偶

第五周從9.30到10.6§3.4空間任意力系向一點的簡化主矢和主矩第六周從10.7到10.13§3.6重心§4.1滑動摩擦§4.2摩擦角和自鎖現(xiàn)象第七周從10.14到10.20§5.1矢量法§5.2直角坐標(biāo)法§5.3自然法§6.1剛體的平行移動

第八周從10.21到10.27§6.5以矢量和矢積表示角速度和角加速度§7.1相對運動牽連運動絕對運動

第九周從10.28到11.3科氏加速度

第十周從11.4到11.10

8

教學(xué)內(nèi)容（章節(jié)）§8.5運動學(xué)綜合應(yīng)用舉例動力學(xué)引言§9.1動力學(xué)的基本定律

§10.2動量定理§10.3質(zhì)心運動定理

§11.教學(xué)內(nèi)容（章節(jié)）§8.5運動學(xué)綜合應(yīng)用舉例動力學(xué)引言§9.1動力學(xué)的基本定律

§10.2動量定理§10.3質(zhì)心運動定理

§11.3剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的微分方程§11.4剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量§11.5質(zhì)點系相對于質(zhì)點的動量矩定理

§12.2質(zhì)點和質(zhì)點系的動能§12.3動能定理

§12.5勢力場勢能機械能守恒定律§12.6普遍定理的綜合應(yīng)用舉例§13.1慣性力質(zhì)點的達(dá)朗貝爾原理

§13.3剛體慣性力系的簡化§13.4繞定軸轉(zhuǎn)動剛體的軸承約束力§14.1約束虛位移虛功總結(jié)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)考試考試課堂作業(yè)（練習(xí)、討論、測驗）

周次月日

§8.4用基點法求平面圖形內(nèi)各點的加速度第十一周從11.11到11.17§9.2質(zhì)點的運動微分方程§10.1動量與沖量第十二周從11.18到11.24§11.1質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩§11.2動量矩定理

第十三周從11.25到12.1§11.6剛體的平面運動微分方程§12.1力的功第十四周從12.2到12.8§12.4功率功率方程機械效率

第十五周從12.9到12.15§13.2質(zhì)點系的達(dá)朗貝爾原理

第十六周從12.16到12.22§14.2虛位移原理

第十七周從12.23到12.29

第十八周從12.30到1.5

第十九周從1.6到1.12

第二十周從1.13到1.19

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2012-2013年度理論力學(xué)課程專升本考試大綱一、課程教學(xué)目的理論力學(xué)是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學(xué)，因此是工科大學(xué)生重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。通過本課程學(xué)習(xí)應(yīng)使學(xué)生掌握經(jīng)典力學(xué)的基本理論和基本方法，并善于應(yīng)用這些理論和方法解決工程實際問題，同時為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容和基本要求靜力學(xué)靜力學(xué)公理，約束，約束力，物體受力分析和受力圖。匯交力系的合成與平衡，力對點的矩，力對軸的矩，力偶及其特性，力偶系的合成與平衡。力的平移定理，力系向一點簡化，主矢與主矩，力系簡化結(jié)果分析，力系的平衡條件，平衡方程，特殊力系的平衡方程，平面任意力系的平衡方程，平面物體系的平衡問題，靜定和超靜定的概念，平面簡單桁架的內(nèi)力計算