理论力学
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spContent=理论力学是高等理工科院校一门重要的专业基础课。作为第一门将实际问题归结为数学模型的学科,通过学习本课程,可以准确理解工程实际问题与精密数学模型之间的关系,熟悉科学理论的基本假设、模型建立、理论体系和推广应用,逐步掌握科研探索的具体方法。
—— 课程团队
课程概述

现代科学从牛顿经典力学起步,理论力学系牛顿力学的展开形式。应用方面,理论力学广泛应用于土木工程、机械制造、水利建设、航空航天等各类工程领域。学科承续方面,理论力学为材料力学、结构力学、弹性力学、流体力学、水力学、土力学、振动理论等所有力学及相关专业(如机械制造、水利工程、港口建设、结构工程、岩土工程、航空航天等)各门课程的基础。

理论力学的研究对象为质点或质点系(包括刚体),内容可分为静力学、运动学、动力学和分析力学基础四部分。静力学研究力系作用下物体的平衡问题,涉及物体受力分析、力系等效和简化、各种力系作用下的平衡条件及其应用;运动学描述物体运动的几何性质,包括点的运动学、刚体基本运动、点的合成运动和刚体平面运动;动力学分析质点或质点系(主要为刚体)的机械运动与作用力之间的关系,涵盖质点动力学基本方程、动量定理、动量矩定理、动能定理和达朗贝尔原理;分析力学基础引进虚位移原理,在介绍一般力学基本内容的同时,为后续变形体力学的能量原理做好理论准备。

1993年及2004 年,理论力学课程两次荣获江苏省一类优秀课程;2005年河海大学“国家工科基础课程(力学)教学基地”被教育部评为“优秀”;2007年获批国家精品课程;2012年升级为国家精品资源共享课。教学团队主编出版多套国家级规划教材,屡获省部级教学成果奖;并依托国家级力学实验教学示范中心及国家级力学与水工程虚拟仿真实验教学中心,建成了独具特色的理论力学创新实验室。

课程教学团队中有1名国家教学名师,3名教师获全国力学优秀教师奖,3名教师获全国基础力学讲课竞赛一等奖。

本门课程的教学资源适用于48-80学时的理论力学课程教学。

授课目标

通过对本门课程的学习:

  1. 掌握质点、质点系、刚体和刚体系机械运动(包括平衡)的基本规律及受力分析、运动分析和动力学分析方法,为学习相关的后继课程和将来学习、掌握新的科学技术打好基础;

  2. 初步学会运用所学基本理论和方法去发现、分析、解决一些简单的工程实际问题,为将来独立从事科学技术的研究与应用工作奠定基础;

  3. 培养科学的思维方式与逻辑推理的能力及正确的世界观,使学习者具有自主学习、独立思考的意识,具备不断学习和创新的能力。

课程大纲

绪论

绪论

第一章 基本概念及基本原理

第一节 力的概念

第二节 静力学基本原理

第三节 的分解与投影

第四节 力矩

第五节 力偶与力偶矩

第二章 约束 受力分析与示力图

第一节 约束约束力

第二节 受力分析与示力图

第三章 力系的简化

第一节 力系的分类

第二节 力的平移定理

第三节 力系的简化

第四节 重心、质心和形心

第五节 平行发布力的简化

第四章 物体系的平衡

第一节 汇交力系的平衡

第二节 力偶系的平衡

第三节 任意力系的平衡

第四节 静定与超静定问题  物体系统的平衡问题

第五章 静力学应用专题

第一节 桁架

第二节 摩擦考虑摩擦的平衡问题

第六章 点的运动学与刚体的基本运动

第一节 自由度与广义坐标

第二节 点的运动

 

第三节 刚体的基本运动

第七章 点的合成运动

第一节合成运动的概念

第二节点的速度的合成

第三节 牵连运动为平移时点的加速度合成

第四节 牵连运动为定轴转动时点的加速度合成

第八章 刚体的平面运动

第一节 刚体平面运动的运动方程

第二节 平面图形内各点的速度

第三节 平面图形内各点的加速度

第九章 质点运动微分方程

第一节牛顿运动定律 惯性坐标系

第二节 质点的运动微分方程

第三节 质点在非惯性坐标系中的运动

第十章 动量定理

第一节 动量和冲量

第二节 动量定理

第三节 质心运动定理

第十一章 动量矩定理

第一节 动量矩

第二节 动量矩定理

第三节 刚体定轴转动微分方程

第四节 质点系相对质心动量矩定理,刚体平面运动微分方程

第十二章 动能定理

第一节 功与功率

第二节 动能

第三节 动能定理

第四节 机械能守恒定理

第五节 动力学普遍定理的综合应用

第十三章 达朗贝尔原理

第一节 惯性力的概念

第二节 达朗贝尔原理

第三节 惯性力系的简化

第四节 非对称转动刚体的轴承动反力

第十四章 虚位移原理

第一节 约束及约束方程

第二 虚位移

第三节 虚位移原理

第四节 动力学普遍方程

 

预备知识

高等数学,大学物理等

证书要求

总评成绩60分以上为合格,可获得合格证书。

 

参考资料

 

(1)理论力学(第3版)主编 武清玺、徐鉴,高等教育出版社;

(2)理论力学(第八版) ,哈尔滨工业大学理论力学教研室编,高等教育出版社;

 

课程中部分图片和视频来源于网络,谨向作者表示诚挚感谢!如有侵权,请联系课程团队。