本课程是是土木工程专业的一门重要技术基础课。通过本课程的学习,学生应该掌握力系的简化和平衡、物体的运动描述和计算、物体的运动状态变化和力系的关系等内容的基本概念、基本原理和基本方法,具备相应的分析计算能力,为后续专业课程的学习、今后从事专业工作及科学研究等打下最基本的力学基础。
在整个教学计划中,该课程占有很重要的地位,它所介绍的内容是土木工程技术人员必须掌握,不可缺少的专业技术知识。
教学目的与要求
(一)理论、知识点
本课程教学的目标是使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动(包括平衡)的基本规律和研究方法,为学习有关后继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;结合课程特点注重培养学生分析工程问题和解决问题的能力。
(二)能力、技能
通过本课程的教学,培养学生具有以下几方面的能力:
1. 对实际的工程约束进行简化的能力。
2. 掌握把实际复杂力系进行简化,通过受力图进行受力分析的能力。
3. 具有分析静定结构的平衡、机构的运动特性和外力改变运动特性的能力。
第1章 静力学基础(4学时)
1.1 静力学公理及其推论
1.2 工程中常见约束和约束力
1.3 物体的受力分析和受力图
第2章 平面力系(8学时)
2.1力在轴上的投影和力对点之矩
2.2平面力偶理论
2.3平面力系的简化
2.4平面力系的平衡条件和平衡方程
2.5物体的平衡、静定和静不定问题
第3章 空间力系(4学时)
3.1力在直角坐标轴上的投影
3.2 力对点的矩和力对轴的矩
3.3 空间力偶
3.4 空间任意力系的简化
3.5 空间任意力系的平衡条件和平衡方程
*3.6 重心
第4章 摩擦(2学时)
4.1 滑动摩擦
4.2 摩擦角和自锁现象
*4.3 滚动摩阻的概念
4.4 考虑摩擦时物体系统的平衡问题
第5章 点的运动学(1.5学时)
5.1 矢量法
5.2 直角坐标法
5.3 自然法
第6章 刚体的简单运动(1.5学时)
6.1 刚体的平行移动
6.2 刚体绕定轴的转动
6.3 转动刚体内各点的速度和加速度
*6.4 轮系的传动比
6.5 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
第7章 点的合成运动(6学时)
7.1 相对运动·牵连运动·绝对运动
7.2 点的速度合成定理
7.3 牵连运动是平移时点的加速度合成定理
*7.4 牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理·科氏加速度
第8章 刚体的平面运动(7学时)
8.1 刚体平面运动的概述和运动分解
8.2 求平面图形内各点速度的基点法
8.3 求平面图形内各点速度的瞬心法
8.4 用基点法求平面图形内各点的加速度
第9章 质点动力学的基本方程(1学时)
9.1 动力学的基本定律
9.2 质点的运动微分方程
第10章 动量定理(3学时)
10.1 动量与冲量
10.2 动量定理
10.3 质心运动定理
第11章 动量矩定理(4学时)
11.1 质点和质点系的动量矩
11.2 动量矩定理
11.3 刚体绕定轴的转动微分方程
11.4 刚体对轴的转动惯量
11.5 质点系相对于质心的动量矩定理
11.6 刚体的平面运动微分方程
第12章 动能定理(4学时)
12.1 力的功
12.2 质点和质点系的动能
12.3 动能定理
12.4 功率·功率方程·机械效率