spContent=《理论力学》为江苏省在线开放课程,也是江苏师范大学“十三五”第一批本科教育教学研究微课建设专项资助课程。本课程主要讲授受力静力平衡理论、研究物体运动几何规律(如轨迹、速度、加速度等),通过本课程的学习,使学生能够掌握解决机械工程问题所必需的力学基础知识,培养学生运用力学基础知识对机械工程问题进行分析求解的能力,培养学生运用力学基础知识对机械工程问题进行分析识别和力学描述的能力,培养学生运用力学工具对机械工程复杂问题的力学解决方案的进行表达的能力,为以后结合其它专门知识共同解决机械工程复杂问题奠定扎实基础。
《理论力学》为江苏省在线开放课程,也是江苏师范大学“十三五”第一批本科教育教学研究微课建设专项资助课程。本课程主要讲授受力静力平衡理论、研究物体运动几何规律(如轨迹、速度、加速度等),通过本课程的学习,使学生能够掌握解决机械工程问题所必需的力学基础知识,培养学生运用力学基础知识对机械工程问题进行分析求解的能力,培养学生运用力学基础知识对机械工程问题进行分析识别和力学描述的能力,培养学生运用力学工具对机械工程复杂问题的力学解决方案的进行表达的能力,为以后结合其它专门知识共同解决机械工程复杂问题奠定扎实基础。
—— 课程团队
课程概述
《理论力学》是高等学校工科专业的专业基础课,它以《高等数学》和《大学物理》为先修课程,是各门力学课程及机械设计类课程的基础,在工程技朮领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握刚体平衡的基本规律、物体运动几何规律及其研究方法,为学习有关的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朮创造条件,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解决复杂工程问题的能力。
本课程体系完整,逻辑严密,讲解细致,注重与中学力学知识的对比衔接,注重对学生工程思维能力的训练,能够很好地使学生由注重知识的学习转向注重知识的应用,对培养学生的工程思维和专业素养具有不可替代的作用。
授课目标
本课程主要研究物体在力系作用下的平衡规律和物体运动几何规律(如轨迹、速度、加速度等)。 通过本课程的学习,使学生能够掌握解决机械工程问题所必需的力学基本概念和基本理论,培养学生运用数学和力学基础知识对机械工程问题进行合理建模并求解的能力,培养学生运用数学和力学基础知识对机械工程问题模型进行分析判别和比较的能力,培养学生运用数学方法和力学原理对机械工程复杂问题的力学解决方案的进行表达的能力,为以后结合其它专门知识共同解决机械工程复杂问题打下一定的基础。
课程大纲
静力学公理和物体的受力分析
课时目标:掌握力、力系、刚体、平衡、自由体、约束、约束力的概念;掌握静力学公理;掌握各种约束类型约束力的特点;能够熟练分析物体的受力情况并正确作出受力分析图。
1.1静力学公理
1.2约束和约束力
1.3物体的受力分析和受力图
平面特殊力系
课时目标:掌握平面汇交力系、平面力对点之矩、平面力偶的概念;掌握平面汇交力系的合成方法:几何法、解析法;掌握平面汇交力系和平面力偶系的平衡条件和平衡方程;能够熟练运用平面汇交力系和平面力偶系的平衡条件和平衡方程解决此类力系的平衡问题。
2.1平面汇交力系
2.2平面力对点之矩 平面力偶
平面任意力系
课时目标:掌握力线平移定理、主矢和主矩概念;理解平面任意力系向一点简化的结果;掌握平面任意力系的平衡条件和平衡方程;理解静定和超静定的概念;掌握静定和超静定问题的判别方法;掌握分析平面简单桁架的受力的节点法和截面法;能够熟练应用平面任意力系平衡方程解决平面任意力系的平衡问题。
3.1平面任意力系和简化
3.2平面任意力系的平衡条件和平衡方程
3.3物体系统的平衡
3.4平面简单桁架
空间力系
课时目标:掌握空间汇交力系、空间力对点之矩、空间力偶、重心的概念;掌握空间汇交力系的合成方法:几何法、解析法;掌握空间汇交力系和空间力偶系的平衡条件和平衡方程;能够熟练运用空间汇交力系和空间力偶系的平衡条件和平衡方程解决此类力系的平衡问题;理解空间任意力系向一点简化的结果;掌握空间任意力系的平衡条件和平衡方程;能够应用空间任意力系平衡方程解决空间任意力系的平衡问题;掌握重心的概念;掌握重心的求解方法。
4.1空间特殊力系
4.2空间任意力系
4.3重心
点的运动学
课时目标:掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和 自然坐标法。会求点的运动轨迹。能熟练地求解点的速度和加速度的有关问题。
5.1 矢量法
5.2 直角坐标法
5.3 自然法
刚体的简单运动
课时目标:熟悉刚体平移和定轴转动特征。正确理解刚体的整体运动与刚体内任一点的运动之间的关系。能熟练地求解定轴转动刚体的角速度、角加速度以及与平移和定轴转动刚体内各点的速度和加速度有关的问题。
6.1 刚体的平行移动
6.2 刚体绕定轴转动
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 以矢量表示的角速度和角加速度 以矢积表示点的速度和加速度
点的合成运动
课时目标:掌握点的合成运动的基本分析方法。能够熟练运用点的速度合成定理和加速度合成定理求解相关应用问题。
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 点的加速度合成定理
刚体平面运动
课时目标:理解平面运动的基本概念和分解方法。熟练掌握求解平面运动速度的基点法、速度投影法和速度瞬心法。掌握求解平面运动加速度的基本方法。
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
8.5 运动学综合应用举例
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预备知识
参考资料
使用教材:
哈尔滨工业大学理论力学教研室编 《理论力学》(第9版),北京:高等教育出版社,2023.5
哈尔滨工业大学理论力学教研室编《理论力学》(第8版),北京:高等教育出版社,2016.9
参考书目:
( 1 ) 哈尔滨工业大学理论力学教研室编《简明理论力学》( 第2版), 北京:高等教育出版社,2010.7
( 2 ) 洪嘉振、杨长俊编著《理论力学》(第3版), 北京:高等教育出版社,2008.1
( 3 )北京科技大学、东北大学编《工程力学》(第4版), 北京: 高等教育出版社,2008.1
( 4 )陈传尧编《工程力学》, 北京: 高等教育出版社,2006.7
( 5 )单辉祖,谢传锋合编《工程力学》 , 北京: 高等教育出版社,2004.1
(6)哈尔滨工业大学理论力学教研室编《理论力学思考题解与思考题集》,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000.9
(7)蔡泰信等主编《理论力学导教、导学、导考》,西北工业大学出版社出版,2003.5
(8)谢传锋编 《理论力学自我检测 》, 北京:北京航空学院出版社,1986.7
(9) 西北工业大学理论力学教研室编《理论力学》,西北工业大学出版社 , 1993