课程介绍

(一)教学对象 土木(道路)(城)等专业本科学生。 (二)课程性质及教学目的与要求 本课程是土木(道路)(城)等专业的技术基础课,为必修课。 通过本课程的学习,使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动的一般规律及其研究方法;初步学会运用这些理论和方法把工程结构抽象为理论力学模型并分析解决实际问题。为学习一系列后续课程和有关的专业技术课打好必备基础。 (三)主要先修课程和后续课程 1.主要先修课程:高等数学、画法几何与工程制图、大学物理、物理实验等。 2.主要后续课程:材料力学、结构力学、水力学、土力学、结构设计原理等。 (四)教学方式与重点、难点 1.教学方式: 以课堂教学为主,结合模型、多媒体教学;同时加强自学引导,重视学生自学能力和分析问题的能力的培养。 2.重点与难点。 (1)重点内容: 物体受力分析;力系简化理论;力系的平衡问题求解。 研究点的运动的自然法;刚体的平动与定轴转动;刚体平面运动,求图形内各点速度的三种方法,基点法求加速度;点速度合成定理。 动量定理与质心运动定理;动量矩定理;动能定理;动力学普通定理的综合应用。 (2)难点内容: 力系简化理论及简化结果,物体系的平衡问题求解。刚体平面运动求加速度,牵连速度和牵连加速度,点的加速度合成定理。动量定理与动量矩定理应用解题,三大定理综合应用。 (五)考核方式 闭卷考试。参考平时作业、听课情况和与期末考试综合评定课程总成绩。 二、教学内容 (一)绪论 理论力学的研究对象;理论力学的研究方法;理论力学的内容。 (二)静力学 1.静力学的基本概念和公理。 静力学的研究对象,力、平衡、刚体和力学模型的概念,等效力系和平衡力系。静力学公理,约束与约束反力,约束的分类,分离体,受力分析和受力图。 2.力系简化理论。 力在轴上投影,力的分解,力对点的矩,力对轴的矩;力偶和力偶矩。力线平移定理,空间任意力系向一点的简化,主矢和主矩,空间任意力系的简化结果,汇交力系、力偶系、平面任意力系、平行力系的简化方法与简化结果。 3.力系的平衡。 各种力系的平衡条件与平衡方程;力系的平衡问题求解;物体系的平衡,静定与超静定的概念;桁架、理想桁架,计算桁架杆件内力的节点法和截面法。考虑摩擦时物体和物体系的平衡。 (三)运动学 1.点的运动。 运动学研究对象,研究点的运动的基本方法:矢径法、直角坐标法、自然法,点的运动方程、轨迹方程,速度和加速度(切向加速度与法向加速度)。 2.刚体的基本运动。 刚体的平动及其特征,刚体的定轴转动,转动方程、角速度和角加速度,转动刚体上各点的速度和加速度。 3.刚体的平面运动。 刚体平面的运动简化,平面运动方程,平面运动分解为平动和转动,用基点法求图形内各点的速度,速度投影定理,速度瞬心法求平面图形内各点的速度,平面图形内各点的速度分布,用基点法求平面图形内各点的加速度。 4.点的合成运动。 合成运动的概念;动参考系和定参考系;绝对运动、相对运动和牵连运动及三种速度、加速度;点的速度合成定理,运动学综合问题求解。 (四)动力学 1.动力学基本定律和质点运动微分方程。 动力学的研究对象;动力学基本定律;质点运动微分方程的矢量形式、直角坐标形式、自然坐标形式,质点动力学的两类问题。 2.动量定理。 动力学普遍定理概述;质点和质点系的动量,力的冲量;质点系的动量定理,动量守恒定律;质心运动定理,质心运动守恒定律。 3.动量矩定理。 质点和质点系的动量矩,定轴转动刚体对转轴的动量矩;刚体转动惯量,迴转半径,平行轴定理;质点和质点系的动量矩定理,动量矩守恒定律;刚体定轴转动微分方程,质点系相对于质心的动量矩定理,刚体平面运动微分方程;动量定理与动量矩定理的综合应用。 4.动能定理。 力的功,元功,合力的功,重力、弹性力、摩擦力的功,力矩的功,质点系的内力的功,约束反力的功,理想约束。质点系的动能,平动、定轴转动和平面运动刚体的动能;质点系动能定理;动力学普通定理的联合应用。

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