《理論力學》課程教學大綱

《理論力學》課程名稱（中文/英文）：理論力學（Theoreticalmechanics）課程編號：04021004h學分：3學時：總學時48學時分配：講授學時：44實驗學時：4一、課程簡介（CourseDescription）/課程目標（Courseobjectives）理論力學是機械類專業的一門重要的、理論性較強的技術基礎課，并在許多工程技術領域中有著廣泛的運用。課程目標是使學生掌握質點、質點系和剛體機械運動（包括平衡）的基本規律及其研究方法。并且初步學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模型）。本課程內容主要包括靜力學公理，物體的受力分析及受力圖，點的運動學，點的復合運動，剛體的簡單運動，剛體的平面運動，質點動力學基本方程，動量定理，動量矩定理，動能定理，達朗貝爾原理。Theoreticalmechanicsisanimportantandtheoreticallybasictechnicalcourseformechanicalmajors,anditiswidelyusedinmanyengineeringandtechnicalfields.Thegoalofthecourseistoenablestudentstomasterthebasiclawsandresearchmethodsofthemasspoint,themasspointsystem,andthemechanicalmotion(includingbalance)ofrigidbodies.Andinitiallylearntousethesetheoriesandmethodstoanalyzeandsolvepracticalengineeringproblems(includingabstractingsomesimplepracticalengineeringproblemsintotheoreticalmechanicsmodels).Thecontentofthiscoursemainlyincludestheaxiomsofstatics,forceanalysisandforcediagramsofobjects,kinematicsofaparticle,resultantmotionofaparticle,simplemotionsofrigidbodies,planemotionsofrigidbodies,basicequationsofparticledynamics,theoremoflinearmomentum,Theoremofanglemomentum,theoremofkineticenergy,D'Alembert'sprinciple.課程目標1：掌握靜力學的基本概念、原理和方法，能從復雜的工程實際問題中建立起力學模型，并正確運用靜力學的平衡條件求解該力學問題。課程目標2：掌握點、剛體等運動學、動力學基本概念。能從復雜的機械工程問題中建立運動學、動力學模型并求解之。能研究和分析機械領域復雜工程問題并能提出解決方案。課程目標和畢業要求的對應關系課程目標畢業要求指標點畢業要求11.2能針對具體的對象建立數學模型并求解。1.工程知識22.2能基于相關科學原理和數學模型方法，正確表達機械領域復雜工程問題。2.問題分析教學內容和教學環節與課程目標的對應關系（一）理論教學表一理論教學內容、教學方式和課程目標的關系教學內容知識點教學環節課程目標講授作業討論第一章靜力學公理和物體的受力分析機械運動、平衡、剛體√√課程目標1靜力學公理、各種常見約束、畫物體受力圖第二章平面力系平面匯交力系√√√課程目標1力對點的矩、平面力偶系平面任意力系的簡化物體系的平衡、靜定和超靜定問題平面桁架梁的計算第三章空間力系與摩擦力在空間坐標系的投影√√課程目標1力對點的矩、力對軸的矩空間任意力系平衡方程、重心摩擦角、滾動摩擦第四章點的運動學矢量法√√課程目標2直角坐標法自然法第五章剛體的簡單運動剛體的平行移動√√課程目標2剛體繞定軸的轉動轉動剛體內各點的速度和加速度，輪系的傳動比第六章點的合成運動相對運動、牽連運動、絕對運動√√√課程目標2點的速度合成定理點的加速度合成定理、哥氏加速度第七章剛體的平面運動剛體平面運動的概述和運動分解√√√課程目標2求平面圖形內各點速度的基點法求平面圖形內各點速度的瞬心法用基點法求平面圖形內各點加速度運動學綜合應用第八章質點動力學的基本方程動力學的基本定理√√課程目標2質點的運動微分方程第九章動量定理動量與沖量√√課程目標2動量定理質心運動定理第十章動量矩定理質點和質點系的動量矩√√√課程目標2動量矩定理剛體繞定軸轉動微分方程剛體對軸的轉動慣量質點系相對于質心的動量矩定理剛體的平面運動微分方程第十一章動能定理力的功√√√課程目標2質點和質點系的動能動能定理功率、功率方程、機械效率勢力場、勢能、機械能守恒定理普遍定理綜合應用第十二章達朗貝爾原理慣性力、質點的達朗貝爾原理√√課程目標2質點系的達朗貝爾原理剛體慣性力系的簡化繞定軸轉動剛體的軸承約束力實驗教學表二實驗教學內容、學習要求和課程目標的關系序號實驗名稱學時實驗教學內容學習要求課程目標1用實驗方法測量物體的重心11、懸掛法2、稱重法認識和了解重心在工程實踐中的重要性；理解懸掛法實驗的原理及試驗的步驟；理解稱重法實驗的原理及試驗的步驟。課程目標12四種不同類型載荷的比較實驗1漸加載荷突加載荷沖擊載荷振動載荷認識和理解不同載荷對工程實際作用的重要性；認識和了解四種載荷的特點；了解四種載荷對工程結構的作用效果及其危害。課程目標13用“三線擺”法測定圓盤的轉動慣量1通過測量“三線擺”的擺動周期，計算出圓盤的轉動慣量。認識和理解物體的轉動慣量，在工程實際應用中的重要性；掌握影響“三線擺”運動的各個因素正確掌握實驗步驟課程目標24用“三線擺”法測定不規則物體的定軸轉動慣量1采用測量不規則物體“三線擺”的擺動周期，使規則物體“三線擺”的擺動周期與其相等，得到不規則物體的轉動慣量。掌握該比較實驗方法的核心思想；采用正確的實驗方法測量出不規則物體的轉動慣量。課程目標2實驗報告要求：1、每次實驗前必須根據實驗指導書結合講課內容進行預習，明確實驗目的。2、實驗報告要書寫整齊，圖表要整齊規范。主要儀器設備：TME—1理論力學多功能實驗裝置、臺秤、不規則物體、連桿、0.5kg重石英沙1袋、偏心振動裝置、不銹鋼圓盤“三線擺”、秒表、卷尺、不規則物體（發動機搖臂）、圓柱體鐵。實驗指導書名稱：《理論力學實驗指導書》自編四、教學安排（

TeachingArrangement）教學內容課堂教學（學時）實驗（學時）總計（學時）第一章靜力學公理和物體的受力分析44第二章平面力系628第三章空間力系與摩擦22第四章點的運動學44第五章剛體的簡單運動44第六章點的合成運動44第七章剛體的平面運動44第八章質點動力學基本方程22第九章動量定理44第十章動量矩定理527第十一章動能定理55合計44448五、課程考核（AssessmentScheme）（一）課程考核評價方式課程考核由平時成績與期末成績相結合的方式進行。1、平時成績占40%，主要包括：期中測評占20%、平時作業占10%、實驗占10%。2、期末成績占60%，考試采用閉卷筆試方式。考試范圍應涵蓋所有講授及自學的內容，考試內容應能客觀反映出學生對本門課程主要概念的記憶、掌握程度，對有關理論的理解、掌握及綜合運用能力。考試題型以簡單題、簡答題、計算題為主。考核與評價方式課程目標成績比例（期末成績60%+平時成績40%）合計平時成績（40%）課程考試（60%）期中測評（10%）作業（15%）實驗（10%）平時表現（5%）15551.522~2838.5~44.5251053.532~3861.5~55.5合計(成績構成）101510560100成績評定辦法及依據（1）平時作業評分標準成績課程目標優秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標1、2、3（10%）基本概念正確明晰、論述清楚，解題過程完整，答案較正確，書寫清晰。基本概念較正確明晰、論述較清楚，解題過程較完整，答案較正確，書寫基本清晰。基本概念較正確明晰、論述基本清楚，解題過程基本完整，答案基本正確。基本概念基本上正確明晰、論述基本上清楚，解題過程基本上完整，答案大部分正確。基本概念理解不正確、論述不清楚，解題過程不完整，答案基本不正確。每次作業按百分制評分，以所有作業的平均成績計入總成績。實驗環節考核與評價標準成績課程目標優秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標1、2、3（10%）嚴格按照實驗方案要求操作實驗，并及時完成實驗報告，實驗結果正確大致能夠按照實驗方案要求操作實驗，并及時完成實驗報告，實驗結果基本正確。基本按照實驗方案要求操作實驗，未及時完成實驗報告，實驗結果基本正確。能夠按照實驗方案要求操作實驗，未及時完成實驗報告，實驗結果正確。不能按照實驗方案要求操作實驗，未及時完成實驗報告，實驗方案不合理，實驗結果不正確。（3）期中考核與評分標準課程目標考核內容評分標準90-100分80-89分70-79分60-69分<60分課程目標1、2、3（10%）靜力學、運動學基礎知識及應用。熟練掌握理論力學靜力學、運動學基礎知識，對復雜工程問題進行正確的分析和評價。較好掌握理論力學靜力學、運動學基礎知識，對復雜工程問題進行正確的分析和評價。基本掌握理論力學靜力學、運動學基礎知識，對復雜工程問題進行正確的分析和評價。基本掌握理論力學靜力學、運動學基礎知識，對復雜工程問題進行的分析和評價尚需加強。不能掌握理論力學靜力學、運動學基礎知識，對復雜材料力學問題分析和評價方法錯誤。（4）期末考核與評分標準課程目標考核內容評分標準90-100分80-89分70-79分60-69分<60分課程目標1、2、3（60%）靜力學、運動學、動力學有關基礎知識及應用。熟練掌握理論力學靜力學、運動學、動力學基礎知識，對復雜工程問題進行正確的分析和評價。較好掌握理論力學靜力學、運動學、動力學基礎知識，對復雜工程問題進行正確的分析和評價。基本掌握理論力學靜力學、運動學、動力學基礎知識，對復雜工程問題進行正確的分析和評價。基本掌握理論力學靜力學、運動學、動力學基礎知識，對復雜工程問題進行的分析和評價尚需加強。不能掌握理論力學靜力學、運動學、動力學基礎知識，對復雜材料力學問題分析和評價方法錯誤。 六、教學基本要求（Basicteachingrequirements）教師應具有一定的工程經驗，通過工程舉例和理論分析解釋材料力學相關概念和原理；通過必要的工程實例展示和講解，激發本科生的力學思維，加深學生對有關概念、理論等內容的理解。同時采用多媒體輔助教學，加大課堂授課的知識含量，尤其是工程計算實例。課后要布置一定的作業，加深和鞏固本科生對所學知識的理解和運用能力。對學生的要求：課前預習、課堂聽課和課后復習是基本要求；保質保量教師布置的作業；課堂上要認真聽講，并能主動思考材料力學問題；有問題要及時答疑，不得缺課。認真做實驗，實驗后能分析總結實驗結果，撰寫出完整齊全的實驗報告。七、教學方法（Teachingmethod）采用啟發式與實驗教學相結合的教學方法。教師在理論授課時注重教學互動形式，即采用啟發式提問，學生討論后回答的方式加強交流，重要章節結合實驗教學，使教學模式生動多樣。本課程采用的教學媒體主要有：文字教材（包括主講教材和參考書）、課件以及網絡綜合平臺的互動。八、參考教材和閱讀書目（TextbooksandLearningResources）1.選用教材：（1）理論課教材：《理論力學》第九版，哈爾濱工業大學理論力學教研室編著，高等教育出版社，2023年；2.參考書：（1）《理論力學》，劉俊卿等編著，華中科技大學出版社，2016年；（2）實驗課教材：《應用理論力學實驗》，莊表中、王惠明編著，高等教育出版社，2011年；（3）《理論力學學習輔導》，哈爾濱工業大學理論力學教研室編，高等教育出版社，2011年；（4）《理論力學習題解答》，陳明等編著，哈爾濱工業大學出版社，2011年；（5）《理論力學》，胡文績等編著，華中科技大學出版社，2011年；（6）《理論力學》，張伯奮，鄭菲等編著，重慶大學出版社，2009年；（7）《理論力學》，李卓球等編著，武漢理工大學出版社，2009年；（8）《理論力學》，王愛勤等編著，西北工業大學出版社，2009年。3.推薦網站：（1）網站名：學習通。進入河南農業大學網站，點擊教務處，點擊金課，搜索理論力學。網址：/portal（2）網站名：中國大學慕課MOOC，網址：/九、本課程與其它課程的聯系（Therelationsbetweenthiscourseandothercourses）本課程是一門實踐性很強的課程，應有相應的實踐性教學環節與之配合。學習本課程前，學生必須學習高等數學、機械制造基礎等課程。本