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《理论力学》教学大纲 课程编码：3597 英文名称：Theoretical Mechanics 总 学 时：80 实验： 上机： 适合专业：土木工程 课程内容及要求 本课程主要内容：对质点、质点系的刚体的机械运动（包括平衡）的规律有较系统的理解，掌握其中的基本概念，基本理论和基本方法及其应用。 学习重点： 1．熟悉各种常见约束的性质，对简单的物体系统，能熟练地取分离体并画出受力图。 2．能运用平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题（包括考虑滑动摩擦的问题）。对平面问题要求熟练。 3．熟悉刚体平动、定轴转动和平面运动的特征，并能熟练地计算刚体的角速度和角加速度、刚体内各点的速度和加速度，包括简单机构的运动分析。 4．掌握运动合成和分解的基本概念和方法。熟练掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理的应用。 5．能正确地列出质点运动和刚体运动（包括刚体定轴转动和平面运动）的动力学微分方程并能求解有关的问题。 6．熟练掌握动力学普遍定理及相应的守恒定理，能熟练选择和综合应用这些定理去求解工程中简单的理论力学问题。 7．能掌握虚位移原理的有关概念及其应用。 学习难点： 1．常见约束的性质，对简单的物体系统，能熟练地取分离体并画出受力图。 2．能运用平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题（包括考虑滑动摩擦的问题）。对平面问题要求熟练。 3．掌握描述点的运动弧坐标法，能求点的运动方程，并能熟练地计算点的速度、加速度及其有关问题。 4．掌握运动合成和分解的基本概念和方法。熟练掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理的应用。掌握牵连运动为定轴转动时加速度合成定理及其应用。 5．能理解并熟练计算动力学中各基本物理量（动量、动量矩、动能、冲量、功、势能等） 6．能正确地列出质点运动和刚体运动（包括刚体定轴转动和平面运动）的动力学微分方程并能求解有关的问题。 7．熟练掌握动力学普遍定理及相应的守恒定理，能熟练选择和综合应用这些定理去求解工程中简单的理论力学问题。 8．会计算惯性力。掌握刚体平动以及对称刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系的简化结果，能熟练的应用达朗伯原理求解简单的动力学问题。 绪论：理论力学研究对象及其在工程技术中的作用。理论力学的研究方法。 第一篇 静力学 静力学的基本概念、公理和物体的受力分析 §1.1 静力学公理 §1.2 约束和约束反力 §1.3物体的受力分析和受力图 要求：通过本章的教学，使学生了解掌握各种常见约束的性质，能从简单的实际问题抽象出理论力学模型。掌握根据问题的具体条件和要求，从简单的物体系中恰当地选取分离体，并熟练地画出受力图。 重点：各种约束的特征及约束反力的画法 难点：分析物体系统受力，正确画受力图 汇交力系 §2.2汇交力系合成与平衡的几何法。 §2.3汇交力系合成与平衡的解析法 要求：通过本章的教学，使学生了解力在坐标轴上的投影的计算，会用几何法和解析法求解力的合成与力度分解，熟练掌握汇交力系平衡的几何法和解析法求解汇交力系的平衡问题。 重点：几何法和解析法求解力的合成与力度分解 难点：汇交力系平衡的几何法和解析法求解汇交力系的平衡问题。 第三章 力偶系 §3.1力对点之矩的概念及计算 §3.2力偶及性质 要求：通过本章的教学，使学生了解力对点之矩、力偶的概念，掌握力对点之矩的计算方法，力偶的基本性质，会应用力偶系的平衡条件求解其平衡问题。 重点：力偶的性质 难点：应用力偶系的平衡条件求解其平衡问题 第四章 平面任意力系 §4.1平面任意力系向作用面内一点简化 §4.2平面任意力系的平衡条件和平衡方程 §4.3物体系统的平衡 静定和超静定问题 §4.4平面简单桁架的内力计算 要求：通过本章的教学，使学生了解力的平移定理，熟悉平面任意力系的简化结果，能够熟练计算平面任意力系的主矢和主矩，能熟练运用平面任意力系的平衡方程求解单个物体和物体系统的平衡问题，了解平面简单桁架内力的节点法和截面法。 重点：计算平面任意力系的主矢和主矩，应用平面任意力系的平衡方程求解单个物体的平衡问题。 难点：平面任意力系的平衡方程求解物体系统的平衡问题。 第五章 摩擦 §5.1滑动摩擦 §5.2摩擦角和自锁现象 §5.3考虑摩擦时物体的平衡问题 §5.4滚动摩阻的概念 要求：通过本章的教学，使学生了解静、动摩擦力的概念和特点，了解摩擦角和自锁的概念，了解滚动摩阻的机理和概念，能求解滑动摩擦时单个物体与简单物体系的平衡问题。 重点：静、动摩擦力的概念和特点，摩擦角和自锁的概念 难点：求解滑动摩擦时单个物体与简单物体系的平衡问题。 第六章 空间力系