理论力学 教案.doc

教 案 院（系、部） 土木工程与力学学院 课 程 名 称 理 论 力 学 课 程 性 质 专 业 基 础 授 课 专 业 力 学 授 课 教 师 韩 建 平 职 称 职 务 副 教 授 使 用 教 材 理论力学(哈工大理论力学教研室) 2007 年 4 月 《理论力学》课程教学规划 课程基本情况 总学时 108 讲课学时 108 学分 6 讨论学时 0 课程类别 专业基础必修课 开课学期 2 考试方式 闭卷 适用专业 力学、土木、 开课院（系） 土木工程与力学学院 教学用书 教 材 名 称 教材编者 出 版 社 出版年月 版次 主要教材 理论力学 哈工大理力教研室 高等教育出版社 2003.8 6 参考资料 理论力学 朱照宣， 周起钊， 殷金生， 北京大学出版社， 1982 1 理论力学 贾书惠 高等教育出版社 2002 1 理论力学同步辅导 李冬华 哈尔滨工业大学出版社 2004 1 教学内容与进程 章号 教学内容 学时分配 教案索引 备注 绪论 2 1 静力学公理和体的受力分析 4 2 平面汇交力系和平面力偶系 4 3 平面任意力系 6 4 空间力系 6 5 摩擦 6 6 点的运动学 4 7 刚体的简单运动 6 8 点的合成运动 8 9 刚体的平面运动 12 10 质点动力学的基本方程 3 11 动量定理 5 12 动量矩定理 8 13 动能定理 14 14 达朗贝尔原理 6 15 虚位移原理 4 Ⅱ 非惯性系质点动力学，碰撞，变质量 10 合 计 108 绪论 一、理论力学的研究对象 理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门学科。所谓机械运动是指物体在空间的位置随时间的变化。例如日、月、星辰的运行，车辆、船只的行驶，大气、河水的流动，建筑物的振动，一切机器的运转等等，都是机械运动。其中平衡，如相对于地球处于静止状态，则是机械运动的一种特殊形式。就最一般的意义来说，运动是物体的存在形式。大家知道，世界上没有绝对静止的物体。运动是物质的固有属性，它包括了在物质世界中所发生的一切变化与过程。因此物质的运动形式是多种多样的。除机械运动外，物质的发声、发光、发热、化学过程、电磁现象，以致人类的思维活动、生命现象（即生老病死）等也都是物质的运动形式。在多种多样的运动形式中，机械运动是人们在日常生活和生产实践中最常见、最普遍、也是最简单的一种运动。而任何比较复杂的，比较高级的物质运动形式都与机械运动存在着或多或少的联系。所以，理论力学的概念、规律和方法在一定程度上也被应用于自然科学的其它领域中，对他们的发展起了积极作用。在力学范围内，通常把机械运动简称为运动。 物体的机械运动都服从某些一般规律，这些一般规律就势力伦理学的研究对象。按照循序渐进的认识规律，本书分为静力学、运动学、动力学三部分依次进行研究。 首先，静力学是研究物体平衡的科学，是研究动力学的基础。在工程中具有重要的意义。平衡是物体机械运动的特殊形式。在工程上平衡是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。在静力学中主要研究力系的简化和物体的平衡条件。也就是课本上所讲的主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件，同时也研究物体受力的分析方法，以及力系简化的方法等。 运动学是研究物体在空间的位置随时间变化规律的科学，在工程中有其独特的意义。如对一部机器，为了满足生产的需要，首先要求各零部件能正确实现预先规定的运动，这就需要运动学的知识。也就是运动学只从稽核的角度来研究物体的运动（如轨迹、速度和加速度等），而并不研究引起物体运动的物理原因。 动力学研究的是物体机械运动的变化和作用在物体上的力之间的关系，他在理论力学中占有主体地位。动力学的知识在工程技术中应用甚广，动力机械设计、结构动力分析等工程问题都需要动力学的知识。简单的讲，动力学研究的就是受力物体的运动与作用力之间的关系。（如动量、动能以及动量定理、动能定理、能量守恒等等都属于动力学的范畴）。近代物理学的发展说明了经典力学的局限性：经典力学仅适用于低速、宏观物体的运动。当物体的速度接近于光速时，其运动应当用相对论力学来研究；当物体的大小接近于微观粒子时，其运动应当用量子力学来研究。而对于速度远低于光速的宏观物体，由经典力学推得的结果具有足够的精确度。工程技术中所处理的对象一般都是宏观物体，而且其速度也远低于光速，所以其力学问题仍以经典力学的定律为依据。因而经典力学至今仍有很大的实用意义，并且还在不断的发展着。 理论力学作为一门独立的学科有着其它学科所不能包含了的研究对象，针对这些研究对象，理论力学有着它与其他学科所不同的研究方法。这对于我们今后的学习有着非常重要的作用。下面我们就来介绍一下理论理学的研究方法。 二、理论力学的