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《理论力学B》双语教学大纲

课程编码：08241005

课程名称：理论力学B双语

英文名称：Theoretical Mechanics B by bilingual 开课学期：第3学期

学时/学分：80/5 （其中实验学时：0） 课程类型：必修课（可选）

开课专业：机械科学与工程学院机械设计制造及自动化专业、汽车学院车辆工程专业、工业

设计专业、交通学院交通运输专业、交通工程专业、土木工程专业，以及信息与计算科学、包装工程、食品科学与工程

选用教材：（自编）理论力学双语教程 麦莉主编 机械学院 2004年9月

主要参考书：1.Engineering mechanics Andrew Pytel, Static , Dynamics 清华大学出版社

2. Vector Mechanics for Engineers Ferdinand P. beer , Static, Dynamics 清华大学出版社

3.Engineering Mechanics R.C. Hibbeler, Statics, Dynamics. 高等教育出版社

4.理论力学 刘巧伶主编 科学出版社 2005年9月

执笔人：麦莉

一、课程性质、目的与任务

本课程的任务是通过两种语言的教学，使学生掌握理论力学的基本概念和基本理论。即掌握质点、质点系和刚体的机械运动基本规律，学会理论力学的研究方法，为学习后继课程打好基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件，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。

学生通过本课程的学习应对质点、质点系和刚体的机械运动规律有较系统全面的了解。掌握有关的基本概念、基本理论和基本方法及其应用。

（1）具有把简单的实际问题抽象为理论力学模型的能力。正确画出受力图。能正确运用平衡条件，熟练求解平衡方程，

（2）能熟练地求解点的速度和加速度以及刚体内各点的速度和加速度等有关的问题。 （3）熟练掌握动力学普遍定理及达朗伯原理，并能综合应用这些定理求解质点系的动力学问题。

二、教学基本要求

使学生在下列各种能力上得到培养： 1、 用英语读外文教材的能力。

2、 逻辑思维能力（括推理、分析、判断等能力）。

3、抽象化能力（包括将简单实际问题抽象成为力学模型，进行适当的数学描述，应用力学理论求解）。

4、表达能力（包括用文字和图象）以及数字计算能力。 三、各章节内容及学时分配

绪论（1学时）理论力学的研究对象及其在工程技术中的作用。理论力学的研究方法、力学发展简史及现状、理论力学的主要内容。

1、静力学的基本概念（4学时）静力学的研究对象、力和刚体的概念及力的基本性质、

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约束的基本类型、约束反力、分离体及受力图。力在轴上的投影、力在平面上的投影、合力投影定理、力沿坐标轴的分解、力偶及其性质。

2、力系的简化（3学时）力线向一点平移。力系的主矢和主矩、力系简化的各种结果、合力矩定理，汇交力系、力偶系、平行力系的合成

3、力系的平衡（8学时）平面一般力系的平衡条件、平衡方程。静定与静不定问题的概念，物体系统的平衡问题。平面桁架计算的基本假设、节点法和截面法。

4、摩擦（4学时）滑动摩擦、摩擦角、自锁现象。有摩擦时物体和物体系的平衡。滚动摩阻、滚阻力偶、滚阻和滑动摩擦同时存在时平衡问题的分析。

5、点的运动学（2学时）运动学的研究对象、确定点的运动的基本方法：矢量法、直角坐标法和弧坐标法。点的速度和加速度在自然轴系上的投影。

6、刚体的基本运动（2学时）刚体平动及其特征。刚体定轴转动、角速度及角加速度及其矢量表示。刚体内各点速度及加速度及矢量表达式、泊桑公式。

7、点的合成运动（6学时）绝对运动、相对运动和牵连运动。点的速度合成定理。牵连运动为平动和转动时的加速度合成定理、科氏加速度及其计算。

8、刚体的平面运动（6学时）刚体的平面运动特征，平面运动分解为平动和转动。求平面图形内各点速度的基点法、速度投影定理。速度的瞬心法。求平面图形内各点加速度的基点法。

9、质点运动微分方程（2学时）质点运动微分方程、矢量形式、直角坐标形式、自然轴投影形式。质点动力学的两类问题、运动的初始条件。

10、质点的相对运动（2学时）质点相对运动微分方程、牵连惯性力和科氏惯性力、相对平衡和相对静止、古典力学的相对性原理。

11、质点系的惯性特征（2学时）质点系的质量中心、刚体的转动惯量、回转半径、平行轴定理、刚体的惯性积、惯性主轴。

12、动量定理和动量矩定理（8学时）动力学普遍定理的概述、质点系的动量与动量矩、力的冲量。质点系的动量定理、动量矩定理、相应的守恒条件、质心运动定理、质心运动守恒条件、相对于质心的动量矩定理。刚体平面运动微分方程。

13、动能定理（6学时）力的元功表达式、常见力的功、作用于定轴转动刚体上力的功及力偶的功。作用于质点系内力的功、约束力的功。质点系的动能、平动、定轴转动和平面运动刚体的动能。质点系的动能定理。功率、功率方程。势力场的概念、势能、机械能守恒定律。

14、碰撞（2学时）碰撞的基本假设，恢复系数，碰撞时的动力学普遍定理。两个物体的对心正碰撞。撞击中心。碰撞对平面运动刚体的作用。

15、达朗伯原理（6学时）惯性力、质点和质点系的达朗伯原理（动静法）。刚体的惯性力系的简化、转动刚体对轴承的附加动压力、静平衡和动平衡的概念。

16、虚位移原理（4学时）约束的分类和约束方程、自由度和广义坐标、虚位移、理想约束、虚位移原理。广义力及其计算。广义坐标形式虚位移原理。

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17、动力学普通方程和拉格朗日方程（6学时）动力学普遍方程、广义坐标形式的虚功表示式。拉格朗日方程及其应用。

18、单自由度系统的振动（4学时）自由振动、固有频率、求固有频率的能量法。衰减振动、强迫振动、幅频曲线、共振、临界转速和隔振的概念。 四、考核方式： 考核：（1）全体统考，密封评卷，流水作业；（2）平时成绩占10％－20％，期末考试成绩占80％－90％。

五、备注：

理论力学大纲列出了达到教学基本要求的课程内容，列出的内容是要求学生了解和掌握的，有些内容，可以通过自学达到教学基本要求。 充分利用多媒体辅助教学资源，使用理论力学CAI课件，采用启发式教学法，活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣。

作业是检验学生学习情况的重要教学环节，为了帮助学生掌握课程的基本内容，培养分析、运算的能力，布置习题50－70个，并适当安排一定数量的习题分析讨论课。

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