《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
一、 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
第一章 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 第二章 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
§6.1空间汇交力系 §6.2力对点之矩和力对轴之矩 §6.3空间力偶 §6.4空间任意力系向一点简化·主矢和主矩 §6.5空间任意力系的平衡方程 §6.6重心
要求：通过本章的教学，使学生了解空间任意力系的简化结果和最后结果，会计算主矢和主矩，掌握力对点之矩的计算和力和力对轴之矩的计算，熟练应用空间任意力系的平衡方程求解物体的平衡问题，了解重心的概念及计算方法。
重点：掌握力对点之矩的计算和力和力对轴之矩的计算 难点：空间任意力系的平衡方程求解物体的平衡问题 第二篇 运动学
第七章 点的运动学
§7.1矢量法 §7.2直角坐标法 §7.3自然法
要求：通过本章的教学，使学生了解点的运动的基本概念（速度与加速度，法向加速度和切向加速度），会选择坐标系，建立运动方程，求速度、加速度，及点的运动轨迹。
重点：建立运动方程，求速度、加速度 难点：建立运动方程，求速度、加速度 第八章 刚体的基本运动
§8.1 刚体的平行移动及其特征。 §8.2 刚体的定轴转动。 §8.3 转动刚体内各点的速度和加速度。 §8.4轮系的传动比
要求：通过本章的教学，使学生了解刚体的平动和定轴转动的概念和运动特征，能熟练地求解与定轴转动刚体的角速度、角加速度和刚体内各点的速度和加速度有关的问题以及对简单机构的运动分析。
重点：求解与定轴转动刚体的角速度、角加速度和刚体内各点的速度和加速度 难点：求刚体内各点的速度和加速度
第九章 点的合成运动
§9.1相对运动、绝对运动和牵连运动。连运动中点的速度和加速度。 §9.2点的速度合成定理。 §9.3牵连运动是平动时点的加速度合成定理。 §9.4牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理。
要求：通过本章的教学，使学生了解运动的相对性的概念，掌握运动合成与分解的基本概念和方法，掌握应用点的速度合成定理，加速度合成定理（包括牵连运动为平动和定轴转动两种情形）求解有关问题。
重点：点的速度合成定理 难点：点的加速度合成定理 第十章 刚体的平面运动 §10.1刚体的平面运动的概述运动分解 §10.2求平面图形内各点的速度的基点法 §10.3求平面图形内各点的速度的瞬心法。
§10.4基点法求平面图形内各点的加速度。
要求：通过本章的教学，使学生了解刚体平面运动的特征，掌握应用基点法，瞬心法和速度投影等方法求解与平面图形内各点速度有关的问题，掌握用基点法求解与平面图形内各点加速度有关的问题。掌握对常见的平面机构进行速度和加速度分析。
重点：用基点法，瞬心法和速度投影等方法求解平面图形内各点速度
哈尔滨工业大学理论力学教研组编,《理论力学》(第六版)教学大纲
