理论力学(金尚年编著)教案设计
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理论力学教案设计
理论力学教案设计一、教学目标通过本堂课的教学，学生将能够：1.理解基本力学概念和定律；2.掌握力的概念、单位和计算方法；3.熟悉运动学和动力学的基本原理；4.能够运用理论力学知识解决简单的物理问题。
二、教学内容1. 力的概念和力的计算•什么是力？•力的单位和计算方法•力的合成与分解2. 运动学•位移、速度、加速度的定义和计算•直线运动和曲线运动的分析方法•运动图像的绘制和解析3. 动力学•牛顿三定律的内容和应用•动量和冲量的概念及其计算•动量守恒定律的应用4. 机械能和功•动能和势能的定义和计算•机械能守恒定律的应用•功的定义和计算方法1.力的概念和力的计算方法；2.牛顿三定律的内容和应用；3.动量和冲量的概念及其计算方法；4.机械能守恒定律的应用。
四、教学方法1.讲解与演示相结合：通过讲解理论知识，并结合真实生活中的例子进行演示，帮助学生更好地理解概念和原理。
2.提问与讨论：在课堂中频繁提问学生，引导学生进行讨论和思考，激发学生的学习兴趣和思维能力。
3.实践与实验：组织学生进行实践活动和小实验，让他们亲自动手操作，体验理论力学知识的应用和验证。
1. 导入（5分钟）通过提问，让学生回顾上一堂课的内容，引导他们思考力的概念和作用，并激发学生的学习兴趣。
2. 知识讲解（30分钟）2.1 力的概念和力的计算•讲解力的定义，引导学生理解力的本质和作用；•介绍力的单位和计算方法；•讲解力的合成与分解，帮助学生掌握力的合成和分解原理。
2.2 运动学•介绍位移、速度、加速度等运动学基本概念；•讲解直线运动和曲线运动的分析方法；•演示运动图像的绘制和解析，帮助学生掌握运动的可视化表示方法。
2.3 动力学•讲解牛顿三定律的内容和应用，与学生分享一些实际应用案例；•介绍动量和冲量的概念，并演示计算方法；•讲解动量守恒定律的应用，如弹性碰撞等。
2.4 机械能和功•介绍动能和势能的定义和计算方法；•讲解机械能守恒定律的应用，如重力运动等；•引导学生理解功的概念和计算方法。
理论力学教学大纲
《理论力学》教学大纲学分： 3 学时：72审核人：执笔人：面向专业：物理学一、课程定位教学对象：物理专业本科生课程类型：理论物理方向必修课二、教学目标(1)通过系统学习牛顿力学的基本规律，加深对力学规律的理解与认识；(2)通过学习分析力学，明确解决力学问题的各种方法及其适用性和局限性(3)获得在本门课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力；(4)为学习后续课程和独力解决实际问题打下必要的基础。
5．教材：周衍伯《理论力学》(第二版)高等教育出版社1986年所选教材为荣获教委一等奖且国内重点大学相关专业使用效果好的教材。
6．学时、学分：72(讲授54，习题课或其它18)，4学分。
三、教学内容及要求第一章质点力学 (12+4)1．运动的描述方法1参照系与坐标系、运动方程与轨道、位移、速度和加速度2．速度、加速度的分量表示式l直角坐标系、极坐标系、切向加速度与法向加速度3．平动参照系0．5绝对速度、相对速度与牵连速度、绝对加速度、相对加速度与牵连加速度4．质点运动定律0．5牛顿运动定律、相对性原理5．质点运动微分方程2．5运动微分方程的建立．运动微分方程的解6．非惯性系动力学(一) O .5在加速平动参照系中的运动、惯性力7．功和能l功和功率、能、保守力、非保守力与耗散力、势能8．质点动力学的基本定理与基本守恒律2动量定理与动量守恒律、力矩与动量矩(角动量)、动量矩(角动基)定理与动量矩(角动量)守恒律、动能定理与机械能守恒律、势能曲线9．有心力3有心力的基本性质、轨道微分方程一比耐公式、平方反比引力一行星的运动、开普勒定律、宇宙速度和宇宙航行、圆形轨道的稳定性、平方反比斥力一质点的散射说明：(1)本章重点为位移、速度和加速度、运动微分方程的建立及其解、保守力、三个定律、有心力；(2)本章所列习题课时中，2学时左右用于讲授具有代表性的例题。
第二章质点组力学 (7+2)1．质点组0．5质点组的内力和外力、质心2．动量定理与动量守恒律1动量定理、质心运动定理、动量守恒律3．动量矩定理与动量矩守恒律1．5对固定点O的动量矩定理、动量矩守恒律、对质心的动量矩定理4．动能定理与机械能守恒律l质点组的动能定理、机械能守恒律、柯尼希定理、对质心的动能定理5．两体问题0 .56．质心坐标系与实验坐标系 17．变质量物体的运动0．5变质量物体的运动方程、火箭*8．维里定理1说明：(1)本章重点为质心、三个定理：(2)本章所列习题课时中，l学时左右用于讲授具有代表性的例题。
《理论力学》教学教案
《理论力学》教学教案一、教学目标1. 让学生掌握理论力学的基本概念、基本原理和基本方法。
2. 培养学生运用理论力学知识分析和解决实际问题的能力。
3. 引导学生了解理论力学的学科体系，为后续课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 牛顿运动定律2. 惯性参考系和坐标系3. 速度、加速度和力4. 动量守恒定律5. 动能定理和能量守恒定律三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、基本原理和基本方法。
2. 案例分析法：分析实际问题，引导学生运用理论力学知识解决。
3. 讨论法：组织学生讨论，培养学生的思维能力和创新能力。
4. 练习法：布置课后习题，巩固所学知识。
四、教学环境1. 教室：宽敞、明亮，教学设备齐全。
2. 教材：理论力学教材及相关参考书。
3. 教具：黑板、粉笔、投影仪等。
五、教学进程1. 第一周：牛顿运动定律（1）讲解牛顿运动定律的定义和意义。
（2）分析实际问题，运用牛顿运动定律解决问题。
2. 第二周：惯性参考系和坐标系（1）讲解惯性参考系和坐标系的定义和建立。
（2）分析实际问题，运用惯性参考系和坐标系解决问题。
3. 第三周：速度、加速度和力（1）讲解速度、加速度和力的概念及其关系。
（2）分析实际问题，运用速度、加速度和力解决问题。
4. 第四周：动量守恒定律（1）讲解动量守恒定律的定义和意义。
（2）分析实际问题，运用动量守恒定律解决问题。
5. 第五周：动能定理和能量守恒定律（1）讲解动能定理和能量守恒定律的定义和意义。
（2）分析实际问题，运用动能定理和能量守恒定律解决问题。
教案编辑专员，以我给你的及要求，编写教案，供我参考。
内容有十个六、教学评价1. 课后习题：布置与本节课内容相关的习题，要求学生在课后完成，以检验学生对知识的掌握程度。
2. 课堂讨论：鼓励学生在课堂上积极发言，提问并及时解答学生的疑问，以了解学生的学习进度。
3. 期末考试：设置理论力学期末考试，全面检测学生对课程知识的掌握情况。
本节课主要讲解了理论力学的基本概念、基本原理和基本方法。
理论力学教案
理论力学教案一、教学目标通过本课程的学习，学生应该能够：1.掌握牛顿运动定律和万有引力定律的基本概念和公式；2.理解质点、刚体、力矩等概念；3.掌握刚体平衡、动力学和碰撞的基本原理和方法；4.熟悉一些常见的物理现象和实验，并能够运用所学知识进行分析和解决问题。
二、教学内容1. 牛顿运动定律1.1 牛顿第一定律1.2 牛顿第二定律1.3 牛顿第三定律2. 万有引力定律2.1 万有引力定律的表述2.2 万有引力定律的应用3. 质点、刚体、力矩3.1 质点的概念3.2 刚体的概念3.3 力矩的概念4. 刚体平衡4.1 平衡的条件4.2 平衡的类型5. 刚体动力学5.1 动量定理5.2 动能定理5.3 动力学的应用6. 碰撞6.1 完全弹性碰撞6.2 完全非弹性碰撞6.3 部分非弹性碰撞三、教学方法本课程采用讲授、实验、讨论等多种教学方法，其中实验和讨论环节占据重要地位。
在实验环节中，学生将亲自操作实验仪器，观察物理现象，并进行数据处理和分析；在讨论环节中，学生将分组进行讨论，探讨物理问题的解决方法和思路。
四、教学评价本课程的教学评价主要包括两个方面：学生的学习成果和教学效果。
学生的学习成果将通过考试、作业、实验报告等方式进行评价；教学效果将通过学生的反馈、教师的观察和评估等方式进行评价。
同时，教师也将根据教学过程中的反思和总结，不断改进和完善教学方法和内容，提高教学质量和效果。
五、教学资源本课程的教学资源主要包括教材、实验仪器、教学PPT、教学视频等。
教材为《理论力学》（第三版），实验仪器包括万能试验机、弹簧振子、摆锤等，教学PPT和教学视频将在课程中进行使用和展示。
六、教学进度安排课时教学内容教学方法第一课时牛顿运动定律讲授、实验第二课时万有引力定律讲授、讨论第三课时质点、刚体、力矩讲授、实验课时教学内容教学方法第四课时刚体平衡讲授、讨论第五课时刚体动力学讲授、实验第六课时碰撞讲授、讨论第七课时复习与总结讲授、讨论七、教学反思本课程的教学反思主要包括以下几个方面：1.教学方法：本课程采用了多种教学方法，但在实际教学中，教师需要根据学生的实际情况和反馈，灵活调整教学方法，以达到更好的教学效果。
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容，包括质点力学、刚体力学、分析力学等。
02
教学方法与手段
总结本课程所采用的教学方法，如课堂讲授、案例分析、小组讨论等，
以及使用的教学手段，如多媒体课件、在线资源等。强调这些方法在帮
助学生理解和掌握知识方面的作用。
03
学生表现与成果
概述学生在本课程中的表现，包括学习态度、作业完成情况、课堂参与
度等。同时，展示学生的成果，如优秀作业、研究报告等，以体现学生
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几何方程
描述物体变形前后几何关系的变化 。
物理方程
表示应力与应变之间的物理关系， 即材料的本构关系。
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弹性力学应用举例
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02
03
04
梁的弯曲问题
通过弹性力学方法分析梁在弯 曲变形时的应力、应变和位移
分布。
板的弯曲问题
研究板在横向载荷作用下的弯 曲变形、应力和应变分布。
弹性接触问题
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目 录
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• 课程介绍与教学目标 • 基础知识回顾与拓展 • 质点动力学 • 刚体动力学 • 弹性力学基础 • 流体力学基础 • 总结与展望
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课程介绍与教学目标
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课程背景及意义
理论力学是物理学和工程学的基 础学科，对于理解自然界的基本 规律和工程技术的原理具有重要
研究两种或两种以上不同相态的物质（如 气液、气固、液固等）混合流动时的相互 作用和流动特性。
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总结与展望
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Байду номын сангаас
理论力学课程设计任务书
理论力学课程设计任务书一、教学目标本课程旨在帮助学生掌握理论力学的基本概念、原理和方法，培养学生的逻辑思维和科学素养。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：（1）理解并掌握力学的基本概念，如力、质量、加速度等。
（2）掌握牛顿运动定律及其应用，能够解决简单的动力学问题。
（3）了解力学中的重要原理，如功、能量守恒、动量守恒等。
2.技能目标：（1）能够运用力学知识分析实际问题，如物体运动、力的作用等。
（2）具备一定的数学计算能力，能够运用公式、图表等解决力学问题。
（3）学会使用科学方法进行探究和验证，提高实验操作能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对科学的热爱和好奇心，激发学习力学的兴趣。
（2）培养学生的团队合作精神，学会与他人交流和分享。
（3）培养学生具备诚实、严谨、勇于探索的科学态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.力学基本概念：力、质量、加速度等。
2.牛顿运动定律：第一定律、第二定律、第三定律。
3.力学原理：功、能量守恒、动量守恒等。
4.物体运动：直线运动、曲线运动、相对运动等。
5.力与运动的关系：摩擦力、重力、弹力等。
6.实验操作：基本实验方法、实验数据分析等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如：1.讲授法：讲解基本概念、原理和公式，引导学生理解和掌握。
2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析实际问题，培养学生运用力学知识解决实际问题的能力。
4.实验法：进行实验操作，培养学生的实验技能和科学探究能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《理论力学基础》等。
2.参考书：《理论力学教程》等。
3.多媒体资料：PPT、视频、动画等。
4.实验设备：力学实验器材、计算器等。
通过以上教学资源的使用，我们将为学生提供丰富的学习体验，帮助学生更好地掌握理论力学知识。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
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静力学公理与基本概念
静力学公理
阐述力系简化的基本原理，包括二力 平衡公理、加减平衡力系公理、力的 平行四边形法则和力的可传性原理。
基本概念
定义和解释与静力学相关的基本概念 ，如力、力系、平衡、刚体等。
约束与约束力分析
约束类型
介绍常见的约束类型，如柔索约束、光 滑面约束、铰链约束和固定端约束等， 并分析其特点。
动能定理与机械能守恒定律
动能定理
阐明了物体动能的变化与作用力做功之间的关系，即W=1/2mv^2。通过该定理可以求解物体在各种 力作用下的速度变化。
机械能守恒定律
在没有非保守力作用的系统内，系统总机械能保持不变。该定律适用于分析物体在重力、弹力等保守 力作用下的运动问题。
05
弹性力学基础
Chapter
扭转与弯曲的强度条件
为了保证杆件在扭转或弯曲时不 会发生破坏，需要满足一定的强 度条件，即最大工作应力不超过 材料的许用应力。
06
振动与波动基础
Chapter
简谐振动及其特征量
01 02
简谐振动的定义
质点在一定位置附近所做的往复运动，如果在其平衡位置附近，质点受 到的回复力与它离开平衡位置的位移成正比，且指向平衡位置，则称质 点的这种振动为简谐振动。
弹性变形与胡克定律
弹性变形定义
物体在受到外力作用后，形状或体积发生改变，当外力去 除后，物体能够完全恢复原来的形状和体积，这种变形称 为弹性变形。
胡克定律内容
在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比，即 $F = kx$，其中$F$为外力，$x$为形变量，$k$为劲度系 数。
弹性模量
描述物体抵抗弹性变形能力的物理量，包括杨氏模量、剪 切模量和体积模量等。
理论力学教案设计
理论力学教案设计一、教学目标1.理解力学的基本概念和基本定律；2.能够应用牛顿运动定律解决简单的力学问题；3.掌握力学相关实验的基本原理和方法；4.培养学生的观察和实验设计能力。
二、教学内容1. 力学的基本概念和基本定律•力的概念和性质•牛顿运动定律•动量定理和动量守恒定律2. 力学相关实验•弹簧的伸长与受力关系实验•牛顿第二定律验证实验•动量守恒实验三、教学流程第一课时：力学的基本概念和基本定律1.导入（5分钟）•引导学生回顾前序课程内容，激发学生对力学的兴趣。
2.概念解释（10分钟）•介绍力、质量、加速度等概念，并解释它们之间的关系。
3.牛顿运动定律（25分钟）•详细介绍牛顿运动定律的三个基本定律，并结合实例进行讲解。
4.案例分析（10分钟）•给学生提供一些力学问题，引导学生应用牛顿运动定律解决问题，并进行案例分析讨论。
第二课时：力学相关实验1.导入（5分钟）•复习上节课的内容，引导学生回忆牛顿运动定律的应用。
2.弹簧的伸长与受力关系实验（35分钟）•介绍实验的目的和原理，并指导学生进行实验操作和数据记录。
3.牛顿第二定律验证实验（35分钟）•介绍实验的目的和原理，并指导学生进行实验操作和数据记录。
第三课时：力学相关实验（续）1.导入（5分钟）•复习上节课的内容，引导学生回顾实验的目的和原理。
2.动量守恒实验（35分钟）•介绍实验的目的和原理，并指导学生进行实验操作和数据记录。
3.实验结果分析（15分钟）•引导学生分析实验结果，并回答有关实验的问题。
四、教学评价1.课堂表现：根据学生对概念和定律的理解情况、课堂参与度等进行评价。
2.实验报告：要求学生按照规定的格式撰写实验报告，评价学生的实验观察和实验设计能力。
五、教学资源•PowerPoint演示文稿•实验设备和材料•实验指导书•学生实验报告模板六、教学反思本教案设计通过概念讲解、案例分析和实验操作等多种教学方法，旨在培养学生的理论和实践能力。
理论力学教案设计
设计理论力学的教案需要考虑到内容的系统性、逻辑性和学生的实际学习需求。
以下是一个简单的理论力学教案设计参考：
教学目标：
-理解牛顿力学的基本原理和应用
-掌握运动学、动力学等基本概念和定律
-能够解决简单的力学问题
课时安排：
-第一课时：引言
-介绍力学的概念和分类
-阐述物体的运动状态和描述方法
-第二至第三课时：运动学基础
-讲解位移、速度、加速度等概念
-引入匀变速直线运动和曲线运动的描述方法
-第四至第五课时：动力学基础
-讲解质点的受力分析和牛顿三定律
-引入力的合成与分解、平衡条件等内容
-第六至第七课时：运动学与动力学综合
-结合运动学和动力学知识，讲解简谐振动、圆周运动等内容-引入力的功和能量守恒原理
教学方法：
-讲授结合实例：通过生活中的例子引导学生理解力学概念
-案例分析：设计力学问题，让学生运用所学知识解决实际问题
-实验演示：进行相关实验演示，加深学生对理论的认识
课堂互动：
-提问互动：鼓励学生在课堂上提问和回答问题，促进思维碰撞
-小组讨论：组织学生小组讨论，共同解决问题，培养团队合作精神-思维导图：引导学生用思维导图整理和归纳知识点
课后作业：
-习题练习：布置相关力学习题，巩固所学知识
-实践应用：设计实践性任务，让学生将理论运用到实际问题中
-复习总结：要求学生每节课后总结所学内容，形成学习笔记
这只是一个简单的教案设计框架，具体教学内容和方法可根据实际情况和学生水平做出调整和完善。
理论力学教案
理论力学教案教案标题：理论力学教案教学目标：1. 理解牛顿力学的基本原理和公式2. 掌握力学中的基本概念和计算方法3. 能够运用理论力学知识解决实际问题教学重点：1. 牛顿三定律2. 力的合成与分解3. 物体的平衡和运动教学难点：1. 运用牛顿定律解决实际问题2. 熟练掌握力的合成与分解的计算方法教学准备：1. 教学课件2. 实验器材3. 教学辅助工具教学过程：1. 导入：通过实例引入牛顿三定律的概念，引发学生对力学的兴趣和好奇心。
2. 理论讲解：介绍牛顿三定律的内容和意义，引导学生理解力的概念和基本原理。
3. 实验演示：通过实验演示力的合成与分解，让学生直观感受力的作用和计算方法。
4. 计算练习：组织学生进行力的合成与分解的计算练习，巩固理论知识。
5. 案例分析：引导学生运用理论力学知识解决实际案例，培养学生的问题解决能力。
6. 总结反思：对本节课的重点知识进行总结，激发学生对力学学科的兴趣和探索欲望。
教学建议：1. 注重理论与实践相结合，通过实验演示和案例分析，提高学生对理论力学知识的理解和运用能力。
2. 引导学生主动参与，培养学生的动手能力和团队合作精神。
3. 鼓励学生提出问题和思考，激发学生的求知欲和创新意识。
教学评估：1. 课堂表现：学生对理论力学知识的理解和掌握情况。
2. 练习成绩：学生在力的合成与分解计算练习中的表现。
3. 案例分析：学生运用理论力学知识解决实际案例的能力。
教学反思：1. 教学方法：针对学生的实际情况，灵活运用多种教学方法，提高教学效果。
2. 学生反馈：及时收集学生的反馈意见，不断改进教学内容和方式，提高教学质量。
理论力学 教案
理论力学教案教案标题：理论力学教案一、教学目标：1. 理解力学的基本概念和原理；2. 掌握力学中的重要公式和计算方法；3. 培养学生运用力学原理解决实际问题的能力；4. 培养学生的实验观察和数据分析能力。
二、教学内容：1. 力学的基本概念和分类；2. 牛顿运动定律；3. 动力学的基本原理；4. 力学中的能量和动量；5. 力学中的旋转运动。
三、教学重点与难点：1. 理解牛顿运动定律的内涵和应用；2. 掌握动力学中的基本原理和公式；3. 理解力学中的能量和动量的转化关系；4. 掌握旋转运动的基本概念和计算方法。
四、教学方法：1. 讲授与示范：通过讲解理论知识和示范解题方法，引导学生理解和掌握力学的基本原理和计算方法；2. 实验教学：通过设计简单的力学实验，引导学生观察和分析实验现象，培养学生的实验能力和科学思维；3. 讨论与合作学习：组织学生进行小组讨论，共同解决力学问题，培养学生的合作学习能力和解决问题的能力。
五、教学资源：1. 教科书和教辅资料：选择适合教学内容的教科书和教辅资料，供学生参考和学习；2. 实验器材和实验材料：准备与力学实验相关的器材和材料，保证实验教学的顺利进行；3. 多媒体教学设备：利用多媒体教学设备展示力学的图表和实例，提高学生的学习兴趣和理解能力。
六、教学评估：1. 学生课堂表现评估：通过观察学生的课堂参与情况、回答问题的准确性和深度，评估学生的理解程度和学习态度；2. 作业评估：布置适量的作业，检查学生对理论知识的掌握和应用能力；3. 实验报告评估：评估学生在实验中的观察和分析能力，以及实验报告的撰写能力；4. 考试评估：通过期中和期末考试，全面评估学生对理论力学的掌握情况。
七、教学安排：1. 第一课时：力学的基本概念和分类；2. 第二课时：牛顿运动定律；3. 第三课时：动力学的基本原理；4. 第四课时：力学中的能量和动量；5. 第五课时：力学中的旋转运动；6. 第六课时：复习与总结。
《理论力学》教学教案
《理论力学》教学教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握理论力学的基本概念、基本原理和基本方法。
2. 培养学生运用理论力学知识分析和解决实际问题的能力。
3. 帮助学生建立正确的力学观念，培养学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 牛顿运动定律介绍牛顿运动定律的内容，理解牛顿运动定律的含义，掌握运用牛顿运动定律分析物体运动的方法。
2. 惯性参考系和坐标系介绍惯性参考系和坐标系的概念，理解惯性参考系的性质，学会选择合适的坐标系分析物体运动。
3. 力学中的矢量和标量掌握矢量和标量的概念，了解矢量和标量的运算规则，学会运用矢量和标量分析物体运动。
4. 运动的描述掌握位移、速度、加速度等运动描述量，理解它们的物理意义，学会运用运动描述量分析物体运动。
5. 牛顿运动定律的应用学会运用牛顿运动定律分析物体在力的作用下的运动，掌握力的合成与分解，了解摩擦力、重力、弹力等常见力的性质和作用。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、基本原理和基本方法。
2. 案例分析法：分析实际问题，引导学生运用理论力学知识解决问题。
3. 讨论法：组织学生讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
4. 实验法：进行力学实验，让学生直观地了解力学现象，提高学生的实践能力。
四、教学资源1. 教材：《理论力学》2. 课件：PowerPoint3. 实验设备：力学实验器材4. 网络资源：相关学术文章、视频资料等五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况等。
2. 期中考试：测试学生对理论力学基本概念、基本原理和基本方法的掌握程度。
3. 实验报告：评价学生在实验中的操作能力、观察能力以及分析问题解决问题的能力。
4. 期末考试：全面测试学生对理论力学的掌握程度，包括基础知识、应用能力和创新能力。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，每课时45分钟。
2. 教学进度安排：章节一：牛顿运动定律（4课时）章节二：惯性参考系和坐标系（3课时）章节三：力学中的矢量和标量（3课时）章节四：运动的描述（4课时）章节五：牛顿运动定律的应用（5课时）章节六：力学实验（3课时）章节七：动量定理和动量守恒定律（4课时）章节八：能量守恒定律（3课时）章节九：碰撞和爆炸（3课时）章节十：总结与复习（2课时）七、教学活动1. 课堂讲解：讲解基本概念、基本原理和基本方法。
理论力学电子教案
相反,沿同一直线,并分别作用在这两个物体上.
1-3.约束的基本类型与约束反力
约束反力的方向总是与约束所能阻止的物
体的运动或运动趋势的方向相反.其作用点则
是约束与物体的接触点.
(1)柔体 绳索,钢丝绳,胶带,链条等都是柔体.
11
柔体的计算简图是直线,光滑曲线. 柔体的约束反力沿着柔体的中心线且背离 被约束的物体.
A RA
13
RA
(6)链杆 计算简图: 约束反力:
A A RA B B RB B RB
A
RA
1-4.物体的受力分析与受力图
确定研究对象并解除其全部约束,将作用于其上 的主动力和约束反力用力矢量表示在研究对象的
计算简图上.其过程为受力分析,其图形为受力图.
14
例题1-1. 重为W的直杆
F
AB搁在台阶上 , 与地面 上A , D两点接触 ,在E点
RC
18
第二章
汇交力系
19
内 容 提 要
2-1.汇交力系的实例 2-2.汇交力系的合成 2-3.汇交力系的平衡 2-4.三力平衡定理
20
重 点
1.计算力在坐标轴上的投影
2.应用汇交力系平衡的几何条件和解析条件
(平衡方程)求解汇交力系的平衡问题
难 点
1.空间力矢量在直角坐标轴上的投影及二次
投影法
24
例题2-1. 画出组合梁ACD中AC和CD部分及整体
的受力图.
P
A
B
D C
解:组合梁由AC和CD两部分组成.
两部分均为三点受力而平衡.
CD杆上力P的方向已知且D点的约束反力的方 位可以确定,因而应先画CD杆的受力图.
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分别画CD杆和AC杆及整体的受力图.
1-3.约束的基本类型与约束反力
约束反力的方向总是与约束所能阻止的物
体的运动或运动趋势的方向相反.其作用点则
是约束与物体的接触点.
(1)柔体 绳索,钢丝绳,胶带,链条等都是柔体.
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柔体的计算简图是直线,光滑曲线. 柔体的约束反力沿着柔体的中心线且背离 被约束的物体.
A RA
13
RA
(6)链杆 计算简图: 约束反力:
A A RA B B RB B RB
A
RA
1-4.物体的受力分析与受力图
确定研究对象并解除其全部约束,将作用于其上 的主动力和约束反力用力矢量表示在研究对象的
计算简图上.其过程为受力分析,其图形为受力图.
14
例题1-1. 重为W的直杆
F
AB搁在台阶上 , 与地面 上A , D两点接触 ,在E点
RC
18
第二章
汇交力系
19
内 容 提 要
2-1.汇交力系的实例 2-2.汇交力系的合成 2-3.汇交力系的平衡 2-4.三力平衡定理
20
重 点
1.计算力在坐标轴上的投影
2.应用汇交力系平衡的几何条件和解析条件
(平衡方程)求解汇交力系的平衡问题
难 点
1.空间力矢量在直角坐标轴上的投影及二次
投影法
24
例题2-1. 画出组合梁ACD中AC和CD部分及整体
的受力图.
P
A
B
D C
解:组合梁由AC和CD两部分组成.
两部分均为三点受力而平衡.
CD杆上力P的方向已知且D点的约束反力的方 位可以确定,因而应先画CD杆的受力图.
25
分别画CD杆和AC杆及整体的受力图.
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理论力学教案课程名称理论力学任课教师曾奇军所在系（院）物理电子工程学院任课班级物理学本科信阳师范学院《理论力学》课程基本信息（一）课程名称：理论力学（二）学时学分：每周4学时，学分4（三）予修课程：力学、高等数学（四）使用教材：金尚年、马永力编著《理论力学》，第二版.，北京：高等教育出版社，2002年7月，面向21世纪课程教材。
（五）教学参考书：1.周衍柏《理论力学教程》（第二版），北京：高等教育出版社，1986年。
2.郭士望《理论力学》上、下册，北京：高等教育出版社，1982。
3.梁昆森《力学》上、下册，北京：人民教育出版社，1979。
（六）教学方法：课堂讲授，启发式教学（七）教学手段：传统讲授与多媒体教学相结合（八）考核方式：闭卷考试占总成绩70%，平时作业成绩占30%（九）学生创新精神与实践能力的培养方法：在课程讲授过程中注意采用启发式教学手段，将基本的概念和规律讲清、讲透，而将一些具有推广性的问题留给学生思考，以此来提高学生分析问题、解决问题的能力。
并且在课堂讲授时多联系实际的力学问题，以此来提高学生解决实际问题的能力。
（十）其他要求：每堂课后布置适量的课后作业并定期批改、检查和给出成绩，这部分成绩将占期末总成绩的30%。
绪论一：《理论力学》课程的内容：该课程是以牛顿力学和分析力学为主要内容的力学理论，是理论物理的第一门课程。
是从物理学的基本经验规律出发，借助于微积分等数学工具，推导出关于物体机械运动时所满足的整体规律的一门课程。
二：《理论力学》与《力学》的区别和联系1.内容：《理论力学》包括牛顿力学和分析力学，是《力学》课程的深入和提高；而《力学》课程仅讲授牛顿力学，且研究的深度不及《理论力学》。
2.研究手段：《力学》是从物理现象出发，通过归纳总结出物质运动的规律。
《理论力学》是从经验规律出发，借助于数学工具，推导出物质运动所满足的规律，并通过实践来检验该规律的真伪，着重培养学生理性思维的能力。
三：本教材的特点：将牛顿力学和分析力学穿插在一起讲解，可对比二者在处理力学问题时各自的优缺点，并适当增加了分析力学在这门课中的比重。
第一章牛顿动力学方程教学目的和基本要求：要求学生了解牛顿运动定律的历史地位，掌握牛顿第二定律在常用坐标系中的表达式和使用方法；熟练掌握运用运动微分方程求解并讨论力学问题的方法；理解质点系、质心、动量、角动量和能量的概念；熟练掌握三个基本定理、三个守恒定律的内容和它们的适用条件，以及应用它们求解问题的方法步骤；了解研究变质量物体运动的指导思想和处理方法。
教学重点：熟练掌握牛顿运动定律，动量、角动量、能量定理以及运用这些定理解决力学问题的方法。
教学难点：如何讲清牛顿第二定律、三个守恒定律在具体力学问题中的应用方法。
§1.1 牛顿的《原理》奠定了经典力学的理论基础一：经典力学的理论基础——牛顿于1687年发表的《自然哲学的数学原理》，简称《原理》，是牛顿在总结伽利略等前人的研究成果再加上自己的研究成果后形成的。
在原理中牛顿提出了著名的力学三定律和万有引力定律，并阐述了关于时间、空间的基本概念和区别相对运动和绝对运动的思想。
在物理学中将以《原理》为依据的力学称为经典力学或牛顿力学。
二：经典力学的物质观、时空观及运动观。
1. 物质观、时空观及运动观在力学中的重要性。
力学研究的是物体的空间位形随时间的变化规律，因此要建立力学的理论体系首先就要对什么是物质、时间、空间和运动有科学的认识和明确的规定。
2. 物质观、时空观及运动观的发展历史：亚里士多德，笛卡尔等。
3. 牛顿力学的物质观、时空观及运动观。
（1）物质观：以古希腊原子论为基础，认为世界是由原子构成，原子间的作用力构成万物的运动。
（2）时空观：“绝对的、真正的、数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地，与其他任何事物无关地流逝着”，即时间是一维的、均匀的、无限的，与空间和物质无关。
牛顿还认为在宇宙中存在着绝对的、三维的、均匀的和各向同性的绝对空间。
在绝对空间中可取这样的坐标系：原点静止于绝对空间中，坐标轴的方向一经选定就不再改变，那么这个坐标系就代表了绝对空间。
物体相对于该坐标系的运动即为绝对运动。
一切相对于绝对空间做匀速直线运动的参考系惯性参考系。
（3）运动观：牛顿第三定律和力学相对性原理，它们可以看成是力学的最高原理。
另外还包括万有引力定律。
此外在《原理》一书中牛顿还明确定义了动力学理论所必需的一系列完整的辅助概念，发明了微积分，将力学原理与数学结合起来，使力学成为了严密的科学理论。
三：牛顿运动三定律1：运动三定律：第一定律：一个物体，若没有外力影响使其改变状态，则该物体仍保持其原来静止的或匀速直线运动的状态。
第二定律：运动的变化，与所加的力成正比，其方向为力作用的方向。
第三定律：作用恒与其反作用相等，方向则相反。
其中最重要的是第二定律，其原始的数学表达式为F dt v m d =)( （1.1） 如果将物体质量m 看成常量，上式可改写为F dtv d m = 或F dt r d m =22 （1.2） 2：力学相对性原理：在一个系统内部的任何力学实验，都不能决定这一系统是静止的还是在作匀速直线运动。
意义：根据这一原理，相对于绝对空间做匀速直线运动或静止的参考系力学规律完全相同，这样将牛顿定律的适用范围从绝对空间推广到惯性系。
因牛顿设想的绝对空间实际上是不存在的，这样就为牛顿力学的使用找到了一个理论依据。
3：伽利略变换。
设参考系S 和S ’均为惯性系且S ’相对于S 以匀速u 运动，那么这两个参考系之间的时空坐标的变换关系为： ⎩⎨⎧'=+'=t t t u r r （1.3）将上式代入（1.2）式可见牛顿第二定律在伽利略变换下保持不变，因此力学相对性原理又可表述为：力学定律对于伽利略变换保持不变。
四：牛顿运动三定律的局限性：适用于低速宏观物体。
五：牛顿的认识论、方法论简介：简单性，因果性，同一性和真理性。
简单性：科学上正确的东西都是简单的，如果同一个问题可用简繁不同的方法得到相同的结论，应该选用简单的方法。
因果性（决定论）：就是由一定的前因按照自然规律必然可确定唯一的结果，反之由一定结果必然可确定唯一的原因。
这在量子力学出现之前一直是物理学最牢固的一个信条。
统一性：指《原理》中所阐述的定律和物质观等在没有证明它的局限性和错误性之前应该认为它对整个自然界都是普遍适用的。
真理性：就是承认的相对性和绝对性。
六：本节重点：了解力学的发展历史，掌握牛顿运动三定律。
§1.2 牛顿第二定律在常用坐标系中的表达式牛顿运动定律的核心是第二定律，本节将就其数学表达式做深入探讨。
一：牛顿第二定律：F dt v m d =)( （2.1） 在经典力学中物体的m 为常数，牛顿定律变为：F dtr d m F dt v d m ==22,或。
一般情况下F 为坐标、速度和时间的函数，即),,(t r r F F = （2.2），所以牛顿第二定律可进一步表示为：),,(),,(t r r F dtv d m t r r F r m ==或 （2.3） 此式为二阶微分方程，在具体求解力学问题时，需要将其转化为标量方程。
根据坐标系的不同，牛顿第二定律有以下表达式。
二：牛顿第二定律在常用坐标系中的表达式：1.直角坐标系：空间任一点P 位置可用x 、y 、z 三个参数来表示，用i 、j 、k 分别表示沿x轴、y 轴、z 轴的单位矢量，则空间任一点P 的位置矢量可表示为：k z j y i x r ++= （2.4）进一步可得k z j y i x r v ++==及k z j y i x r a ++== （2.5）牛顿第二定律的可表示为：⎪⎩⎪⎨⎧===)t ,z ,y ,x ;z ,y ,x (F zm )t ,z ,y ,x ;z ,y ,x (F y m )t ,z ,y ,x ;z ,y ,x (F x m z y x（2.6） 2.平面极坐标系：平面上任一点P 的位置可用参数r 、θ来表示。
e r 和e θ分别表示矢径r 增加方向和极角θ增加方向的单位矢量(如图1.1），方向随着P 点的运动而改变，则位矢r e r r = （由图 1.1可将e r 和e θ化为i 、j 的函j i e r θθsin cos +=，j i e θθθcos sin +-=，θθθθe dtd de d e r r == （2.7）， r e dtd de d e θθθθθ-== （2.8）接着可求出θθe r e r r v r +== （2.10），θθθθe r r e r r r a r )2()(2++-== （2.11）， 牛顿第二定律的可表示为：⎩⎨⎧=+=-θθθθF )r r (m F )r r (m r 22 （2.12） 3. 球坐标：空间任一点P 的位置可用参数r示， e r 、e θ、 e φ分别表示r 、θ、φ 的单位矢量 (如图1.2），它们的方向随着P 变。
将e r 、e θ和e φ化为i 、j 、k 的函数k j i e r θφθφθcos sin sin cos sin ++=，k j i e θφφθθsin sin cos cos cos -+=j i e e e r cos sin +-=⨯=φθφ，进一步可求出θφφθφθφθφθφθθφθθe e e e e e e e e r r r cos sin cos sin --=+-=+=，结合 φθθφθe sin r e r e r r v ,e r r r r ++=== 可得 牛顿第二定律的可表示为：⎪⎩⎪⎨⎧=++=-+=--φθθθφθφθφθθφθθθφθF )cos r sin r sin r (m F )cos sin r r r (m F )sin r r r (m r 2222222 （2.21） 4.柱坐标：空间任一点P 的位置可用参数R 、来表示， e R 、e φ、 k 图1.3） 。
e R 、e φ的方向随着P 而k k z r R +=e R （2.23）k z e r e rr v R ++==φφ （牛顿第二定律的表达式为：⎪⎩⎪⎨⎧==+=-z R F zm F )R R (m F )R R (m φφφφ22 （2.25） 5. 自然坐标和内禀方程：以上坐标系中其单位矢量或者与运动无关，或者仅与质点的位置有关，而与质点的速度（方向）均无关。
还有一种自然坐标，其单位矢量的方向由任一时刻速度的方向决定，相应的牛顿动力学方程被称为本性方程或内禀方程。
（1）平面自然坐标：用e t 、e n的切线和法线方向的单位矢量(如图1.4）， 即e t 时刻速度V 同向，显然e t 、e n 二者为变矢量，有v =（2.26）另由ρφφv dt ds ds d dt d dt e d t === 及n t e dt e d 可得 n t e v e dt dv a ρ2+= （2.27） 进一步可得牛顿第二定律的表达式为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==n t F v m F dt dv m ρ2 （2.28） （2）空间自然坐标：①基本概念：密切面：PP 1与PP 2e t ：向沿质点运动方向。