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《理论力学》课程教学大纲（开实验2个）Theoretical Mechanics学时：64 学分： 3层次：本科适用专业：机械设计、机电、汽车服务类等第一部分大纲说明一、课程性质、目的和培养目标《理论力学》是工科大学的一门重要的技术基础课。
它既是各门后续力学课程的理论基础，又是一门具有完整体系并继续发展着的独立的学科，而且在许多工程技术领域中有着广泛的应用。
本课程的任务是使学生掌握质点，质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，初步学会运用这些理论和方法去分析、解决实际问题，为学习后续课程和有关的科学技术打好基础。
结合本课程的特点，使学生的逻辑思维能力（包括推理、分析、综合等能力）、表达能力（包括运用文字和图象等的能力）、计算能力，以及解决实际问题的能力（把一些简单工程实物抽象为力学模型，进行数学描述，应用力学原理求解）得到训练与提高。
二、课程的基本要求第一篇：静力学（20学时）基本要求：熟悉力、力矩和力偶的基本概念及其性质，熟练地计算力的投影，力对点之矩和力对轴之矩。
熟悉各种常见约束的性质，能熟练地取分离体并画出受力图。
掌握各种类型力系的简化方法，熟悉简化结果，能熟练地计算主矢和主矩。
能应用平衡条件和各种类型的平衡方程求解单个物体和物体系统的平衡问题。
对平面一般力系的平衡问题，能熟练地选取分离体和应用各种形式的平衡方程求解，掌握求解简单桁架、组合桁架内力的节点法和截面法。
掌握计算物体重心的各种方法。
理解滑动摩擦、摩擦力的概念，能求解考虑摩擦时简单的物体系统平衡问题。
了解滚动摩擦的概念、超静定问题概念。
第二篇：运动学（22学时）基本要求：掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法、自然坐标法及各种方法下点的运动轨迹、运动方程、速度和加速度。
熟悉刚体平动、刚体定轴转动的概念，能求解转动刚体的角速度、角加速度，转动刚体上各点的速度和加速度。
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，牵连运动为平动、定轴转动时的加速度合成定理及应用。
第十三章动静法§13-1 惯性力的概念一、惯性力的概念反对破坏其原来的运动状态而加于人手上的反抗力，称为小车的惯性力。
小车的惯性力并不作用在小车上，而是作用在使小车产生加速度的其他物体（人手）上。
arFrIFr质点惯性力的大小等于质点质量与其加速度的乘积，方向与加速度的方向相反，而作用在迫使质点改变运动状态的施力物体上。
ar Fr IF r lv a n 2=na m F r r =nI a m F F r r r −=−=二、惯性力的解析表达式惯性力在直角坐标系中的投影：222222dtz d m ma F dt y d m ma F dt xd m ma F z zI y yI x xI −=−=−=−=−=−=惯性力在自然轴系中的投影：dt dvmma F I −=−=ττn I F r τIF r Mna r τa r ar ατrnIF r τI F r ：切向惯性力n IF r ：法向惯性力、离心惯性力、离心力ρ2v mma F n nI −=−=§13-2 质点的动静法质量为m的质点M，在主动力、约束反力、的作用下运动，由牛顿第二定律得：F rN F r a m F F N r r r =+0=−+a m F F N r r r 0=++I N F F F rr r +（）Mam r Fr NF r在质点运动的任一瞬时，质点所受的主动力、约束反力与虚加的质点惯性力构成一零力系。
质点的动静法F rNF r I F r注意：1、动静法与牛顿第二定律相比，实际上是一致的，只是形式上有所不同；2、动静法是将动力学问题在形式上转化为静力学问题，即用静力学的方法求解动力学问题；3、惯性力并不作用在讨论其运动的质点上，质点也不处于平衡状态；动静法中的“平衡”并没有改变问题的动力学性质，这种平衡没有实际的物理意义。
§13-3 质点系的动静法设质点系由n个质点组成，其中第I个质点M i的质量为m i ，在主动力、约束反力、的作用下运动，其加速度为，i F r Ni F ri a r由动静法，在质点M i 上虚加上惯性力，则有：iIi a m F r r −=),2,1(0n i F F F Ii Ni i L r r r ==++在质点系运动的任一瞬时，作用于质点系的主动力、约束反力与虚加的质点系惯性力构成一零力系。
