理论力学教学大纲

《理论⼒学》课程教学⼤纲72

《理论⼒学》课程教学⼤纲

⼀、课程的基本情况

课程中⽂名称:理论⼒学

课程英⽂名称：Theoretical Mechanics

课程代码：0701017

课程类别：专业基础课

课程性质：必修课

总学时：72 讲课学时：72 实验学时：0

课程学分：4

授课对象：机械类及相近专业本科学⽣

前导课程：⾼等数学

⼆、教学⽬的

理论⼒学为⼯程类学科的基础课程之⼀。理论⼒学教育不仅可以培养学⽣的⼒学素质，⽽且可以加强学⽣的⼯程概念。这对于他们向其他学科或其他⼯程领域扩展是很有利的。是相关专业后续课程的理论和设计以及⼯程设计规范的基础。通过理论⼒学的学习可以使学⽣了解刚体的特性及其研究⽅法；了解理论⼒学基本理论以及在⼯程实际中的应⽤；了解理论⼒学与其他相关课程的联系。

三、教学基本要求

绪论0.1理论⼒学的研究对象

0.2理论⼒学的发展简史

0.3理论⼒学的内容和研究⽅法

0.4理论⼒学的应⽤及和其他学科的关系

基本要求：1.了解理论⼒学的研究对象和内容。

2.了解理论⼒学与其他课程的关系。

3.了解理论⼒学在各个不同领域的应⽤。

重点与难点:1.理论⼒学的内容和研究⽅法。

第⼀部分静⼒学

第1章静⼒学公理和物体的受⼒分析1.1静⼒学公理

1.2约束和约束⼒

1.3物体的受⼒分析和受⼒图

基本要求：1.深⼊地理解⼒、刚体、平衡和约束等重要概念，深⼊理解⼒的基本性质。2.明确基本约束的特征,正确地对物体系统进⾏受⼒分析。

重点与难点:1.约束和物体系的受⼒分析。

2.物体系统的受⼒分析和受⼒图。

第2章平⾯汇交⼒系与平⾯⼒偶系2.1平⾯汇交⼒系合成与平衡⼏何法

2.2平⾯汇交⼒系合成与平衡的解析法

2.2平⾯⼒对点之矩概念及计算

2.3平⾯⼒偶

基本要求：1.清晰的理解汇交⼒系和⼒偶系的合成。

2.熟练解汇交⼒系的平衡问题。

3.清晰的理解⼒对点的矩，并能熟练的计算。

4.深⼊理解⼒偶和⼒偶矩的概念。明确⼒偶的性质和⼒偶的等效条件。

重点与难点:1.汇交⼒系的平衡⽅程。

《理论力学》教学大纲

《理论力学》教学大纲

引言：

《理论力学》是力学学科中的重要基础课程，它研究物体在力的作用下的运动规律和力学定律的推导与应用。本文将探讨《理论力学》教学大纲的设计与实施，以及对学生的意义和影响。

一、教学目标的制定

教学目标是教学活动的核心，也是教师对学生的期望。在《理论力学》教学中，教学目标的制定应包括以下几个方面：

1. 理解力学的基本概念和基本原理，掌握力学定律的推导与应用；

2. 培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力；

3. 培养学生的实验观察和数据分析能力；

4. 培养学生的团队合作和沟通能力。

二、教学内容的安排

《理论力学》的教学内容主要包括牛顿力学和拉格朗日力学两个部分。在教学大纲中，应将这两个部分的内容有机地结合起来，形成一个完整的体系。同时，还应注重理论与实践的结合，引导学生进行实验观察和数据分析。

三、教学方法的选择

在教学方法的选择上，应注重理论与实践相结合，以培养学生的动手实践能力和问题解决能力。可以采用以下几种教学方法：

1. 讲授法：通过讲解基本概念、原理和定律，引导学生理解和掌握力学的基本知识； 2. 实验法：组织学生进行实验观察和数据分析，培养学生的实验能力和数据处理能力；

3. 讨论法：组织学生进行小组讨论，激发学生的思维活力和创造力；

4. 案例分析法：通过分析实际问题和案例，引导学生运用理论知识解决实际问题。

四、教学评估的方式

教学评估是对学生学习情况和教学效果的评价和反馈。在《理论力学》教学中，可以采用以下几种评估方式：

1. 课堂测验：通过课堂测验检查学生对理论知识的掌握情况；

2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，评估学生的实验能力和数据处理能力；

3. 课程设计：组织学生进行课程设计，评估学生的问题解决能力和创新能力；

4. 学术论文：要求学生撰写学术论文，评估学生的研究能力和学术写作能力。

五、教学资源的利用

教学资源是教学活动的重要支撑，包括教材、教具、实验设备等。在《理论力学》教学中，应充分利用教学资源，提供多样化的学习材料和实验条件，以满足学生的学习需求。

1 《理论力学（英文）》课程教学大纲

一、课程基本信息

英文名称 Theoretical Mechanics 课程代码 PHYS3108

课程性质 专业必修课程 授课对象 物理学、物理学（师范）

学 分 3学分 学 时 54学时

主讲教师 修订日期 2021年9月

指定教材 G. R. Fowles & G. L. Cassiday. Analytical Mechanics (7ed)，Brooks/Cole，2005.

二、课程目标

（一）总体目标： 通过本课程的学习，使学生掌握质点、质点系和刚体的牛顿力学和分析力学的基本理论；在教学中通过对牛顿力学、分析力学、刚体转动和振动系统等问题的深入讨论，强化学生对理论力学基本概念和基本原理的理解；使学生体会物理学思想及科学方法，更好地理解科学本质，培养分析和解决现实生活中力学问题的能力，也为后续学习量子力学、固体物理等专业课程打下扎实基础。 （二）课程目标：课程目标1：了解理论力学的发展史及其与当代物理学其他学科的关系。对相关的重要物理学家，如哥白尼、伽利略、第谷、开普勒、牛顿、欧拉、拉格朗日、哈密顿等人所作的贡献予以介绍。帮助学生体会物理学家的物理思想和科学精神，建立科学的世界观和方法论。 课程目标2：熟练运用高等数学和矢量分析等数学工具，掌握牛顿力学和分析力学的基本原理，加深对宏观机械运动规律的系统认识，提高抽象思维与逻辑推理能力，培养学生对生产、生活中力学问题的求解能力。 课程目标3：讲解数值计算方法在解决具体力学问题中的应用，提高学生编程和分析数据的能力，培养学生科学探究的兴趣。同时通过全过程的英文教学，提高学生运用英文阅读专业资料、交流和写作的能力，为今后独立钻研创造条件。 （三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表

课程目标 对应课程内容 对应毕业要求 2 三、教学内容

第一章 数学知识准备 1.教学目标

1

《理论力学》教学大纲

（2010年3月修订）

一、课程总体说明

1．英文名称：Theoretical Mechanics

2．教学对象：物理专业本科生；

3．课程类型：理论物理方向必选课

4．目的和要求：

（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：周衍柏《理论力学教程》（第三版）高等教育出版社 2009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．教学时数：54（讲授45，习题课或其它9）

二、内容和学时分配

大纲基本内容（不带*号部分）可在规定的54学时内完成。各章所注学时前一个数字

为讲授课时数，后者为习题课、讨论课等学时数。各节所附数字为讲授时数。

第一章 质点力学 10+2

1．运动的描述方法 0.5

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 1

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

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） 0.5

在加速平动参照系中的运动、惯性力

7．功和能 1

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 1.5

动量定理与动量守恒律、力矩与动量矩（角动量）、动量矩（角动量）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 2.5

有心力的基本性质、轨道微分方程—比耐公式、平方反比引力—行星的运动、开 2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—α质点的