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理论力学

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Overview

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理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门科学,它以机理性、定量化地认识自然、工程中的规律为目标,是土木、航空航天、机械等工程科学的先导和基础,为工程领域提供概念和理论,为工程设计提供有效的方法,是科学技术创新和发展的重要推动力。

课程内容涵盖《国家高等学校理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求(B类)》采用“静力学-运动学-动力学-分析力学基础”的知识体系结构,在每一知识模块中突出与工程装备应用背景密切相关的知识内容,渗透价值引领,与专业人才培养目标同向同行。在知识内容呈现的先后次序上,遵循学习认知的一般规律,按照从平面问题到空间问题、从简单刚体到复杂系统、从质点到刚体系统,从具体应用到抽象建模等方式展开教学内容,带领你一起学习与工程机械物体平衡和运动密切相关的理论力学基础知识和基本原理。

理论力学介绍质点、质点系和刚体机械运动(包括平衡)的基本规律和分析方法,分为静力学、运动学、动力学和分析力学基础四部分内容。静力学主要研究物体的受力分析方法、力系的简化和平衡理论,并应用平衡规律解决工程结构中力学问题;运动学围绕解决建立刚体复杂运动和机构传动的几何描述方法,包括物体运动的轨迹、速度和加速度等参数的表征;动力学包括动量定理、动量矩定理和动能定理,动力学普遍定理从简单的质点演绎到复杂的质点系,建立了物体整体运动状态的物理量与其上作用的力系特征量和功能之间的关系。分析力学基础介绍达朗贝尔原理和虚位移原理,两者结合组成动力学普遍方程,为解决复杂动力学问题提供了一种普遍的分析方法。

学习本课程,初步学会应用物体机械运动基本规律去发现、分析、解决工程实际中的力学问题,并为材料力学、机械设计基础、结构设计等力学相关课程打下必要基础。帮助学生提升数理分析、逻辑推演、抽象建模等科学思维能力,提高学生的力学素养、创新能力以及终身学习能力。

Syllabus

  • 课程绪论
    • 静力学
      • 静力学基本概念
    • 第一章 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
      • 1.2 物体的受力分析和受力图
    • 第二章 平面力系
      • 2.1 平面汇交力系
      • 2.2 平面力对点之矩
      • 2.3 平面力偶系
      • 2.4 平面任意力系的简化
      • 2.5 平面任意力系的平衡条件和平衡方程
      • 2.6 物体系的平衡
      • 2.7 静定和超静定问题
      • 2.8 平面简单桁架的内力计算
    • 第三章 空间力系
      • 3.1 空间汇交力系
      • 3.2 力对点的矩和力对轴的矩
      • 3.2 空间力偶系
      • 3.4 空间任意力系的简化
      • 3.5 空间任意力系的平衡方程
      • 3.6 物体的重心
    • 第四章 摩擦平衡问题
      • 4.1 滑动摩擦
      • 4.2 摩擦角和自锁现象
      • 4.3 摩擦平面问题计算
      • 4.4 滚动摩擦的概念
    • 第五章 运动学引言和点的运动学
      • 5.1 矢量法和直角坐标法
      • 5.2 自然法
      • 5.3 点的运动应用举例
    • 第六章 刚体的简单运动
      • 6.1 刚体的平行移动
      • 6.2 刚体的定轴转动
      • 6.3 例题举例
      • 6.4 以矢量表示角速度和角加速 ·以矢积表示点的速度和加速度
    • 第七章 点的合成运动
      • 7.1 相对运动、牵连运动和绝对运动
      • 7.2 点的速度合成定理
      • 7.3 点的加速度合成定理
      • 7.4 点的合成运动习题课
    • 第八章 刚体的平面运动
      • 8.1 刚体平面运动的概念和运动分解
      • 8.2 基点法求平面图形内各点的速度
      • 8.3 速度瞬心法求平面图形内各点的速度
      • 8.4 基点法求平面图形内各点的加速度
      • 8.5 运动学综合应用举例
    • 动力学引言
      • 第九章 质点动力学基本方程
        • 9.1 动力学的基本定律
        • 9.2 质点的运动微分方程
      • 第十章 动量定理
        • 10.1 动力学普遍定理概述
        • 10.2 质点和质点系的动量
        • 10.3 动量定理
        • 10.4 质心运动定理
      • 第十一章 动量矩定理
        • 11.1 质点和质点系的动量矩
        • 11.2 刚体对轴的转动惯量
        • 11.3 动量矩定理
        • 11.4 刚体定轴转动运动微分方程
        • 11.5 质点系相对质心的动量矩定理
        • 11.6 刚体平面运动微分方程
        • 11.7 突然接触约束一类动力学问题求解
      • 第十二章 动能定理
        • 12.1 力的功
        • 12.2 质点和质心系的动能
        • 12.3 动能定理
        • 12.4 势力场、势能和机械能守恒定理
        • 12.5 普遍定理的综合应用举例
      • 第十三章 达朗贝尔原理
        • 13.1 惯性力和质点的达朗贝尔原理
        • 13.2 质心系的达朗贝尔原理
        • 13.3 刚体惯性力系的简化
        • 13.4 达朗贝尔原理应用举例
        • 13.5 绕定轴转动刚体的轴承附加动约束力
      • 第十四章 虚位移原理
        • 14.1 约束、虚位移和虚功
        • 14.2 虚位移原理
      • 期末考试

        Taught by

        Army Engineering University of PLA

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