《理论力学》教学大纲

《理论力学》教学大纲

一、课程概述:

1.课程编码：

2.课程类别:学士学位核心课程

3.学时:64学时

4.教学目的、意义、任务：

理论力学是普通物理力学的延续课程，又是学生首先接触到的第一门理论课。通过本课程的学习，使学生对宏观机械运动的规律有一较全面系统的认识，能掌握处理力学问题的一般方法，为后续理论课程的学习打坚实的基础。并培养学生一定的抽象思维与严密的逻辑推理能力，为今后独立学习创造条件。在理论力学的学习中，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。

5．主要教学方法、手段：

理论教学采用启发式、互动式、讲解式、结合仪器及实例进行演示等多种教学方法结合，并能结合实际，解决力学相关问题。

6．教学中注意的问题：

（1）在教学中，注重定理的理论推导。

（2）强化知识的应用，灵活运用数学分析方法解决力学问题。

7．考核方式:闭卷

8．考核标准与比例：

课程考核采用闭卷形式，平时占10%、期中考试占20%、期末考试占70%。

9．先修课程与后续课程：

先修课程：高高等数学；力学

后续课程：电动力学；量子力学

二、课程教学内容

绪论（2学时）

（一）教学基本要求

通过本课程的学习，使学生对宏观机械运动的规律有一较全面系统的认识，能掌握处理力学问题的一般方法，为后续理论课程的学习打坚实的基础。并培

养学生一定的抽象思维与严密的逻辑推理能力，为今后独立学习创造条件。在理论力学的学习中，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。介绍主要参考书和参考文献，介绍本课程的教学组织和安排，并提出基本学习要求。

（二）教学内容

1.理论力学的研究对象和基本内容

2.理论力学的基本特点及研究方法

3.理论力学的地位与作用

4.理论力学的形成与发展

5.主要参考书和参考文献

6.教学要求

第一章质点力学（16学时）

（一）教学基本要求

本章内容学生在普物中部分接触过，应在普物力学的基础上加深、提高、使其系统化，但应避免过多的重复。

教学内容：

1.1运动的描述方法

1.2速度、加速度的分量表示

1.3牛顿运动定律

1.4运动微分方程

1.5质点动力学基本定理与守恒律.

1.6质点在有心力场的运动

（二）重点与难点

重点：速度、加速度在各种坐标系中的分量表示；三个基本定理的推导过程。

难点：有心力场中的运动问题。

第二章质点组力学（12学时）

（一）教学基本要求

通过本章的学习，掌握三个定理的内容及三个守恒律的条件，深入理解质心概念，质心坐标系在质点系力学中的重要地位。

教学内容：

2.1质点系

2.2动量定理，质心运动定理，动量守恒定律

2.3角动量定理，角动量守恒定律，对质心的角动量定理

2.4动能定理，机械能守恒定律，动能定理

2.5二体问题

2.6质心坐标系和实验室坐标系，弹性碰撞

2.7变质量物体的运动，火箭

（二）重点与难点

重点：三个定理的内容及三个守恒律的条件。

难点：变质量物体的运动求解问题。

第三章刚体力学（14学时）

（一）教学基本要求

通过本章的学习，掌握刚体的自由度及角速度矢量；掌握惯量主轴与主转动惯量及刚体角动量与动能的表达；重点掌握刚体平面平行运动的运动学、动力学。

教学内容：

3.1 刚体的运动微分方程

3.2 力系的简化，刚体的平衡方程

3.3 刚体的平动、刚体的定轴转动

3.4 刚体的平面平行运动

3.5 转动惯量

3.6 刚体定点转动的运动分析

（二）重点与难点

重点：刚体平面平行运动的运动学、动力学的相关问题。

难点：任意轴转动惯量的求解问题。

第四章转动参照系（6学时）

（一）教学基本要求

通过本章的学习，弄清绝对运动、相对运动、牵连运动之间的关系，特别要掌握加速度的关系。理解科氏加速度产生的原因及其实质。

教学内容：

4.1平面转动参照系

4.2空间转动参照系

.. 4.3非惯性系动力学

4.4地球自转对物体运动的影响

（二）重点与难点

重点：平面转动参照系下，加速度表达式的含义。

难点：正确理解科氏加速度产生的原因及其实质。

第五章分析力学（14学时）

（一）教学基本要求

分析力学是在牛顿力学的基础上，用更普遍、更一般的方法来处理力学体系的运动问题，并为理论物理的其他课程提供必要基础。为此在理论力学中应占有一定的分量。在教学应强调力学的物理实质，避免完全陷入教学的抽象形式。掌握虚功原理、第二类拉格朗日方程、拉氏函数、正则方程。

教学内容：

5.1约束、广义坐标、虚位移、理想约束

5.2虚功原理

5.3拉格朗日方程

5.4微振动

5.5正则方程

5.6哈密顿原理

5.7泊松括号

（二）重点与难点

重点：虚功原理、正则方程及拉氏函数的应用。

难点：虚位移、虚功的概念。

三、附录

（一）教材及教学参考资料

教材：理论力学教程》周衍柏编，1999年1月第2版，北京，高等教育出版。

教学参考资料：《理论力学简明教程》肖士珣编，1997年12月第1版，北京，人民教育出版社。

（二）制定人：车立新

（三）审核人：罗香怡