土木工程专业介绍

（六）土木工程专业

1、专业基础课程

理论力学（Theoretical Mechanics）

—、课程说明

课程编号：112T01Y

学分：3.5 总学时：60 学时分配：讲课43，自主学习17

适用专业：土木工程专业

先修课程：高等数学、线性代数、普通物理

二、课程教学的目的与任务

本课程是土木工程专业理论性较强的专业技术基础课，它研究力学中最普遍最基本的规律。一方面，理论力学能为解决实际工程问题提供必要的基础，是一般工程技术人员必须掌握的理论和方法；另一方面，理论力学也是学习一系列后续专业课程的基础和前提。通过本课程学习，使学生掌握研究物体机械运动的一般规律和具有分析、解决工程实际问题的能力。

三、课程教学的基本内容及学时分配

第一篇静力学部分（共24学时）

1、静力学基础（3/1学时）

掌握力、刚体、平衡等静力学基本概念；掌握静力学公理及其推论；掌握约束的概念、并能正确分析约束反力的方向及正确绘制受力图。（教学方式：讲授、课堂练习）

2、汇交力系（3/1学时）

掌握力沿空间直角坐标轴的分解；掌握用图解法和解析法求平面汇交力系的合成与平衡问题；掌握用解析法求空间汇交力系的合成与平衡问题；掌握汇交力系的平衡问题在土建工程中的实际应用；掌握并灵活应用合力投影定律。（教学方式：讲授、课堂练习）

3、力矩和力偶理论（1/1学时）

掌握力矩、力偶的概念及其计算；掌握两力偶的等效性质；掌握平面或空间力偶系的合成和平衡问题及其在土建工程中的实际应用；掌握力的平移定理及其应用。（教学方式：讲授、课堂练习）

4、平面一般力系（6/2学时）

掌握平面一般力系向一点的简化问题及其简化结果的分析；掌握平面一般力系的平衡问题及其在土建工程中的实际应用；包括解决物体系统的平衡问题——在多跨静定梁和静定刚架中的应用及用结点法或截面法计算平面桁架的内力；正确理解及掌握合力矩定律及其应用；了解静不定问题的概念及判别方法。（教学方式：讲授、课堂练习）

5、摩擦（1/1学时）

掌握摩擦的分类：掌握滑动摩擦及滑动摩擦定律；掌握摩擦角与自锁现象的概念及其应用；掌握考虑摩擦时的平衡问题及在工程中的应用；了解滚动摩阻的概念。（教学方式：讲授、课堂练习）

6、空间一般力系（3/1学时）

掌握空间一力对坐标轴的矩的概念和计算；正确理解力矩关系定理及应用；掌握空间一般力系的简化原理及简化结果的分析；掌握空间一般力系的平衡问题及其在土建工程中的实际应用；掌握物体的重心、形心概念及其坐标公式，并能正确计算形状规则物体的重心。（教学方式：讲授、课堂练习）第二篇运动学部分（共16学时）

7、点的运动（2学时）

掌握用矢量法、直角坐标法、自然法来描述点的运动特征（包括运动方程、运动轨迹、速度、加速度等）（教学方式：讲授）

8、刚体的基本运动（3/1学时）

掌握刚体的平动、刚体的定轴转动的特征；掌握转动刚体内各点的速庋和加速度的计算及其矢积式。

（教学方式：讲授、课堂练习）

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9、点的合成运动（3/1学时）

掌握点的合成运动和绝对运动、相对运动、牵连运动及其速度、加速度的基本概念；掌握点的速度合成定理及其运用；掌握牵连运动分别为平动、转动时的加速度合成定理及其运用。（教学方式：讲授、课堂练习）

10、刚体的合成运动（4/2学时）

掌握刚体的平面运动方程及其分解；掌握用基点法、速度瞬心法、速度投影定理求刚体作平面运动时平面图形内各点的速度；掌握用基点法求刚体作平面运动时平面图形内各点的加速庋。（教学方式：讲授、课堂练习）

第三篇动力学部分（共20学时）

11、质点运动微分方程（1/1学时）

掌握质点运动微分方程的矢量式、直角坐标式及自然坐标式；掌握正确求解质点动力学的两类基本问题；掌握质点在非惯性系中运动时的动力学基本方程。（教学方式：讲授、课堂练习）

12、动量定理（3/1学时）

掌握质点和质点系的动量、冲量的概念及其计算；掌握质点和质点系的动量定理及运用；掌握动量守恒定理及应用；掌握质心运动定理、质心运动守恒定理及其应用。

（教学方式：讲授）

13、动量矩定理（3/1学时）

掌握转动惯量、惯性积、惯性主轴的概念及其计算；掌握平行轴定理及在计算转动惯量中的应用；掌握质点和质点系的动量矩概念及计算；掌握质点和质点系的动量矩定理及其应用；掌握刚体定轴转动时、平面运动时的微分方程；掌握质点系相对于质心的动量矩定理及应用。（教学方式：讲授、课堂练习）

14、动能定理（3/1学时）

掌握功、功率、及质点和质点系的动能、势能、机械能的概念及计算；掌握质点和质点系的动能定理及应用：掌握势力场的概念；掌握有势力和势能函数间的关系；掌握机械能守恒定理及其应用。（教学方式：讲授、课堂练习）

15、达朗伯原理（1/1学时）

掌握惯性力的概念：掌握质点和质点系的达朗伯原理及应用：掌握刚体惯性力系的简化一惯性力系的主矢和主矩：了解定轴转动刚体轴承的动反力。（教学方式：讲授、课堂练习）

16、虚位移原理（3/1学时）

掌握约束、理想约束的概念及约束的分类：掌握虚位移、虚功、自由度、广义坐标的概念；掌握用几何法、解析法分析质点系的虚位移；掌握虚位移原理及其应用：了解广义坐标形式的虚位移原理。（教学方式：讲授、课堂练习）

四、教学方法

本课程以课堂讲授为主、并根据学生平时听课的难易情况、作业情况适当安排课堂讨论与实践练习等习题课与课后质疑、答疑相结合的教学方法，安排自主学习内容。

五、考核及成绩评定方式

课程考核及成绩评定方式以期末考试成绩为主兼顾平时成绩。

六、教材及参考书目

推荐教材：《理论力学》乔宏洲主编中国建筑工业出版社

参考书目：《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室编高等教育出版社

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