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理论力学
主讲教师 许锋/皖西学院
学习人数 11
开课周期 2021年04月04日 ~ 2021年07月31日
教学进度
预报名
进行中
已结课
课程期次 共 17 周
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理论力学是理工科专业的一门重要的技术基础课,研究速度远小于光速的宏观物体的机械运动,属于古典力学的范畴。内容包括静力学、运动学、动力学三大部分,研究物体机械运动的一般规律,研究各类机构运动的规律、速度和加速度以及动力学相关问题。理论力学是一门理论性较强的技术基础课许多工程专业的后续课程如材料力学、结构力学、流体力学等系列力学课程都是以理论力学的基本概念和理论为基础的;理论可以直接用于解决工程实践问题。本课程的任务是要求学生掌握力学的基本概念和方法,并能熟练运用基本知识研究和解决工程中的力学问题


课程概述

理论力学(theoretical mechanics)是研究物体机械运动的基本规律的学科。力学的一个分支。它是一般力学各分支学科的基础。理论力学通常分为三个部分:静力学运动学与动力学。静力学研究作用于物体上的力系的简化理论及力系平衡条件;运动学只从几何角度研究物体机械运动特性而不涉及物体的受力;动力学则研究物体机械运动与受力的关系。动力学是理论力学的核心内容。理论力学的研究方法是从一些由经验或实验归纳出的反映客观规律的基本公理或定律出发,经过数学演绎得出物体机械运动在一般情况下的规律及具体问题中的特征。理论力学中的物体主要指质点刚体刚体系,当物体的变形不能忽略时,则成为变形体力学(如材料力学、弹性力学等)的讨论对象。静力学与动力学是工程力学的主要部分。  。

理论力学建立科学抽象力学模型(如质点、刚体等)。静力学和动力学都联系运动的物理原因——力,合称为动理学。有些文献把kinetics和dynamics看成同义词而混用,两者都可译为动力学,或把其中之一译为运动力学。此外,把运动学和动力学合并起来,将理论力学分成静力学和动力学两部分。

理论力学依据一些基本概念和反映理想物体运动基本规律的公理、定律作为研究的出发点。例如,静力学可由五条静力学公理演绎而成;动力学是以牛顿运动定律万有引力定律为研究基础的。理论力学的另一特点是广泛采用数学工具,进行数学演绎,从而导出各种以数学形式表达的普遍定理和结论 。


课程大纲
  • 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
    • 1.3 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 平面力偶
    • 2.3 平面任意力系的简化
    • 2.4 平面任意力系的平衡条件和平衡方程
  • 第三章 空间力系
    • 3.1 空间汇交力系 力对点的矩 和力对轴的矩
    • 3.2 空间力偶
    • 3.3 空间任意力系向一点的简化.主矢和主矩空间任意力系的平衡方程
    • 3.4 重心
  • 第四章 摩擦
    • 4.1 滑动摩擦、摩擦角和自锁现象
    • 4.2 考虑摩擦时物体的平衡问题及滚动摩阻
  • 第五章 点的运动学
    • 5.1 矢量法和直角坐标法
    • 5.2 自然法
  • 第六章 刚体的简单运动
    • 6.1 刚体的平行移动
    • 6.2 刚体绕定轴转动、转动刚体内各点的速度和加速度
    • 6.3 转动刚体内各点的速度和加速度
    • 6.4 轮系的传动比
  • 第七章 点的合成运动
    • 7.1 相对运动 牵连运动 绝对运动
    • 7.2 点的速度合成定理
    • 7.3 牵连运动是平移时点的加速度合成定理
    • 7.4 牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理 科氏加速度
  • 第八章 刚体的平面运动
    • 8.1 刚体平面运动的概述和运动分解
    • 8.2 求平面图形内各点速度的基点法
    • 8.3 求平面图形内各点速度的瞬心法
    • 8.4 用基点法求平面图形内各点的加速度
  • 第九章 质点动力学的基本方程
    • 第九章 质点动力学的基本方程
  • 第十章 动量定理
    • 10.1 动量与冲量
    • 10.2 动量定理
    • 10.3 质心运动定理
  • 第十一章 动量矩定理
    • 11.1 动量矩定理
    • 11.2 刚体绕定轴的转动微分方程
    • 11.3 刚体对轴的转动惯量
    • 11.4 质点系相对于质心的动量矩定理
  • 第十二章 动能定理
    • 12.1 力的功
    • 12.2 动能定理
    • 12.3 功率 功率方程 机械效率
    • 12.4 势力场 势能 机械能守恒定律
授课目标
预备知识
配套教材
参考教材
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