新疆大学机械工程学院 “理论力学”课程教学大纲 英文名称：Theoretical Mechanics 课程编号：C06002 课程类型：工程科学 学时：64学分：4 使用对象：机械制造及设备自动化专业，材料科学与工程专业，化工机械专业 先修课程：大学物理，高等数学 使用教材：清华大学编，《理论力学》。高等教育出版社，2004 哈尔滨工业大学编，《理论力学》。高等教育出版社，2005 郝桶生主编，《理论力学》。高等教育出版社，2003 王崇斌主编， 《理论力学》。高等教育出版社，2001 一、课程的性质，目的和任务
8 新疆大学机械工程学院 “理论力学”课程教学大纲 英文名称：Theoretical Mechanics 课程编号：C06002 课程类型：工程科学 学时：64 学分：4 使用对象：机械制造及设备自动化专业，材料科学与工程专业，化工机械专业 等 先修课程：大学物理，高等数学 使用教材：清华大学编，《理论力学》。高等教育出版社，2004 哈尔滨工业大学编，《理论力学》。高等教育出版社，2005 郝桶生主编，《理论力学》。高等教育出版社，2003 王崇斌主编，《理论力学》。高等教育出版社，2001 一、课程的性质，目的和任务
理论力学是一门理论性强的技术基础课。它是各门力学的基础，并在许多 工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握质点系，刚体及 刚体系统机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，为学习有关的后续课 程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件：使学生初步 学会应用理论力学的理论和方法分析解决一些简单的工程实际问题：结合本课 程的特点，培养学生的综合能力。 二、教学内容的基本要求 总要求，对质点，质点系和刚体系统的机械运动（包括平衡）的规律有较 系统全面的了解。掌握有关的基本概念，基本理论和基本方法及其应用。 各部分要求： (一)静力学 1.掌握各种常见约束的性质，对简单的物体系统能熟练地取分立体并画出受 力图。 2.掌握力，力矩和力偶等基本概念及其性质，能熟练计算力的投影，力对 点的矩和力对轴的矩。 3.掌握各种类型力系的简化方法和简化结果，能熟练计算主矢和主矩。 4.会应用各种类型的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平 衡问题。对平面一般力系的平衡问题，能熟练的取分力体和应用各种形式 的平衡方程求解。 5.会用节点法和界面法求解简单桁架的内力。 6.掌握滑动摩擦力的特征，会求解考虑滑动摩擦时简单物体系统的平衡问 题，了解滚阻的概念。 (二)运动学 1.掌握描述点的运动的矢量法，直角坐标法和弧坐标法，会求点的运动轨 迹，并能熟练的求解与点的速度和加速度有关的问题。 2.掌握刚体基本运动时的特征。能熟练的求解定轴转动刚体的角速度和角加 速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问题。 3.掌握运动合成和分解的基本概念和方法。掌握点的速度合成定理和牵连运 动为平动时的加速度合成定理及其应用，掌握牵连运动为转动时的加速度 合成定理。 掌握刚体平面运动的特征。能熟练应用基点法，瞬心法和速度投影法求解 9
9 理论力学是一门理论性强的技术基础课。它是各门力学的基础，并在许多 工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握质点系，刚体及 刚体系统机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，为学习有关的后续课 程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件；使学生初步 学会应用理论力学的理论和方法分析解决一些简单的工程实际问题；结合本课 程的特点，培养学生的综合能力。 二、教学内容的基本要求 总要求，对质点，质点系和刚体系统的机械运动（包括平衡）的规律有较 系统全面的了解。掌握有关的基本概念，基本理论和基本方法及其应用。 各部分要求： （一）静力学 1． 掌握各种常见约束的性质，对简单的物体系统能熟练地取分立体并画出受 力图。 2． 掌握力，力矩和力偶等基本概念及其性质，能熟练计算力的投影，力对 点的矩和力对轴的矩。 3． 掌握各种类型力系的简化方法和简化结果，能熟练计算主矢和主矩。 4． 会应用各种类型的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平 衡问题。对平面一般力系的平衡问题，能熟练的取分力体和应用各种形式 的平衡方程求解。 5．会用节点法和界面法求解简单桁架的内力。 6．掌握滑动摩擦力的特征，会求解考虑滑动摩擦时简单物体系统的平衡问 题，了解滚阻的概念。 （二）运动学 1．掌握描述点的运动的矢量法，直角坐标法和弧坐标法，会求点的运动轨 迹，并能熟练的求解与点的速度和加速度有关的问题。 2．掌握刚体基本运动时的特征。能熟练的求解定轴转动刚体的角速度和角加 速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问题。 3．掌握运动合成和分解的基本概念和方法。掌握点的速度合成定理和牵连运 动为平动时的加速度合成定理及其应用，掌握牵连运动为转动时的加速度 合成定理。 4． 掌握刚体平面运动的特征。能熟练应用基点法，瞬心法和速度投影法求解
有关速度问题。能熟练的应用基点法求解有关加速度问题。对常见平面机 构能熟练的进行速度和加速度分析。 (三)动力学 1.会建立质点的运动微分方程。 2.掌握并能熟练计算动力学中各基本物理量（质点系及刚体系统的动量，动 量矩，动能及力的冲量，常见力的功)。 3。掌握质点系动力学普遍定理及相应的守恒条件，能熟练地选择和综合应用 这些定理求解质点系及刚体系统的动力学问题。 4.会应用刚体定州转动和平面运动微分方程求解有关的动力学问题。 5.掌握惯性力的概念，掌握刚体平动，对称刚体作定轴转动和平面运动时惯 性力系简化结果的计算。掌握达朗伯原理（动静法）的应用。 6.掌握自由度，广义坐标，虚位移和理想约束等概念。 7.*会建立单自由度系统自由振动，衰减振动和强迫振动的微分方程，掌握 振动的特征，会计算振动周期，频率。 三、能力培养基本要求 结合本课程的特点，使学生在下列各种能力上得到培养。 a)逻辑思维能力（包括推理，分析，判断等）。 b)抽象化能力（包括将简单实际问题抽象成为力学模型，进行适当的数学描 述，应用力学理论求解)。 c)自学能力，表达能力（用文字和图像）以及数字计算能力。 d)工程意识和实践动手能力。 e) 四、教学内容 绪论 理论力学的研究对象及在工程技术中的作用。理论力学的研究方法。 (一)静力学的任务及基本概念 经理学的任务及基本概念。力的基本性质（静力学公理）。约束和约束反 力。受力图。 (二)基本力系 汇交力系的合成和平衡条件。力偶和力偶矩。力偶的等效定理。力偶系的 合成和平衡条件
10 有关速度问题。能熟练的应用基点法求解有关加速度问题。对常见平面机 构能熟练的进行速度和加速度分析。 （三）动力学 1．会建立质点的运动微分方程。 2．掌握并能熟练计算动力学中各基本物理量（质点系及刚体系统的动量，动 量矩，动能及力的冲量，常见力的功）。 3．掌握质点系动力学普遍定理及相应的守恒条件，能熟练地选择和综合应用 这些定理求解质点系及刚体系统的动力学问题。 4．会应用刚体定州转动和平面运动微分方程求解有关的动力学问题。 5．掌握惯性力的概念，掌握刚体平动，对称刚体作定轴转动和平面运动时惯 性力系简化结果的计算。掌握达朗伯原理（动静法）的应用。 6．掌握自由度，广义坐标，虚位移和理想约束等概念。 7．* 会建立单自由度系统自由振动，衰减振动和强迫振动的微分方程，掌握 振动的特征，会计算振动周期，频率。 三、 能力培养基本要求 结合本课程的特点，使学生在下列各种能力上得到培养。 a) 逻辑思维能力（包括推理，分析，判断等）。 b) 抽象化能力（包括将简单实际问题抽象成为力学模型，进行适当的数学描 述，应用力学理论求解）。 c) 自学能力，表达能力（用文字和图像）以及数字计算能力。 d) 工程意识和实践动手能力。 e) 四、 教学内容 绪论 理论力学的研究对象及在工程技术中的作用。理论力学的研究方法。 （一）静力学的任务及基本概念 经理学的任务及基本概念。力的基本性质（静力学公理）。约束和约束反 力。受力图。 （二）基本力系 汇交力系的合成和平衡条件。力偶和力偶矩。力偶的等效定理。力偶系的 合成和平衡条件
(三)平面力系 力对点之矩。力的平移定理。平面力系的主矢和主矩。平面力系向作用面 内任一点的简化。平面力系简化的各种结果。合力矩定力。平面力系的平衡条 件，平衡方程的各种形式。平面平行力系的平衡方程。静定和静不定问题的概 念。物体系的平衡。简单静定桁架的内力分析举例（节点法和截面法）。 (四)摩擦 滑动摩擦定律。摩擦角和自锁现象。考虑摩擦时的平衡问题。滚动摩擦。 (五)空间力系 力对点之矩与力对轴之矩。空间力系向任一点的简化。空间力系的主矢与 主矩。空间力系简化的各种结果。空间力系的平衡条件与平衡方程。空间平行 力系的平衡方程。 (六)点的运动 确定点运动的基本方法：矢量法，直角坐标法，自然法。运动方程与轨迹 方程。店的速度和加速度。 (七)刚体的基本运动 刚体的基本运动形式。刚体作基本运动时其内各点的速度和加速度分析与 泊桑公式。 (八)点的复合运动 绝对运动，相对运动和牵连运动。点的速度合成定力。牵连运动为平动时 的加速度合成定力。牵连运动为转动时的加速度合成定力。 (九)刚体的平面运动 刚体平面运动的描述及其广义坐标。平面运动分解为平动和转动。平面图 形内各点的速度和加速度。 (十)质点运动微分方程 动力学的任务。动力学基本定律。质点运动微分方程。质点动力学两类问 题。 (十一) 动量定理 质点系动量。质点系动量定理。知心运动定理。 (十二) 动量矩定理 质点系动量矩。质点系动量矩定理及守恒条件。相对质心的动量矩定理。 刚体平面运动微分方程 (十三) 动能定理
11 （三）平面力系 力对点之矩。力的平移定理。平面力系的主矢和主矩。平面力系向作用面 内任一点的简化。平面力系简化的各种结果。合力矩定力。平面力系的平衡条 件，平衡方程的各种形式。平面平行力系的平衡方程。静定和静不定问题的概 念。物体系的平衡。简单静定桁架的内力分析举例（节点法和截面法）。 （四）摩擦 滑动摩擦定律。摩擦角和自锁现象。考虑摩擦时的平衡问题。滚动摩擦。 （五）空间力系 力对点之矩与力对轴之矩。空间力系向任一点的简化。空间力系的主矢与 主矩。空间力系简化的各种结果。空间力系的平衡条件与平衡方程。空间平行 力系的平衡方程。 （六）点的运动 确定点运动的基本方法：矢量法，直角坐标法，自然法。运动方程与轨迹 方程。店的速度和加速度。 （七）刚体的基本运动 刚体的基本运动形式。刚体作基本运动时其内各点的速度和加速度分析与 泊桑公式。 （八）点的复合运动 绝对运动，相对运动和牵连运动。点的速度合成定力。牵连运动为平动时 的加速度合成定力。牵连运动为转动时的加速度合成定力。 （九）刚体的平面运动 刚体平面运动的描述及其广义坐标。平面运动分解为平动和转动。平面图 形内各点的速度和加速度。 （十）质点运动微分方程 动力学的任务。动力学基本定律。质点运动微分方程。质点动力学两类问 题。 （十一） 动量定理 质点系动量。质点系动量定理。知心运动定理。 （十二） 动量矩定理 质点系动量矩。质点系动量矩定理及守恒条件。相对质心的动量矩定理。 刚体平面运动微分方程。 （十三） 动能定理
常见力的功，理想约束。质点系动能及刚体系统动能。质点系动能定理。 (十四)达朗伯原理 达朗伯原理与惯性力。运动刚体的惯性力系简化。静平衡和动平衡的概 念。 (十五) 虚位移原理 约束，虚位移和自由度。广义坐标。广义力。广义力表示的质点系的平衡 条件。 (十六) *振动的基本理论 单自由度振动系统运动微分方程。固有频率的计算。受迫振动。阻尼的影 响。 五、学时分配 内容 参考学时 内容 参考学时 绪论 0.5 刚体的平面运动 5 静力学基本概念 4.5 质点运动微分方程 4 基本力系 3 动量定理 4 平面力系 6 动量矩定理 5 摩擦 4 动能定理 6 空间力系 4 达朗伯原理 4 点的运动 2 虚位移原理 4 刚体的基本运动 *振动的基本概念 4 点的复合运动 6 *理论力学试题 (16+16) 六、几点说明 1.本课程的教学环节为主要是讲课。讲课形式可以多样化（课堂讨论，电化 教学等)。 2.为达到基本要求，课内外应有一定数量的练习，题目不应少于150道题 (概念题，简单证明题，综合分析题等)。课内外学时比例以1：1.5为 宜。 12
12 常见力的功，理想约束。质点系动能及刚体系统动能。质点系动能定理。 （十四） 达朗伯原理 达朗伯原理与惯性力。运动刚体的惯性力系简化。静平衡和动平衡的概 念。 （十五） 虚位移原理 约束，虚位移和自由度。广义坐标。广义力。广义力表示的质点系的平衡 条件。 （十六） *振动的基本理论 单自由度振动系统运动微分方程。固有频率的计算。受迫振动。阻尼的影 响。 五、学时分配 内 容 参考学时 内 容 参考学时 绪论 0.5 刚体的平面运动 5 静力学基本概念 4.5 质点运动微分方程 4 基本力系 3 动量定理 4 平面力系 6 动量矩定理 5 摩擦 4 动能定理 6 空间力系 4 达朗伯原理 4 点的运动 2 虚位移原理 4 刚体的基本运动 2 *振动的基本概念 4 点的复合运动 6 *理论力学试题 (16+16) 六、几点说明 1． 本课程的教学环节为主要是讲课。讲课形式可以多样化（课堂讨论，电化 教学等）。 2．为达到基本要求，课内外应有一定数量的练习，题目不应少于 150 道题 （概念题，简单证明题，综合分析题等）。课内外学时比例以 1：1.5 为 宜