《工程力学IⅡI》课程教学大纲课程编号：12511200学分：3总学时：51大纲执笔人：王斌耀大纲审核人：徐鉴一、课程性质与目的本课程适用工民建、桥梁、地下建筑结构等主建类专业，以及力学等相关专业。《工程力学》是工科相关专业的一门技术基础课。通过教学，学生应具有《工程力学》的基础知识，能求解多物体运动机构的分析和多自由度系统的动力学问题；并具有从身边的力学问题中，建立初步的力学模型进行定性分析和研究的能力。同时还应为材料力学、结构力学等课程提供必要的基础知识。二、课程基本要求（一）运动学1、掌握从各种坐标系直接描述点的运动；2、掌握刚体的基本运动中的移动（平动）和定轴转动的运动描述，以及体上一点的运动描述；3、掌握平面运动刚体的运动描述，以及体上一点的运动描述4.掌握点对定坐标系和动坐标系的运动学关系；5、熟悉自由度、广义坐标的概念，掌握广义坐标的取法。(二）动力学1、掌握动力学基本定理的微分形式和积分形式，以及动力学中的已知运动求力和已知力求运动的问题求解方法；2、掌握惯性力系的简化方法和结果，以及将动力学问题从形式上转变成静力学问题的表达方法；3、熟悉虚位移的概念，掌握用虚位移方法求解静定系统的平衡问题；4、掌握动力学普遍方程的两种表达形式，掌握第二类拉格朗日方程，熟悉第二类拉格朗日方程的初积分：5、理解动载荷中的动荷系数等基本概念，会计算杆件承受冲击载荷时的应力和变形。三、课程基本内容（一）运动学1.序言（1）了解从不同的坐标来描述运动的方法；（2）理解运动的相对性。2.点的运动学（1）掌握在各种坐标坐标系中列写点的运动方程的方法；（2）掌握运动方程与速度、加速度之间的关系：（3）了解极坐标、柱坐标和球坐标研究点的运动的方法。3.刚体的基本运动（1）掌握移动刚体的特征：（2）掌握移动刚体上各点的速度之间的关系、加速度之间的关系：（3）掌握定轴转动刚体的运动方程、角速度方程和角加速度的方程：
《工程力学Ⅱ》课程教学大纲 课程编号： 12511200 学分：3 总学时：51 大纲执笔人： 王斌耀 大纲审核人：徐鉴 一、课程性质与目的 本课程适用工民建、桥梁、地下建筑结构等土建类专业，以及力学等相关专业。 《工程力学》是工科相关专业的一门技术基础课。通过教学，学生应具有《工程力学》 的基础知识，能求解多物体运动机构的分析和多自由度系统的动力学问题；并具有从身边的 力学问题中，建立初步的力学模型进行定性分析和研究的能力。同时还应为材料力学、结构 力学等课程提供必要的基础知识。 二、课程基本要求 （一） 运动学 1、 掌握从各种坐标系直接描述点的运动； 2、 掌握刚体的基本运动中的移动（平动）和定轴转动的运动描述，以及体上 一点的运动描述； 3、 掌握平面运动刚体的运动描述，以及体上一点的运动描述； 4、 掌握点对定坐标系和动坐标系的运动学关系； 5、 熟悉自由度、广义坐标的概念，掌握广义坐标的取法。 （二） 动力学 1、 掌握动力学基本定理的微分形式和积分形式，以及动力学中的已知运动求 力和已知力求运动的问题求解方法； 2、 掌握惯性力系的简化方法和结果，以及将动力学问题从形式上转变成静力 学问题的表达方法； 3、 熟悉虚位移的概念，掌握用虚位移方法求解静定系统的平衡问题； 4、 掌握动力学普遍方程的两种表达形式，掌握第二类拉格朗日方程，熟悉第 二类拉格朗日方程的初积分； 5、理解动载荷中的动荷系数等基本概念，会计算杆件承受冲击载荷时的应力和变 形。 三、课程基本内容 （一）运动学 1. 序言 （1）了解从不同的坐标来描述运动的方法； （2）理解运动的相对性。 2. 点的运动学 （1）掌握在各种坐标坐标系中列写点的运动方程的方法； （2）掌握运动方程与速度、加速度之间的关系； （3）了解极坐标、柱坐标和球坐标研究点的运动的方法。 3. 刚体的基本运动 （1）掌握移动刚体的特征； （2）掌握移动刚体上各点的速度之间的关系、加速度之间的关系； （3）掌握定轴转动刚体的运动方程、角速度方程和角加速度的方程；
（4）掌握定轴转动刚体上一点的速度和加速度的计算；（5）了解定轴转动刚体上一点的速度和加速度的矢量表示。4.刚体的平面运动（1）掌握平面运动刚体的运动方程：（2）掌握平面运动刚体上二点之间的速度关系、二点之间的加速度的关系：（3）掌握求解速度的三种方法；（4）掌握求解加速度的基点法。5.点的合成运动（1）掌握动点、动系的取法：能分析动点相对二种坐标的三种运动；（2）掌握速度合成定理；（3）掌握加速度合成定理；（4）会计算平面运动和点的合成运动的综合题。（二）动力学1.序言（1）掌握惯性参照系的概念：（2）理解古典力学适用的范围。2.动量定理（1）掌握质点动量的微分形式，能列写质点运动的微分方程：（2）掌握质心运动定理（质点系运动微分方程）；（3）理解稳定流情况的动约束力公式。3.动量矩定理（1）掌握质点系对固定点动量矩定理的微分形式（2）了解对任意动点的动量矩定理的微分形式，掌握质点系对质心点动量矩定理的微分形式；（3）掌握刚体平面运动微分方程。4.动能定理（1）掌握变力的元功和变力功的定义式（2）熟悉几种常见力的功的表达式：（3）掌握质点系动能的表达形式一一柯尼希定理，熟悉移动刚体、定轴转动刚体和平面运动刚体的动能表达形式；（4）掌握质点系动能定理的积分形式，了解质点系动能定理的微分形式：（5）理解有势力的势能与功的关系，掌握几种常见有势力的势能的列写；（6）掌握动力学基本定理的综合应用。5.达朗贝尔原理（1）掌握质点的达朗贝尔原理和质点系的达朗贝尔原理：（2）掌握质点系的惯性力系的简化，能列写移动刚体、定轴转动刚体和平面运动刚体的惯性力系的表达式：（3）能用达朗贝尔原理求解被约束物体的运动和力。6.虚位移原理（1）理解虚位移的定义，会计算虚位移：（2）熟悉虚位移原理的两种表达形式和其适用性：（3）能用虚位移原理求静力学的平衡问题。7.拉格朗日方程（第二类）（1）熟悉动力学普遍方程的表达形式：
（4）掌握定轴转动刚体上一点的速度和加速度的计算； （5）了解定轴转动刚体上一点的速度和加速度的矢量表示。 4. 刚体的平面运动 （1）掌握平面运动刚体的运动方程； （2）掌握平面运动刚体上二点之间的速度关系、二点之间的加速度的关系； （3）掌握求解速度的三种方法； （4）掌握求解加速度的基点法。 5. 点的合成运动 （1）掌握动点、动系的取法；能分析动点相对二种坐标的三种运动； （2）掌握速度合成定理； （3）掌握加速度合成定理； （4）会计算平面运动和点的合成运动的综合题。 （二）动力学 1. 序言 （1）掌握惯性参照系的概念； （2）理解古典力学适用的范围。 2. 动量定理 （1）掌握质点动量的微分形式，能列写质点运动的微分方程； （2）掌握质心运动定理（质点系运动微分方程）； （3）理解稳定流情况的动约束力公式。 3. 动量矩定理 （1）掌握质点系对固定点动量矩定理的微分形式； （2）了解对任意动点的动量矩定理的微分形式，掌握质点系对质心点动量矩 定理的微分形式； （3）掌握刚体平面运动微分方程。 4. 动能定理 （1）掌握变力的元功和变力功的定义式； （2）熟悉几种常见力的功的表达式； （3）掌握质点系动能的表达形式——柯尼希定理，熟悉移动刚体、定轴转动 刚体和平面运动刚体的动能表达形式； （4）掌握质点系动能定理的积分形式，了解质点系动能定理的微分形式； （5）理解有势力的势能与功的关系，掌握几种常见有势力的势能的列写； （6）掌握动力学基本定理的综合应用。 5. 达朗贝尔原理 （1）掌握质点的达朗贝尔原理和质点系的达朗贝尔原理； （2）掌握质点系的惯性力系的简化，能列写移动刚体、定轴转动刚体和平面 运动刚体的惯性力系的表达式； （3）能用达朗贝尔原理求解被约束物体的运动和力。 6. 虚位移原理 （1）理解虚位移的定义，会计算虚位移； （2）熟悉虚位移原理的两种表达形式和其适用性； （3）能用虚位移原理求静力学的平衡问题。 7. 拉格朗日方程（第二类） （1）熟悉动力学普遍方程的表达形式；
（2）掌握拉格朗日方程：（3）了解拉格朗日方程的初积分。8.动载荷（1）构件作等加速运动或等速转动时的动应力计算（2）构件受冲击时的应力和变形计算动荷系数（3）提高构件抗冲击能力的措施四、实验或上机内容实验一了解理论力学在工程和生活中的应用，观看应用理论力学分析生产、生活中力学问题的录象，观察各种生产、生活实物模型，结合理论知识，撰写身边的力学课程论文。实验二综合实验：1.重心的测定；2.转动惯量的测定；3.自激振动频率的测定等。填写格式化的实验报告。五、前修课程要求高等数学、微分方程、线形代数六、学时分配学时安排序号小计内容理论实验习题上机课时课时课时课时运动学概述，点的运212动学222刚体的基本运动3415刚体平面运动点的合成运动4264约束、自由度与广义511坐标62课外力学应用实验7动力学普遍定理，22动力学基本方程228动量定理9动量矩定理及转动44惯量1045动能定理1211动力学实验课外
（2）掌握拉格朗日方程； （3）了解拉格朗日方程的初积分。 8. 动载荷 （1）构件作等加速运动或等速转动时的动应力计算 （2）构件受冲击时的应力和变形计算 动荷系数 （3）提高构件抗冲击能力的措施 四、实验或上机内容 实验一 了解理论力学在工程和生活中的应用，观看应用理论力学分析生产、生活中力学问题的 录象，观察各种生产、生活实物模型，结合理论知识，撰写身边的力学课程论文。 实验二 综合实验：1.重心的测定；2.转动惯量的测定；3.自激振动频率的测定等。 填写格式化的实验报告。 五、前修课程要求 高等数学、微分方程、线形代数 六、学时分配 学 时 安 排 序号 内 容 理论 课时 实验 课时 习题 课时 上机 课时 小计 1 运动学概述，点的运 动学 2 2 2 刚体的基本运动 2 2 3 刚体平面运动 4 1 5 4 点的合成运动 4 2 6 5 约束、自由度与广义 坐标 1 1 6 力学应用实验 2 课外 7 动力学普遍定理 ， 动力学基本方程 2 2 8 动量定理 2 2 9 动量矩定理及转动 惯量 4 4 10 动能定理 4 1 5 11 动力学实验 2 课外
12分析力学基础、质系44达氏原理13虚位移原理4414动力学普遍方程和66拉格朗日方程（第2类)15动载荷441622期中考试机动（长假冲课）2172474（课外）510总计说明：因课内已没有实验学时，实实验均为课外时间实施。七、教材与主要参考书1.《理论力学》同济大学航空航天与力学学院基础力学教学研究部编，同济大学出版社出版。2005年9月2.《理论力学》刘延柱杨海兴朱本华编，高等教育出版社出版。3.《理论力学》武清玺冯奇主编，高等教育出版社出版。2003年8月4.《理论力学导学篇》冯奇王斌耀编，机械工业出版社出版。2003年7月5.《理论力学》贾书惠李万琼编，高等教育出版社出版
12 分析力学基础、质系 达氏原理 4 4 13 虚位移原理 4 4 14 动力学普遍方程和 拉格朗日方程（第 2 类） 6 6 15 动载荷 4 4 16 期中考试 2 2 17 机动（长假冲课） 2 2 总 计 47 4（课外） 0 51 说明：因课内已没有实验学时 ： ，实验均为课外时间实施。 七、教材与主要参考书 1.《理论力学》 同济大学航空航天与力学学院基础力学教学研究部编， 同济大学出版社出版。2005 年 9 月 2. 《理论力学》刘延柱 杨海兴 朱本华 编，高等教育出版社出版。 3. 《理论力学》武清玺 冯 奇 主编，高等教育出版社出版。2003 年 8 月 4. 《理论力学导学篇》冯 奇 王斌耀 编，机械工业出版社出版。2003 年 7 月 5. 《理论力学》贾书惠 李万琼 编，高等教育出版社出版