浙江大学 - 话题

三、教学目的和教学要求：

《理论力学》是一门极其重要的技术基础课，理论力学知识不仅可直接用于解决一些工程问题，而且是学习很多工程专业课程的基础，同时有利于培养逻辑思维能力。通过对《理论力学》课程的学习，使学生掌握物体机械运动（包括平衡）的基本规律及其研究方法；学会运用基本定理与方法分析、解决实际问题，包括物体系统（特别是桁架）的平衡、运动规律与动力学定律等；并熟悉虚位移原理的基本知识，从而为学习相关的后继系列课程及从事科学技术的研究与应用工作奠定必要的基础。

四、教学内容和课时分配：每周4学时（含实验），共17周。

（总68学时，其中讲课63学时，实验5学时）
主要内容：

（一） 静力学公理与物体的受力分析 （共4学时）
1、绪论、力的概念、公理 （2学时）
2、约束、受力分析 （2学时）
（二） 平面汇交力系与力偶系 （共2学时）
1、 平面汇交力系的合成与平衡 （1学时）
2、 力对点的矩、平面力偶理论 （1学时）
（三） 平面任意力系 （共5.5学时）
1、 平面任意力系向一点的简化、简化结果 （1学时）
2、 平面任意力系的平衡方程 （1学时）
3、 物体系的平衡、静定与静不定 （2学时）
4、 平面桁架的内力 （1.5学时）
（四） 空间力系 （共3学时）
1、 空间汇交力系 （0.5学时）
2、 力对点与轴的矩、空间力偶 （1学时）
3、 空间任意力系向一点的简化、主矢与主矩 （0.5学时）
4、 空间任意力系的平衡 （1学时）
(五) 摩擦 （共2.5学时）
1、滑动摩擦、有摩擦时的平衡 （1学时）
2、摩擦角、自锁、滚动摩阻 （1.5学时）
（六）运动学基础 （共1学时）
1、 矢量法、直角坐标法、自然法 （1学时）
3、 刚体的平行移动、定轴转动 （0学时）
4、 转动刚体的速度与加速度、矢量表示 （0学时）
（七）点的合成运动 （共6学时）
1、 绝对、相对与牵连运动、速度合成定理 （3学时）
2、 加速度合成定理、科氏加速度 （3学时）
（八）刚体的平面运动 （共8学时）
1、 运动分解、速度基点法 （2学时）
2、 速度瞬心法、加速度基点法 （3学时）
3、 运动学综合应用 （3学时）
（九）动量定理 （共3学时）
1、动量与冲量 （0.5学时）
2、动量定理、质心运动定理 （2.5学时）
(十) 动量矩定理 （共5学时）
1、动量矩、动量矩定理 （1学时）
2、定轴转动微分方程、转动惯量 （1学时）
3、相对质心的动量矩定理、刚体平面运动微分方程 （3学时）
（十一）动能定理 （共5.5学时）
1、力的功、动能 （1学时）
2、动能定理 （1.5学时）
3、功率方程、势能 （1学时）
4、普遍定理的综合应用 （2学时）
（十二）达朗伯原理 （共4学时）
1、达朗伯原理 （1学时）
2、惯性力系的简化 （3学时）
（十三）虚位移原理 （共2.5学时）
1、虚位移、虚功 （1学时）
2、虚位移原理 （1学时）
3、自由度和广义坐标 （0.5学时）
（十四）动力学普遍方程与拉格朗日方程 （共6学时）
1、动力学普遍方程 （1学时）
2、拉格朗日方程 （2学时）
3、拉格朗日方程的初积分 (1学时)
4、MATLAB应用（2学时）
（十五）振动 （共4学时）
1、单自由度系统的自由振动(自学) （0学时）
2、单自由度系统的强迫振动 （1学时）
3、转子的临界转速、隔振 （1学时）
4、两自由度系统的自由振动和强迫振动、动力减振器 （2学时）
（十六）理论力学实验（基本实验） （共5学时）
实验一、求振动系统的刚度系数和固有频率
实验二、测定“空中输电线”模型的振幅与风速关系曲线
实验三、实验方法测定物体的重心
实验四、四种不同类型载荷的比较实验
实验五、“三线摆”法测定圆盘的转动惯量
实验六、“三线摆”法测定不规则物体的定轴转动惯量
实验七、落体法测定圆盘的转动惯量
实验八、摩擦因数测定
实验九、简谐振动幅值测量
实验十、简谐波幅域统计参数的测定
（十七）理论力学实验（提高实验）
任选若干项
实验一：用“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率
实验二：用“利萨如图形法”测量简谐振动的频率
实验三：简谐振动幅值测量
实验四：简谐波幅域统计参数的测定
实验五：用“双踪示波比较法”测量传感器的标定值
实验六：振动系统固有频率的测试
实验七：单自由度系统模型参数的测试
实验八：测试附加质量对系统频率的影响
实验九：附加质量分布对系统频率的影响
实验十：单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻尼比的测定
实验十一：单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率、阻尼比的测定
实验十二：共振法测试有阻尼振动系统的固有频率
实验十三：单自由度系统各种频率的区别与测定
实验十四：拍振现象实验
实验十五：两自由度系统固有频率测试
实验十六：主动隔振实验
实验十七：被动隔振实验
实验十八：阻尼减振实验
实验十九：单式动力吸振实验
实验二十：复式动力吸振实验
实验二十一：索力测试
实验二十二：多自由度固有频率测试
实验二十三：变时基锤击法简支梁模态测试
实验二十四：连续弹性体悬臂梁模态测试
实验二十五：连续弹性体等强度梁模态测试
实验二十六：圆板模态测试
（十八）理论力学创新应用实验
五、考试要求：
1、静力学：
平衡、刚体、力、约束、静力学公理、受力分析、力对点之矩、力对轴之矩、力偶理论、力系的简化、主矢、主矩、力系的平衡、物体系统（含平面静定桁架）的平衡、滑动摩擦、考虑滑动摩擦时物体系统的平衡。
2、运动学

点的运动方程、轨迹、速度和加速度、刚体的平动、刚体的定轴转动、转动方程、角速度和角加速度、定轴转动刚体内任一点的速度和加速度、点的合成运动、点的速度合成、点的加速度合成、科氏加速度、刚体的平面运动、用基点法和瞬心法求速度、用基点法求加速度、运动学综合应用。

3、动力学

动量、动量定理、动量守恒的条件、质心、质心运动定理、质心运动守恒的条件、动量矩、动量矩定理、动量矩守恒的条件、刚体的定轴转动微分方程、转动惯量、回转半径、转动惯量的平行轴定理、相对质心的动量矩定理、刚体平面运动微分方程、功、动能、势能、动能定理、机械能守恒、普遍定理的综合应用、惯性力、刚体惯性力系的简化、达朗伯原理、约束、自由度、广义坐标、虚位移、理想约束、虚位移原理、拉格朗日方程、振动 。

六、推荐教材：

《理论力学》（Ⅰ、Ⅱ册）（第六版） 哈尔滨工业大学理论力学教研组编 高等教育出版社 2002年8月。
理论力学计算机模拟，彭芳麟等著，清华大学出版社，2002年2月。
Engineering Mechanics STATICS Second Edition Andrew Pytel . Jaan Kiusalaas,清华大学出版社,2001年8月。
Engineering Mechanics DYNAMICS Second Edition Andrew Pytel . Jaan Kiusalaas,清华大学出版社,2001年9月。

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