課程名稱(英文)：力學（mechanics）
課程**：0601632
課程類別：學科基礎課程
學時：70學時
學分：4學分
考核方式：考試
適用物件：物理學本科專業
一、課程簡介
《力學》課程是物理學專業一門重要的專業基礎課，具有非常重要的地位和作用，它具有承上啟下的橋梁作用，使學生學習後續專業課程的基礎。本課程的任務是通過學習，使學習者認識到物理學的博大精深以及物理的發展歷史，了解大學的學習與中學的區別，為更好的適應以後的學習打下堅實的基礎。
二、教學目的及要求
通過本課程的教學，應使學生對物質的機械運動的規律有比較全面、系統和深刻的認識，並能運用這些規律，從而掌握解決力學問題的一般方法；例如把實際物件抽象為理想模型；向量和向量方程；狀態量與過程量；動量、能量、角動量概念及它們的守恆定律；振動、波動的一般描述；流體運動的規律和場的概念等等。能居高臨下、深入淺出地分析解決中學物理教學中遇到的力學問題，增強他們運用數學工具處理物理問題的能力。提高抽象思維和邏輯推理能力，為以後後續課程的學習打下堅實的基礎。
三、教學重點及難點
教學重點：質點、質點系及剛體動力學的基本規律，振動與波動的基本規律。教學難點：角動量及剛體的轉動。
四、與其它課程的關係
需要《高等數學》的微積分基礎，是後續物理課程的基礎。
五、教學內容
數學知識（5學時）
第一部分微積分初步
0.1函式，導數與微分
0.2不定積分
0.3定積分
第二部分向量
0.1向量
0.2向量的加法與減法
0.3向量的數乘
0.4向量的正交分解
0.5向量的標積和矢積
0.6向量的導數
教學目的和要求：
1、掌握微積分和導數的運算及其基本性質，會計算簡單的微分、定積分、導數及它們之間的關係；
2、掌握向量的性質及其運算方法，了解向量函式的導數。
第一章物理學和力學（2課時）
本章主要教學內容：
1.1發展著的物理學
1.2物理學科的特點
1.3時間和長度的計量
1.4單位制和量綱
1.5數量級估計
1.6參考係、座標系與時間座標軸
1.7力學-----學習物理學的開始
本章教學目的及要求：
1、講授物理學的研究物件及其內容分類、明確力學的研究內容及力學在物理學中的地位，對力學有個大概的認識。
2、掌握物理學科的特點，認識測量在物理學研究中的重要作用。能夠區分時刻和時間間隔、認識參考係和座標系等基本概念。
本章教學重點及難點：物理學的發展。
第二章質點運動學（8課時）
本章主要教學內容：
2.1質點的運動學方程
2.2瞬時速度與瞬時加速度向量
2.3質點直線運動——從座標到速度和加速度
2.4質點直線運動——從加速度到速度和座標
2.5平面直角座標系、拋體運動
2.6自然座標系、切向和法向加速度
2.7極座標系、徑向速度與橫向速度
2.8伽利略變換
本章教學目的及要求：
1、理解位矢、速度和加速度是質點運動學的三個基本物理量。正確區分位移與路程、速度與速率，深刻理解速度、加速度的瞬時性、向量性和相對性。
2、掌握由運動方程求位移、速度和加速度的方法，掌握用座標的方法分析豎直上拋與下落運動、拋體運動。
3、理解圓周運動的描述方法。理解法向加速度和切向加速度的概念，會計演算法向加速度和切向加速度。
4、了解相對運動。了解伽利略相對性原理和經典力學時空觀。
本章教學重點及難點：運動學在三種座標系中的描述。
第三章動量定理及動量守恆定律（8課時）
本章主要教學內容：
3.1牛頓第一定律和慣性參照系
3.2慣性質量——動量和動量守恆定律
3.3牛頓運動定律——伽利略相對性原理
3.4主動力和被動力
3.5牛頓運動定律的應用
3.6非慣性係中的力學
3.7用衝量表述的動量定理
3.8質點系動量定理和質心運動定理
3.9經典力學中動量守恆定律的常見形式
3.10*火箭的運動
本章教學目的及要求：
1、深刻理解牛頓運動定律以及慣性、力、質量、慣性參考係等概念。
2、掌握重力、彈性力和摩擦力的基本特點。能熟練地運用牛頓運動定律分析求解質點動力學問題。
3、理解平動慣性力和慣性離心力的概念。能分析求解平動加速參考係中的質點動力學問題和勻角速轉動參考係中相對靜止的問題。
4、理解動量、衝量的概念，掌握動量定理及其應用。
5、了解質心概念，了解質心和中心的區別，理解質心運動定理。
6、正確理解質點組的動量守恆及與內力無關的條件。熟練掌握動量守恆定律及其應用，理解動量守恆的條件。
本章教學重點及難點：力學相對性原理和動量守恆。
第四章動能和勢能（6課時）
本章主要教學內容：
4.1能量----另乙個守恆量
4.2力的元功 —— 用線積分表示功
4.3質點和質點系的動能定理
4.4保守力與非保守力 —— 勢能
4.5動能原理和機械能守恆定律
4.6對心碰撞
4.7非對心碰撞
4.8質心參考係的運動——粒子的對撞
本章教學目的及要求：
1、理解功和功率的概念；會計算恒力的功，掌握變力做功的計算方法。
2、理解動能概念，掌握動能定理及其應用。
3、理解保守力和非保守力；理解勢能的概念及勢能為系統共有的性質；掌握勢能的計算。
4、理解功能定理；掌握系統機械能守恆定律及其守恆條件，能運用來解決動力學問題。
5、理解碰撞概念，理解碰撞的分類；理解守恆定律在碰撞問題中的應用。
本章教學重點及難點：保守力與機械能。
第五章角動量（5課時）
本章主要教學內容：
5.1質點的角動量
5.2質點系的角動量定理和角動量守恆定律
5.3質點系對質心的角動量定理和角動量守恆定律
5.4對稱性與守恆律
5.5經典動力學的適用範圍
本章教學目的及要求：
1、掌握力矩、角動量的計算方法；掌握角動量定理的向量特點。
2、掌握角動量守恆定律的適用條件及運用；正確理解力矩和角動量的普遍定義與參考點的選擇有關。
3、了解對稱性與守恆律的關係。
本章教學重點及難點：力矩與角動量定理。
第六章萬有引力（2課時）
本章主要教學內容：
6.1克卜勒定律
6.2萬有引力定律。慣性質量與引力質量
6.3引力勢能
6.4*潮汐
本章教學目的及要求：
1、理解萬有引力定律。
2、理解引力勢能概念並會計算；認識重力和引力的區別。
3、理解三種宇宙速度的物理意義，能夠推導出第一和第二宇宙速度。掌握萬有引力勢能的計算。
4、了解引力質量和慣性質量在物理概念上的區別以及如何把二者統一起來。
本章教學重點及難點：定律的匯出、重力與引力的偏差。
第七章剛體力學（12課時）
本章主要教學內容：
7.1剛體運動的描述
7.2剛體的動量和質心運動定理
7.3剛體定軸轉動的角動量-轉動慣量
7.4剛體定軸轉動的動能定理
7.5剛體平面平行運動的動力學
7.6剛體的平衡
7.7自旋和旋進
本章教學目的及要求：
1、理解角速度和角加速度的概念掌握角量與線量的關係。
2、初步掌握平面力系的簡化方法。
3、掌握剛體的平衡條件，並能熟練應用。
4、理解並掌握轉動慣量的物理意義及有關的基本計算。
5、掌握轉動定理，會計算定軸轉動的簡單力學問題。
6、理解剛體繞定軸轉動的角動量和轉動動能的概念並會計算；掌握定軸轉動的動能定理。
7、理解角動量守恆的條件，掌握角動量守恆定律。
8、掌握剛體的平面運動，掌握圓柱體的無滑滾動的求解問題。
本章教學重點及難點：剛體轉動動力學及平面運動動力學。
第八章彈性體的應力和應變（2課時）
本章主要教學內容：
8.1彈性體的拉伸和壓縮
8.2彈性體的剪下形變
8.1彎曲和扭轉
本章教學目的及要求：
1、正確理解應力和應變概念。
2、掌握伸縮形變和切變這兩種基本形變及規律——胡克定律，對楊氏模量、泊松比等有一般了解。
3、結合伸縮形變了解形變勢能。
本章教學重點及難點：胡克定律。
第九章振動（7課時）
本章主要教學內容：
9.1簡諧振動系統的動力學特徵
9.2簡諧振動的運動學
9.3簡諧振動的能量轉換
9.4簡諧振動的合成
9.5*振動的分解
9.6阻尼振動
9.7受迫振動
9.8*「不守規矩」 的擺-混沌行為
9.9*引數振動-自激振動
本章教學目的及要求：
1、要牢固掌握簡諧振動的規律，會判斷簡諧振動，深刻理解振幅、圓頻率、相位和相位差等概念，並能熟練地進行有關計算。
2、理解簡諧振動中動能、勢能的轉化規律及總機械能的計算。
3、掌握簡諧振動旋轉向量表示法；會分析同方向、同頻率二簡諧振動的合成；了解拍和拍頻，了解相互垂直二簡諧振動的合成。
4、阻尼振動和受迫振動以定性討論為主，對共振現象應予足夠重視。
本章教學重點及難點：相位及振動的合成。
第十章波動和聲（8課時）
本章主要教學內容：
10.1波的基本概念
10.2平面簡諧波方程
10.3波動方程和波速
10.4平均能流密度——聲強與聲壓
10.5波的疊加和干涉——駐波
10.6都卜勒效應
本章教學目的及要求：
1、了解機械波的產生和傳播；理解波的頻率、波速、波長的概念，掌握它們之間的關係，掌握波速與振動狀態的傳播、波長與空間週期性，並能較熟練地計算有關問題。
2、充分理解振動與波動的區別和聯絡。掌握平面簡諧波的規律，並能進行有關計算。
3、了解聲強、聲強級的概念。了解波的能量密度和能流密度的概念。理解半波損失並掌握波的反射的有關計算。
4、掌握波的干涉與駐波的特點，明確駐波與行波的區別。
5、理解並掌握都卜勒效應。
本章教學重點及難點：平面簡諧波及駐波的特點。
第十一章流體力學（5課時）
本章主要教學內容：
11.1理想流體
11.2靜止流體內的壓強
11.3流體運動學的基本概念
11.4伯努利方程
11.5流體的動量和角動量
11.6粘滯流體的運動
11.7固體在流體中所受到的阻力
本章教學目的及要求：
1、理解流體靜壓強的概念；掌握重力場中靜止流體內部壓強分布的規律。
2、理解流體流動的有關概念，如流線、流管、流動性、粘滯性、壓縮性、層流、湍流等。
3、連續性方程和伯努利方程及應用於分析一維穩定流動（如小孔射流，流速及流量的測量等）是本章的另一重點。
4、對斯托克斯公式可直接給出結果，並說明其物理意義。
5、動量定理在流體中的應用，飛機的公升力不作為基本要求。
本章教學重點及難點：流體動力學。
第十二章相對論簡介（5課時）（可放到電動力學中講解）
《材料力學》教學大綱
大綱說明 課程 5125001 課程總學時 64課時 講課54課時，實驗10課時 總學分 4學分 課程類別 必修 適用專業 土木工程專業 本科 預修要求 高等數學 理論力學 課程的性質 目的 任務 材料力學是一門重要的技術基礎課，是其它技術課和專業課的基礎。材料力學的任務就是在對構件進行力學分析的基...
結構力學教學大綱
課程編碼 jzzb1080課程名稱 結構力學 英文名稱 structural mechanics 總學時 85學分 5 理論學時 85實驗 實踐學時 0 課程類別 專業必修課 適用專業 土木工程 課程性質 目標和要求 本課程是土木工程專業重要的學科基礎課，是該專業的一門主幹課 必修課。通過本課程的學...
材料力學教學大綱
第一章緒論 2 學時 教學目的與要求 1.了解構件的強度 剛度和穩定性的概念。2.明確材料力學的課程的地位和任務。3.理解變形固體的基本假設 條件及其意義。4.明確內力的概念初步掌握用截面法計算內力的方法。5.建立正應力 切應力 線應變 切應變的基本概念。6.了解桿件四種基本變形的受力的特點和變形特...