理論力學(國防科技大學建設的慕課)

理論力學是國防科技大學於2017年9月4日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程、國家精品線上開放課程。該課程授課教師為李海陽、梁彥剛、王華、周劍勇。據2020年9月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課7次。

該課程內容包括靜力學、運動學、動力學、專題、分析力學等五大部分，共設有13個單元、51講。

基本介紹

• 中文名：理論力學
• 提供院校：國防科技大學
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程
• 授課教師：李海陽、梁彥剛、王華、周劍勇
• 授課平台：中國大學MOOC
• 開課時間：2017年9月4日（首次）

課程性質

課程定位

理論力學是航空航天、機械工程、土木工程、工程力學等工科專業的一門重要技術基礎課程，是後續材料力學、結構力學、飛行力學、多體動力學、機械振動、流體力學等一系列課程的理論基礎，是研究物體機械運動一般規律的科學。

適應專業

理論力學適用於力學、航天、土木、機械、兵器和材料等工科專業。

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2017年09月04日至2017年12月18日	李海陽、梁彥剛、王華	4小時每周	3961
第2次開課	2018年03月20日至2018年06月30日		3-5小時每周	4760
第3次開課	2018年08月20日至2018年12月13日		3-4小時每周	7029
第4次開課	2019年02月25日至2019年06月10日			4671
第5次開課	2019年09月02日至2020年01月19日		4學時每周	5180
第6次開課	2020年02月14日至2020年07月10日	李海陽、梁彥剛 王華、周劍勇		10997
第7次開課	2020年09月01日至2021年01月20日	李海陽	3-5小時每周	待定

課程簡介

課程內容包括靜力學、運動學、動力學、專題、分析力學等五大部分。靜力學包括受力分析、力系簡化、平衡方程、摩擦、桁架等；運動學包括坐標描述、平面運動、定點轉動、速度和加速度合成定理等；動力學包括非慣性系質點動力學、變質量質點動力學、動力學普遍定理等；專題包括剛體動力學、機械振動、碰撞等；分析力學包括達朗伯原理、虛位移原理、拉格朗日方程、哈密頓理論等。從研究問題角度，理論力學一般劃分為靜力學、運動學、動力學三大部分，該課程的專題部分主要是動力學理論的引申套用，分析力學部分則既涉及靜力學也涉及動力學，是從方法角度進行的集成。

課程大綱

第一單元 緒論、靜力學基本概念 第一講 緒論 第二講 靜力學基礎-概念與公理 第三講 靜力學基礎-力矩與力偶 第四講 約束 第一單元單元測驗 第一單元作業 第二單元 力系簡化與力系平衡 第五講 受力分析 第六講 力系簡化 第七講 平行力系中心和重心 第八講 力系平衡 第二單元單元測驗 第二單元作業 第三單元 靜力學專題與運動學初步 第九講 桁架 第十講 摩擦 第十一講點的運動 第十二講剛體的基本運動 第三單元測驗 第三單元作業 第四單元 平面運動與定點轉動 第十三講 剛體的平面運動 第十四講平面運動剛體上點的速度 第十五講 平面運動剛體上點的加速度 第十六講 剛體定點轉動概述 第四單元測驗 第四單元作業 第五單元 合成運動、質點動力學 第十七講 點的合成運動—基本概念 第十八講 點的合成運動--速度合成定理 第十九講 點的合成運動—加速度合成定理 第二十講 質點動力學 第五單元測驗 第五單元作業 第六單元 非慣性系、動量定理、變質量系統 第二十一講 非慣性系案例-地球自轉影響 第二十二講 動力學普遍定理-動量定理 第二十三講 動力學普遍定理-動量定理套用 第二十四講 動力學普遍定理-變質量質點動力學 第六單元測驗 第單元周作業 第七單元 動量矩定理、動能定理 第二十五講 動力學普遍定理-動量矩定理

第二十六講 動力學普遍定理-相對動點的動量矩定理 第二十七講 功和動能 第二十八講 動能定理 第七單元測驗 第七單元作業 第八單元 動力學綜合套用、慣量張量、平面剛體動力學 第二十九講 動力學普遍定理綜合套用 第三十講 慣量張量 第三十一講 慣量張量分析與套用 第三十二講 平面運動剛體動力學 第八單元測驗 第八單元作業 第九單元 剛體動力學、機械振動 第三十三講 定點轉動剛體動力學初步 第三十四講 陀螺近似理論 第三十五講 機械振動-自由振動 第三十六講 機械振動-強迫振動 第九單元測驗 第九單元作業 第十單元 碰撞、動靜法 第三十七講 碰撞 第三十八講 動靜法 第三十九講 動靜法套用 第十單元測驗 第十周作業 第十一單元 分析力學概念、虛位移原理 第四十講 分析力學概述 第四十一講分析力學基本概念 第四十二講 虛位移原理 第四十三講廣義力 第十一單元 測驗 第十一單元作業 第十二單元 分析動力學 第四十四講動力學普遍方程 第四十五講 拉格朗日方程 第四十六講 首次積分與非完整系統 第四十七講 哈密頓理論 第十二單元測驗 第十二單元作業 第十三單元 習題與套用 第四十八講 理論力學試題解析-計算題 第四十九講 理論力學試題解析-客觀題 第五十講 理論力學試題解析-競賽題 第五十一講 理論力學實踐套用

課前預備

預備知識

學習理論力學需要預備高等數學，大學物理，線性代數等知識。

學習資料

• 教材

《理論力學教程》，孫世賢、黃圳圭、唐乾剛等，國防科技大學出版社，2009.08第2版，2009.08第1次印刷。

• 參考書

（1）《理論力學（Ⅰ、Ⅱ）（第6版）》，哈爾濱工業大學理論力學教研室，高等教育出版社，2002.08第6版，2004.05第4次印刷。

（2）《理論力學教程（第2版）》，周衍柏，高等教育出版社，1986.03第2版，2006.12第30次印刷。

（3）《工程矢量力學（靜力學、動力學）》，第1版，李俊峰等，機械工業出版社，2003.06第1版，2003.06第1次印刷。

授課目標

通過該課程學習，培養學生幾個方面的能力：

1、概念能力，掌握力學基本術語，如約束、剛體、分布力、內力、慣性系等等。

2、抽象能力，能夠由具體問題抽象建立相應的靜力學、運動學和動力學模型。

3、定性分析能力，能夠對模型的力學特性進行快速定性分析，如靜定性判斷、補充方程選取、對稱性分析等等。

4、定量分析能力，能夠套用理論力學原理定量求解給定動、靜力學問題中的載荷或運動參數。

課程特色

該課程其研究對象為質點和質點系，並引入了剛體模型；其理論基礎為經典力學，即限定於巨觀、低速、確定性系統；強調約束和物體系統，研究案例來源於工程實際問題，求解方法講究規範性和對複雜問題的拓展性。該課程中引入了概念、原理和方法，既為解決各種問題提供了多種途徑，也為把握該門課程帶來了挑戰。