理论力学
理论力学
1万+ 人选课
更新日期:2024/12/19
开课时间2024/09/02 - 2024/12/31
课程周期18 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

一:为什么要学习理论力学

理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。机械运动是指物体的空间位置随时间的变化,这是最常见、最普遍、最基本的运动形态。理论力学不仅可以直接用于生产实践以及研究自然规律,它还是很多后续课程的技术基础课 ,是各门力学分支的基础。

 

二:理论力学的主题

理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。主要包括三部分:静力学、运动学和动力学。静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学。主要研究物体受力分析的方法、力系简化的方法,以及受力物体平衡时作用力所应满足的条件。运动学是研究物体运动几何性质的科学。主要从几何角度研究物体的运动,如轨迹、速度和加速度。动力学研究物体的机械运动与作用力之间的关系。


三:学习理论力学的收获

1:理论力学是一门理论性较强的技术基础课。工程专业一般都要接触机械运动问题,学习理论力学是为解决工程问题打下一定的基础;

2:很多工程专业的课程,例如材料力学、机械原理、机械设计、结构力学、弹塑性力学、流体力学、飞行力学、振动理论、断裂力学以及许多专业课程等,都要以理论力学为基础,所以理论力学是学习一系列后续课程的重要基础;

3:随着现代科学技术的发展,力学的研究内容已渗透到其它学科领域,例如固体力学和流体力学的理论被用来研究人体内骨骼的强度,血液流动的规律,以及植物中营养的输送问题等,形成了生物力学;流体力学的理论被用来研究等离子体在磁场中的运动,形成电磁流体力学;还有爆炸力学、物理力学等都是力学和其它学科结合而形成的边缘科学。这些新兴学科的建立都必须以坚实的理论力学知识为基础。

4:理论力学的研究方法,与其它学科的研究方法有不少相同之处。因此充分理解理论力学的研究方法,不仅可以深入地掌握这门学科,而且有助于学习其他科学技术理论,有助于培养辩证唯物主义世界观,培养正确分析问题和解决问题的能力,为今后解决生产实际问题,从事科学研究工作打下基础。

 

四:华中科技大学理论力学课程的特色

1: 理论与工程实践问题的分析并重。团队秉承华中科技大学理论力学课程体系严谨的传统,深入剖析各力学原理的特点,将工程问题分类,针对各类问题提出了具有规律性、可操作的具体分析步骤。

2:以学生发展为中心。课程设计有利于学生建立对该课程的宏观把控能力和提高实际解决问题的能力。团队针对学生普遍反映的理论力学难学、尤其是在动力学部分难以动手解决实际工程问题的共性问题,进一步强调了动力系统自由度的概念,并基于此深入剖析了所学动力学分析方法间的内在联系和差异,给出了选择合适分析方法的简单判据,使分析刚体平面动力学问题变得简单,取得了不错的线下教学实践效果。

3:优秀的师资。华中科技大学理论力学团队承担着华中科技大学相关工科院系的中、英文理论力学课程的教学。有3名教授,6名副教授和4名讲师,这里面包括:有着丰富科研和教学经验的国家科技进步一等奖、宝钢优秀教师奖获得者何锃教授;湖北省自然科学三等奖、湖北省科技进步二等奖、宝钢优秀教师奖、华中科技大学教学名师奖获得者王元勋教授;讲课深受学生好评、淡泊名利、甘守三尺讲台的全国徐芝纶力学优秀教师奖获得者杨汉文老师;还有讲课激情四射、曾多次在全国和华中科技大学教学竞赛中荣获一等奖的刘军华副教授和魏俊红讲师等。我们团队所指导的学生在国际力学竞赛和国内周培源力学竞赛中获得了特等奖、一等奖和二等奖等一系列优异成绩。

课程大纲

第1周 静力学1---力学基本公理;约束(力)和受力分析

(一) 课程知识点版

第1周测试

第2周 静力学2---平面基本力系平衡和计算;平面任意力系1(简化和平衡及计算)

(一) 课程知识点版

第2周测试

第3周 静力学3---平面任意力系2(静定系统平衡计算和桁架结构计算)

(一) 课程知识点版

第3周测试

第4周 静力学4---摩擦

(一) 课程知识点版

第4周测试

第5周 静力学5---空间力系

(一) 课程知识点版

第5周测试

第6周 运动学1---点的运动学,刚体基本运动,点的合成运动1

(一) 课程知识点版

第6周测试

第7周 运动学2---点的合成运动2,刚体平面运动1

(一) 课程知识点版

第8周 运动学3---刚体平面运动之加速度关系,运动学综合练习

(一) 课程知识点版

第8周测试

第9周 动力学1---三个小专题,质点动力学,动量和动量矩概念

(一) 课程知识点版

第9周测试

第10周 动力学2---矢量法(动量定理和动量矩定理)

(一) 课程知识点版(动能和功概念,动力学普遍定理)

第10,11周测试

第11周 动力学3---能量法(动能定理,三大定理综合应用)

(一) 课程知识点版(平面运动微分方程,动力学综合问题和功率方程应用)

第11周测试

第12周 动力学4---达朗贝尔原理

(一) 课程知识点版

第12周测试

第13周 动力学5---虚位移原理

(一) 课程知识点版

第13周测试