理论力学(第十二期)
理论力学(第十二期)
1万+ 人选课
更新日期:2025/06/13
开课时间2025/03/25 - 2025/07/30
课程周期19 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介


《理论力学》是研究宏观物体机械运动规律的科学,其研究对象是质点、质点组、刚体及刚体系等理想模型。《理论力学》是物理学、力学、土木工程、机械工程等诸多工程专业重要的基础课程,不仅是现代物理学的入门知识,而且是机械制造、土木工程、航空、航天、水利、热能与动力、采矿、生物力学等诸多应用科学的理论基础,是现代科学技术和工程实践发展的基石。从基本粒子的运动到人造卫星、宇宙飞船;从日常的货物搬运到导弹飞行,都需要理论力学的基本理论。

本课程的任务是使学生掌握质点、质点系、刚体及刚体系机械运动(包括平衡)的基本规律和研究方法,为学习后续专业课程奠定理论基础;初步学会应用理论力学的理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题(包括把简单的工程实际问题抽象为力学模型);针对具体的工程问题,培养学生从力学的角度提出问题、分析问题、解决问题的能力。因此,学生在系统地理解和掌握经典力学的基本思想、理论和研究方法的基础上,通过数学物理方法解决生产实际问题。

本课程内容包括牛顿方程、动量定理、角动量定理、动能定理、拉格朗日方程、哈密顿原理和刚体的平衡方程等。本书以动力学为主干,按照基本定理和基本方程分章讲授,而运动学和静力学的内容则穿插其中,以便学生分散消化。该课程合并质点力学和质点系力学,节省了一定的篇幅,解决了与大学物理相关知识点的重复性问题。课程讲授过程中力求理论上清晰易懂,数学推演上简捷方便,此外兼顾物理学的理论分析和工程技术专业的实际应用。

良好的开端是成功的一半。对于物理学专业的学生而言,只有学好理论力学,才能学好后面的热力学与统计物理、电动力学和量子力学等后续课程。对于土木工程和机械类专业的学生,学好理论力学是材料力学、结构力学等其他后续专业课程的基础。

   兴趣是最好的老师,快乐是老师的老师。热爱它,就能学好它;学会后能产生一种快乐感,就会有所创造。本课程建议物理学专业的学生认真观看本课程第1章到第6章的视频,土木工程和机械类专业的学生认真观看本课程第1章到第5章和第7章的视频。在此基础上,积极参与视频互动交流和现场答疑,认真完成习题并利用所学思考进而解决生活实际问题。

课程大纲

绪论/牛顿方程

  • 1.1 绪论、质点运动的描述
  • 1.2 加速度的分量表示
  • 1.3 经典力学的基本原理
  • 1.4 牛顿方程及其求解
  • 1.5 惯性力
  • 1.6 相对于地球的运动

动量定理

  • 2.1 质点组的力学量与内力的性质
  • 2.2 质点组的动量定理
  • 2.3 变质量物体的运动
  • 2.4 两种散射角

角动量定理

  • 3.1 质点组角动量定理
  • 3.2 刚体的运动方程
  • 3.3 惯量张量与惯量椭球
  • 3.4 刚体的平面平行运动
  • 3.5 欧拉方程

动能定理

  • 4.1 质点组动能定理
  • 4.2 中心力
  • 4.3 α粒子的散射
  • 4.4 二体问题

拉格朗日方程

  • 5.1 约束与广义坐标
  • 5.2 虚功原理
  • 5.3 拉格朗日方程及其应用
  • 5.4 守恒定律
  • 5.5 小振动

哈密顿原理

  • 6.1 哈密顿原理及其应用
  • 6.2 正则方程
  • 6.3 泊松括号
  • 6.4 正则变换
  • 6.5 哈密顿-雅克比理论

刚体的平衡方程

  • 7.1 静力学基本概念和原理
  • 7.2 平面汇交力系和平面力偶系的平衡
  • 7.3 平面任意力系的平衡
  • 7.4 刚体系统的平衡
  • 7.5 平面简单桁架的内力计算
  • 7.6 空间力系的平衡