理论力学课程教学大纲
责任教师 林朝金
一、课程性质、任务和基本要求
<<理论力学>>是广播电视大学高等师范物理专业一门主要的专业理论课。通过本课程的教与学，应使学生对宏观物体低速运动的规律有比较全面、系统和深刻的认识，掌握解决力学问题的一般方法；能居高临下、深入浅出地分析解决中学物理教学中遇到的力学问题和疑难问题，增强他们运用初等数学和高等数学工具处理物理问题的能力。提高抽象思维和逻辑推理能力，为以后的继续学习和教学工作打下坚实的物理基础。
二、课时分配表
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章 次 |
内 容 |
学 时 |
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第一章 |
运动学基础 |
8 |
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第二章 |
质点动力学基本原理 |
15 |
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第三章 |
振动和有心运动 |
10 |
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第四章 |
相对运动 |
10 |
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第五章 |
质点系动力学 |
15 |
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第六章 |
刚体的平衡和平面运动 |
12 |
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第七章 |
刚体的定点转动 |
10 |
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第八章 |
分析力学初步 |
10 |
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合 计 |
90 |
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三、教学内容
第一章 运动学基础
1.教学的基本要求
(1)理解位移、速度和加速度等概念。
(2)了解直角坐标系和自然坐标系。
(3)理解刚体的平动和定轴转动的概念及其运动特点。
2.讲授内容
(1)质点运动的描述(参考系、空间和时间、质点、运动学方程和轨道，位移、速度、加速度)。
(2)直角坐标系和平面极坐标系(单位矢量对时间的导数，直角坐标系，平面极坐标系，例题)。
(3)自然坐标系(自然坐标系，速度和加速度的切向和法向投影)。
(4)刚体的平动和定轴转动(刚体、刚体的平动，刚体的定轴转动，角速度，定轴转动刚体上速度和加速度的分布，例题)。
3.必做习题：1.1,1.2,1.3,1.4,1.6,1.7,1.11,1.13,1.14。
第二章 质点动力学基本原理
1.教学的基本要求
(1)理解牛顿运动定律和自由质点的运动微分方程。
(2)掌握质点受几种不同变力作用时， 求质点作直线运动的运动方程的方法。
(3)理解真空中和阻尼媒质中抛体运动的规律。
(4)理解约束和约束力的概念，掌握求约束力的方法。
(5)理解动量定理和动量守恒定律，掌握其应用。
(6)理解角动量定理和角动量守恒定律，掌握其应用。
(7)理解质点的动能定理，掌握功的计算方法； 理解势能概念和机械能守恒定律。
(8)掌握求解动力学问题的一般方法。
2.讲授内容
(1)牛顿定律和质点运动微分方程。
(2)质点的直线运动。
(3)抛体运动。
(4)质点的约束运动。
(5)质点的动量定理。
(6)质点的角动量定理。
(7)质点的动能定理。
(8)质点的动力学解题举例。
3．必做习题：
2.1,2.2,2.3,2.5,2.6,2.7,2.9,2.10,2.12,2.14,2.15,2.16,2.19,2.20,2.21,2.23。
第三章 振动和有心运动
1.教学的基本要求
(1)理解质点做一维自由振动的特点和振动规律。
(2)掌握有心运动的基本规律。
(3)理解在平方反比例的有心引力和斥力作用下质点的运动规律。
2.讲授内容
(1)质点的一维自由运动。
(2)有心运动的基本规律。
(3)平方反比律的有心力。
3.必做习题：3.1,3.2,3.3,3.4,3.6,3.7,3.9,3.10。
第四章 相对运动
1.教学的基本要求
(1)掌握在平动参考系中速度和加速度的合成定理。
(2)掌握在转动参考系中速度和加速度的合成定理。
(3)理解和掌握伽利略变换，理解力学的相对性原理。
(4)理解非惯性系和惯性力的概念。 会求质点相对于非惯性系的运动微分方程。
(5)理解惯性离心力、科氏力对地球运动的影响。
2.讲授内容
(1)运动参考系。
(2)伽利略变换与力学相对性原理。
(3)非惯性系动力学。
(4)地球附近物体的相对运动。
3.必做习题：4.1,4.2,4.3,4.4,4.7,4.8。
第五章 质点系动力学
1.教学的基本要求
(1)理解质点系中内力作用的特点。
(2)理解质点系的动量、角动量和动能概念，并会计算。
(3)理解质点系的动量定理和动量守恒定律， 并能应用其解决一些不太复杂的力学问题。
(4)理解质点系的角动量定理和角动量守恒定律。
(5)理解质点系的动能定理和机械守恒定律并能应用。
(6)掌握质点系动力学问题的求解思路和方法。
2.讲授内容
(1)质点系、内力和外力。
(2)质心、质心系的动力学量。
(3)动量定理和动量守恒定律。
(4)变质量物体的运动。
(5)角动量定理和角动量守恒定律。
(6)动能定理和机械能守恒定律。
(7)质点系动力学问题举例。
(8)两体问题。
(9)质心系与实验室系。
3.必做习题：5.1,5.2,5.4,5.5,5.6,5.8,5.12,5.14。
第六章 刚体的平衡和平面运动
1.教学的基本要求
(1)理解刚体动力学基本方程。
(2)理解刚体的平衡条件和平衡方程。
(3)理解平面力系的平衡方程，掌握其应用。
(4)理解刚体定轴转动的微分方程和动能定理并会应用。
(5)掌握应用质心运动定理计算轴反力的方法。
(6)理解刚体平面运动的位移和速度。
(7)理解描写刚体平面运动的动力学量。
(8)理解刚体平面运动微分方程并会应用。
2.讲授内容
(1)刚体动力学基本方程。
(2)刚体的平衡。
(3)刚体的平动与定轴转动力学。
(4)刚体平面运动运动学。
(5)刚体平面运动动力学。
3.必做习题：6.1,6.2,6.4,6.5,6.7,6.9,6.11,6.12,6.16。
第七章 刚体的定点转动
1.教学的基本要求
(1)理解定点转动中的速度和加速度分布。
(2)了解定点转动时，刚体的转动惯量、 角动量和转动动能等概念。
(3)了解惯量主轴和主转动惯量。
(4)了解对称陀螺的自由运动。
(5)理解定轴转动刚体的反力矩。
2.讲授内容
(1)刚体定点转动动力学。
(2)转动惯量，角动量和转动动能。
(3)定点转动动力学问题举例。
3.必做习题：7.1,7.2,7.4,7.5,7.6。
第八章 分析力学初步
1.教学的基本要求
(1)理解约束的概念，理解质点运动的约束方程。
(2)了解约束的分类。
(3)理解虚位移、虚功，理解约束等概念。
(4)理解虚功原理。
(5)理解保守系统的平衡条件。
(6)理解第二类拉格朗日方程。
(7)理解保守系统的拉格朗日方程。理解雅可比积分。
(8)掌握应用拉格朗日方程解决典型力学问题的方法。
(9)理解正则方程。
2.讲授内容
(1)约束与广义坐标。
(2)虚功原理。
(3)拉格朗日方程(Ⅰ)。
(4)拉格朗日方程(Ⅱ)。
(5)正则方程。
3.必做习题：8.1,8.2,8.3,8.4,8.5,8.10,8.11。
四、说明
1．广播电视大学高等师范物理专业<<理论力学>>课程使用丁光涛等编、高等教育出版社出版的<<理论力学简程>>一书为教材。本课程无音像教材，各教学班请教师面授主讲，书中凡是有星号(*) 的内容均不作教学要求。本课程总学时共90学时(包括面授主讲、辅导、习题课)，平均每周5学时。
2．“理论力学”是一门难度较大的课程。因此，各教学班应认真选聘好认课教师，保证面授主讲、辅导、习题课的学时数，确保该课程的教学质量。
3.由于“理论力学”是一门难度较大的课程,因此,要学好这门课程,学生除了做到课前预习,认真上课,课后复习以外,还必须认真完成作业。要求学生至少完成教学大纲所布置的作业。