课程名称：力学

课程类别：专业必修课

授课总学时：70学时

适用专业：物理学

一、课程的性质、地位和任务

力学课程是普通物理中的第一门物理课，是学生进入大学学习首先接触到的基础理论课。在教学培养计划中列为主干课程。学习本课程的主要任务是：

1．使学生对宏观机械运动的规律有一较全面较系统的认识，能掌握处理力学问题的一般方法，为后续理论物理课的学习打下坚实基础。并培养起一定的抽象思维与严密的逻辑推理能力，为今后独立钻研创造条件。

2．在深入掌握力学理论的基础上，有能力居高临下，从较高水平，深入浅出和透彻地分析中学力学教材和解决教学中的问题，又可初步分析生产、生活中的力学问题，提高学生的分析问题和解决问题的能力。

3．在力学理论的学习中结合运用数学工具处理问题，使学生认识数学和物理的密切关系，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。培养学生自学能力，重要的不是教内容，而是教学习方法。

二、教学目的与要求

1、本课程以课堂讲授为主，辅以一定数量的课后练习和针对一些实际问题的讨论和小论文，使学生在解决实际问题中得到锻炼，提高他们思考问题和解决问题的能力。教学中力求注意理论联系实际，强调对物理概念的理解和结合实际问题的讨论。

2、本课程教学过程中，要求在课上给出各章节及专业用语的英文名称，要求学生阅读一定章节的英文参考书。在各章的教学中均安排一定内容引导学生自学，对要求学生自学的内容，应布置思考题和讨论题，使学生带着问题进行自学，提高他们的自学能力。在课堂讨论中，应结合一些具体问题，引导学生多思考多练习多查阅课外资料，并布置一定的课外作业，以及以小论文的形式让学生解决一些具体问题。

3、本课程考核的形式应以期末考试和平时考核相结合的方式进行。要加强对学生平时学习的考查，采用课堂抽查提问和讨论，质疑，作业，小论文，开卷和闭卷考试多种方式，对学生的学习成绩进行综合评定。

4、布置课后习题是使学生深入理解基本原理及概念，掌握基本计算方法，提高分析问题和解决问题能力的重要一环。

三、教学内容及建议学时

导言

讲授学时：2学时

第一章   物理学和力学

基本要求：

使学生认识数学和物理的密切关系，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。

重点难点：

本章的重点是：数学知识，难点是时间和空间。

讲授学时：8时

第一节  绪论

介绍物理学发展史及力学学习方法。

第二节  数学知识

介绍导数微分及矢量函数等相关数学知识。

第三节  力学单位制和量纲

力学单位制和量纲

第四节  参照系、空间和时间

质点运动的绝对性，相对性及静止的相对性；参考系和坐标系；质点位置的描述；位置坐标和位置矢量关系式。

第二章   质点运动学

基本要求：

对解题的书面形式，要从定义式、坐标投影入手。对不涉及导数、积分的问题不允许单纯用中学思维方法和书写形式。不要给学生造成相对运动与中学“运动合成”思路相同印象。

重点难点：

本章的重点是：用坐标投影式解题，难点是：对矢量表达式理解和应用。

讲授学时：10学时

第一节  质点的运动学方程

运动方程、位置矢量、位移、路程

第二节 瞬时速度和瞬时加速度

速度、瞬时速度、速率、平均加速度、瞬时加速度

第三节  直线运动的基本概念

①、运动方程、位置矢量、位移、路程，②、匀速直线运动

③、变速直线运动，④、一般变速运动

第四节  求解质点直线运动

第五节 平面直角坐标系、抛射体运动

曲线运动中的位移、速度和加速度；匀速圆周运动；变速圆周运动

1. 向加速度，②、切向加速度；抛射体运动； 抛射体运动的方程和轨道方程，飞行时间，射程，射高

   第六节 自然坐标系切向和法向加速度

    

   第三章 动量定理及动量守恒定律

    

   基本要求：

   牛顿运动定律是全书理论基础的核心。在分析三个定律之后，注意三个定律关系的研究分析。将难度控制在“恒力”作用下的多个相互联系的质点运动问题和应用简单微积分运算的范围内。本章解题能力训练应立足于从事教师职业的需要，严格要求学生按着解题的步骤训练学生板书版画能力。对物体的受力分析采用“隔离体法”。冲量定义式以积分形式为准，讲清质点动量定理与牛顿第二定律的联系与区别。

   重点难点：

   动量定理的应用及牛顿运动定律解题是本章重点，难点是力的冲量。

   讲授学时：10学时

   第一节 牛顿第一定律.惯性参照系

   牛顿第一定律，惯性，力的定性定义、第一定律实质、惯性参照系

   第二节  惯性质量.动量和动量守恒定律

   惯性质量，动量，动量守恒定律，由惯性质量和力的关系定性推导动量守恒定律初步

   第三节 牛顿运动定律.伽利略相对性原理

   ①、牛顿第二定律顿：牛顿第二律推导、力的定义、表述

   ②、牛顿第三定律

   ③ 、力学相对性原理

   ④、伽利略变换

   第四节  力学中常见的力

   （1）、弹性力（弹簧弹性力、绳索中张力、压力与支持力）

   （2）、摩擦力：静摩擦力、滑动摩擦力

   （3）、电、磁场力

   第五节  牛顿运动定律的应用

   第六节 非惯性系中的惯性力

   匀速平动参照系中的惯性力；转动参照系中的惯性力

   第七节 用冲量表示的动量定理

   第八节  质点系动量定理和“质心运动定理”

   ①、质点系的质心

   ②、质心运动定理

2. 动量守恒定律

   第九节  经典力学中动量守恒定律的常见形式

   第十节  火箭的运动

    

   第四章 动能和势能

   基本要求：

   功的定义式以积分形式为准，“恒力”沿直线的功为特例。要注意合（内、外）力的功与内（外）力的功的代数和区别。重点掌握机械能定理和机械能守恒定律，弹性碰撞与完全非弹性碰撞，训练学生掌握其应用。本章对培养学生一题多解的能力训练最好，并联系前几章的题目。

   重点难点：

   本章的机械能定理和机械能守恒定律，弹性碰撞与完全非弹性碰撞是重点，训练学生掌握其应用。难点是非对心碰撞。

   讲授学时：10学时

   第一节  力的元.用线积分表示功

   “正功与负功”，“恒力”的功与“变力”的功，功率

   第二节  质点和质点系动能定理

   ①、质点的动能

   ②、质点的动能定理

   ③、质点系的动能

   ④、质点系的动能定理

   第三节  保守力与非保守力.势能

   ①、力的功

   ②、弹性力的功

   ③、保守力与非保守力

   ④、重力势能与弹性势能

   ⑤、保守力的功与势能的一般关系

   ⑥、势能曲线

   第四节  功能原理和机械能守恒定律

   ①、质点系的机械能定理

   ②、机械能守恒定律

   第五节  对心碰撞

   非弹性碰撞；弹性碰撞；完全非弹性碰撞

   第六节  非对心碰撞

   第五章    角动量

   基本要求：

   重点讲解角动量定理和角动量守恒定律，训练学生掌握它们的应用方法。内力、质心是新概念，讲清其力学意义。角动量、角动量定理是新问题，一定讲情角动量与动量的联系与区别，讲情角动量定理与动量定理的区别。

   重点难点：

   角动量定理和角动量守恒定律是本章的重点，训练学生掌握它们的应用方法。难点是角动量的定义。

   讲授学时：10学时

   第一节    力矩

   第二节  质点的角动量定理及守恒定律

   质点对定点的角动量；质点对定点的角动量定理；质点对定点的角动量守恒定律

    

   第三节  质点组的角动量定理及守恒定律

   （1）、质点系对定点的角动量定理

   （2）、质点系对定点的角动量守恒定律

   第六章  刚体力学

   基本要求：

   本章要详细讲解刚体的“定轴转动”和刚体平衡，加强静力学也是从事教师职业的需要。讲解平行轴定理与工程常用的回转半径求转动惯量的方法。动力学解题以“恒力矩”作用的“定轴转动”为主，静力学以平面一般力系为主。讲清转动定理及其应用，讲清“定轴转动”动能定理与机械能守恒及其应用。

   重点难点：

   本章以绕“定轴转动”与刚体平衡为重点，难点是平面运动的动力学。

   讲授学时：10学时

   第一节    刚体运动的描述

   刚体的平动；刚体“定轴”转动

   第二节  刚体的动量和“质心运动定理”

   第三节  刚体“定轴”转动的角动量、转动惯量

   刚体对“轴的角动量”；转动惯量；对“轴的角动量定理”

   第四节  刚体“定轴”转动的动能定理

   第五节  刚体平面运动的动力学

   第六节  刚体的平衡

   第七章流体力学

   基本要求：

   本章要重点讲解理想流体内容。熟练掌握应用方程的解题方法。对静止流体内物体所受压力或稳定问题应给予重视，这与中学教材有直接关系。从中学教师职业需要，浮力、静止流体内的压强也应讲清楚。

   重点难点：

   本章重点是理想流体部分。熟练掌握应用方程的解题方法。难点是运动流体对物体的作用。

   讲授学时：10学时

   第一节    理想流体

   ①、理想流体；②、流速、流线、流管；③、连续原理

   第二节  静止流体内的压强

   ①、静止流体内任意一点的压强

   ②、重力场中静止流体的压强的分布

   ③、浮力

   ④、定倾中心

   ④、静止流体对外加压强的传递

   第三节  流体运动学的基本概念

   第四节  伯努利方程

   伯努利方程；伯努利方程的应用：小孔流速、空吸作用、比托管

   第五节  粘滞流体的运动

   ①、流体运动的内摩擦力；②、流体的粘滞定律

   第六节  运动流体对物体的作用

   ①、斯托克斯公式；②、机翼所受的举力

    

   各章学时：

四、教材和教学参考书

教材：赵凯华《力学》，高等教育出版社，1995年第一版

参考书：①、梁绍荣编写的普通物理第一分册《力学》，由高等教育出版社出版；②、漆安慎编写的普通物理学教程《力学》由高等教育出版社出版（面向21世纪课程教材） ；③、杨景芳开发研制的《力学》多媒体电子教材，由哈商大音像出版社出版。

五、课程考核与评估方法

期末总成绩=末考成绩的70%+平时成绩的30%。闭卷考试。

大纲执笔人：杨洪涛

大纲审定人：王艳华