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:2026/03/01
开课时间2025/08/30 - 2026/02/28
课程周期26 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?


《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。

你将收获什么?

掌握各种力系的简化和平衡理论,并能利用这些理论来计算和求解工程结构中的力学问题。

掌握质点运动规律以及质点系和刚体做平面运动时的运动定律,并利用这些理论分析和求解机械运动中的某些工程问题。

掌握质点以及刚体简单运动时的动力学规律,会分析、求解各种工程实际中的动力学问题。

 


适合什么人学习?

本课程适用于物理学本科学生和工科专业如土木工程、车辆工程、机械工程等专业学生学习。

课程大纲

课程章节

  • 绪论/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
  • 刚体的平衡方程

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

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