《力学1》课程教学大纲.docx

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1、力学1教学大纲一、课程基本信息课程名称力学Mechanics课程编码SCC522111030开课院部理学院课程团队力学教学团队学分3.0课内学时48讲授| 48实聆|0上机0|实践0课外学时48适用专业地球物理学授课语言中文先修课程高等数学（2T）课程简介 （必修）十七世纪后半期.伽利略、开普勒和牛顿为经典力学的发展作出了莫基性的贡献。在这时期出现的重视观察实验、提出假设和运用逻 辑推理的科学研究方法对后世影响深远,到了十八世纪末、十九世纪初,经典力学在一系列的新发现面前已经显得无能为力，爱因斯坦在 研究了宏观、高速领域的问题后,于1905年创立了狭义相对论，于1915年创建了广义相对论，为物

2、理学的发展作出了不可磨灭的贡献.力学是地球物理学专业必修的学科基础课程。学生学习的主要内容分为经典力学和狭义相对论两部分。主要学习质点运动学、牛顿运 动定律和动量、能量、角动量定理、刚体力学、振动、波动和声、流体力学及狭义相对论等内容，通过本课程的学习,学生将比较系统的掌握力学的基础知识、力学基阴的研究方法，严密的科学思维及分析问题解决问题的能力.具 备一定的科学素养,为学习后继专业课程打下良好的基础，In the second half of the 17 th century, Galileo, Kepler and Newton made fundamental coni ri but

3、ions to the development of classical mechanics. During this period, the scientific research methods that attached importance to observation experiments, put forward hypotheses and applied logical reasoning had a profound influence on later generations. By the end of the 18th century and the beginnin

4、g of the 19th century, classical mechanics had become powerless in the face of a series of new discoveries. Einstein, after studying the problems in the macroscopic and high-speed fields, established special relativily in 1905 and general relativity in 1915, making an indelible contribution to the d

5、evelopment of physics.Mechanics is a required course in geophysics. Students study classical mechanics and special relativity.It mainly studies particle kinematics, Newtons law of motion and momentum, energy, angular momentum theorem, rigid body mechanics, vibration, wave harmony, fluid mechanics an

6、d special relativity.Through the study of this course, students can systematically master the basic knowledge and research methods of mechanics, train students, rigorous scientific thinking and abi1ity to analyze and solve problems, and lay a good2.根据作答的准确性由系统自动评分,并记录在文件中.便于期末进行成绩汇总。4学习纪律随机点名、刷卡点名等。

7、5%5学习态度随机枪查学生课前预习情况、上课精神状态、回答问题情况。5%6期末考试1 .闭卷考试.成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2 .主要考核学生对力学基本知识的掌握能力（对应选择题）、基本原理的应用及简单计算能力（对应简单计算题）、学生 综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力（对应计算题）。-10S五、i斗分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业10%A-按时提交作业,对相关知识点理解无误；B-按时提交作业，对相关知识点理解存在少量错误；C-按时提 交作业,对相关知识点理解存在一定量错误；不按时提交作业，或对相关知识点理解存在大量错误2Ml网络在线 学习与测 试25

8、%A按时完成网络在线学习与测试.学习时间长，测试成绩优秀；R按时完成网络在线学习与测试，学习时 间较长,测试成绩优良；C-基本按时完成网络在线学习与测试，学习时间中等,测试成绩中等；1）-没有按 时完成网络在线学习与测试，学习时间短，测试成绩及格，3Ml期末考试40%（见试卷评分标准）4Ml随堂测试15%A-课堂测试成绩优秀；B-课堂测试成绩优良；C-课程测试成绩中等；D-课堂测试成绩及格5M2学习纪律5%卜缺勤2次以内；N-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论6M2学习态度5%M-积极；N-不积极评分等 A, B.(级说明：:,D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59: M.

9、 N = 80-100, 079六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书普通物理学教程一力学，漆安慎，杜婵英，高等教育出版社，2012, ISBN:9787（M0366136. （*主教材）2图书力学，张汉壮,王文全,高等教育出版社,2015, ISBN:9787040420531.foundation for the study of subsequent professional courses.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要月R指标点任务自选1Ml目标1 :学习质点、质点系及刚体力学的基本概念、基本原理,学生将具有综合应用相关基本概念与 基础知识，进行

10、物理学中有关力学问题的计算与分析能力；学习振动、波动与声的基本概念、基本 理论，学生将具备综合利用振动叠加、波的干涉等基础知识,对实际中有关的振动、波动现象进行 分析与计算的能力；学习经典力学时空观和狭义相对论时空观，学生掌握物体在高速运动时的钟慢 尺缩效应及相对论能量，学生将具备利用狭义相对论相关知识分析、讨论物体高速运动时相关规律 的能力；学习理想流体在稳定流动时所遵循的规律，并能用相关规律对实际中的一些流体力学现象 给出比较合理的分析与解释的能力。通过本课程的学习，学生将在物理学中有关的力学理论、力学 研究方法及科学素养方面得到提升。是1.22M2目标2 :培养学生良好的学习纪律和学习态

11、度否三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章物理学与力学本章重点难点：有关矢量的表示与运算/21.1发展着的物理学经典物理学与现代物理学、宇宙的演化、非线性系统的复杂行 为Ml0.3讲授0.3自学31.2物理学科的特点物理学以实睑为基础、理想模型、物理学的思考、物理学理 论，物理与技术Ml0.2讲授0.2自学41.3时间和长度的计量时间的计量、长度的计量Ml0. 1讲授0. 1自学51.4单位制和量纲基本单位与导出单位、单位制 后纲式及其应用Ml0. 1讲授0. 1自学61.5数量级估计数量级估计在对未知现象探索中的作用Ml0. 1讲授0

12、. 1自学71.6参考系、坐标系与 时间坐标轴参考系、坐标系、时间坐标轴Ml0. 1讲授0. I自学81.7力学一学习物理的开始力学在物理学中的地位Ml0. 1讲授0.1自学91.8矢量知识补充极限、微分、矢量表示及运算法则Ml1讲授1自学10第二章质点运动学本章重点难点：不同坐标系下位移、速度、加速度的表示及其 矢量性；运动方程与速度、加速度之间的关系；经典力学时空 观/112. 1质点运动方程质点位置矢量、运动方程、位移Ml0.5讲授0.5自学、网 络学习、作业122.2瞬时速度与加速度平均速度、瞬时速度, 平均加速度、瞬时加速度Ml0.4讲授0.4自学、网 络学习、作业132.3自然坐标

13、系一法向 和切向加速度自然坐标、速度、法向和切向加速度Ml1讲授1自学、网 络学习、作业142.4极坐标一径向速度 和横向速度极坐标系、径向速度和横向速度Ml1讲授1自学、网 络学习、作业152.5从加速度到速度和 坐标从速度到运动方程和位移、已知加速度求速度和运动方程Ml0.5讲授0.5自学、网 络学习、作业162.6伽利略变换伽利略变换坐标变换及速度变换、相对运动、经典力学时空观Ml0.6讲授0.6自学、网 络学习、作业17第三章动B牛顿运动定 律动量守恒定律本章重点难点：惯性力、质量、动量、冲量的概念及其矢量 性；动量定理及动量守恒定律；质心运动定理；非惯性系中的 动力学。/183. 1

14、牛顿第一定律和惯 性参考系牛顿第一定律、惯性参考系Ml0.2讲授0.2自学、网 络学习、作业193.2惯性质工和动量惯性质0、动SL牛顿运动定律、伽利略相对性原理Ml0.5讲授0.5自学、网 络学习、作业203.3主动力与被动力主动力、被动力或约束反作用力Ml0.3讲授0.3自学、网 络学习、作业213.4牛顿定律的应用质点的直线运动、变力作用下的直线运动、质点的曲线运动、 质点的平衡Ml0.5讲授0.5自学、网 络学习、作业223.5非惯性系中的动力 学直线加速参考系中的惯性力、离心惯性力、科里奥利力Ml1讲授1自学、网 络学习、作业233.6用冲量表述的动量 定理力的冲量、用冲量表述的动量

15、定理Ml1讲授1自学、网 络学习、作业243.7质点系动量定理和 质心运动定理质点系动量定理、质心运动定理、质点系相对于质心系的动员Ml1讲授1自学、网 络学习、作业253.8动量守恒定律质点系动量守恒定律，动量沿某一坐标轴的投影守恒Ml0.5讲授0.5自学、网 络学习、作业26第四章动能和势能本章重点难点：变力作功的计算；质点和质点组的动国定理； 动能定理和机械能守恒定律；运用动量和能量研究碰撞问逝：/274. 1能量一另一个守恒 量能量与能量守恒定律Ml0. 1讲授0. I自学、网 络学习、作业284.2力的元功、用线积 分表示功力的元功和功率、利用不同坐标系表示元功、力在有限路径上 的功

16、Ml0.4讲授0.4自学、网 络学习、作业294.3质点和质点系的动能定理质点的动能定理、质点系内力的功、质点系的动能定理Ml1讲授1自学、网 络学习、作业304.4保守力、势能力场、保守力与非保守力、势能、势能是物体相对位置的函数Ml1讲授1自学、网 络学习、作业314.5功能原理和机械能 守恒定律质点系的功能原理、质点系的机械能守恒定律Ml1讲授1自学、网 络学习、作业324.6对心碰撞关于对心碰撞的基本公式、完全弹性碰撞:查谯威克发现中子、 完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞Ml1讲授1自学、网 络学习、作业334.7非对心碰撞运动物体与薛止物体的非对心碰撞Ml0.5讲授0.5自学、网 络学

17、习、作业34笫五章角动员关于对称性本章重点难点：质点对点、对轴的角动量；质点系的角动量定 理及角动量守恒定律；对质心的角动量定理和守恒定律.，/355. 1质点的角动量质点的角动员、力对一参考点的力矩、质点对参考点的角动飙 定理和守恒定律、质点对轴的角动量定理和守恒定律Ml1.4讲授1.4自学、网 络学习、作业365.2质点系的角动量定 理和守恒定律质点系对参考点的角动量定理及守恒律、质点系对轴的角动B 定理及守恒律Ml1.4讲授1.4自学、网 络学习、作业375.3质点系对质心的角 动量定理和守恒定 律质点系对质心的角动量定理、角动量守恒定律Ml1讲授1自学、网 络学习、作业385.4对称性

18、与守恒定律 （只讲机械能守恒）对称性、机械能对空间坐标平移对称性与机械能守恒Ml0. 1讲授0. 1自学、网 络学习、作业395.5经典力学适用范围经典力学的适用范围Ml0. 1讲授0. 1自学、网 络学习、作业-10笫六章刚体力学本章重点难点：转动惯量的概念；刚体定轴转动定律及应用； 质心运动定理及运用；刚体对轴的角动B守恒；刚体的平面运 动问题。/1 /416. 1刚体运动的描述刚体的平动、刚体绕固定轴的转动、角速度矢量、刚体的平面 运动Ml1讲授1自学、网 络学习、作业426.2刚体的动量和质心 运动定理刚体的质心、刚体的动量与质心运动定理Ml2讲授2自学、网 络学习、作业436.3转动

19、惯国、刚体定 轴转动的角动量、 刚体定抽转动定律刚体定轴转动对轴上一点的角动量、刚体对一定转轴的转动惯 量、刚体定轴转动的角动量定理和转动定理、刚体的重心Ml2讲授2自学、网 络学习、作业446.4刚体定轴转动的动 能定理力矩的功、刚体定轴转动的动能定理、刚体的军力势能Ml1.5讲授1.5自学、网 络学习、作业456.5刚体平面运动的动 力学方程刚体平面运动的基本动力学方程、作用于刚体上的力、刚体平 面运动的动能Ml1.5讲授1.5自学、网 络学习、作业46第七章振动本章重点难点：简谐振动规律及有关计算；正确理解相位、相/f /位差的概念；简谐振动的矢量表示法,并能运用来研究振动合 成问题；简

20、谐振动的合成（同方向同频率简谐振动的合成）477.1简谐振动的动力学 特征简谐振动的动力学特征Ml1.5讲授1.5自学、网 络学习、作业487.2简谐振动的运动学 描述简谐振动的运动学方程，简谐振动的x-i图线和相轨迹，简谐 振动矢量表示Ml1.5讲授1.5自学、网 络学习、作业197.3简谐振动的能量转 化简谐振动系统的能量Ml0.2讲授0.2自学、网 络学习、作业507.4简谐振动的合成同方向同频率简谐振动的合成,同方向不同频率简谐振动的合 成，互相垂直相同频率简谐振动的合成，互相垂直不同频率简 谐振动的合成，利萨如图形Ml1讲授i自学、网 络学习、作业517.5振动的分解振动的分解Ml0

21、.2讲授0.2自学、网 络学习、作业527.6阻尼振动欠阻尼振动、过阻尼振动、临界阻尼振动Ml0.6讲授0.6自学、网络学习、作业537.7受迫振动受迫振动的动力学方程,受迫振动的运动特征，位移共振.受 迫振动能量转换Ml1讲授1自学、网 络学习、作业54第八章波动和声本章重点难点：掌握振动与波的区别与联系；平面简谐波波函 数及其物理意义；波的能后；波的加与干涉；多普勒效应/558. 1波的基本概念波是振动状态的传播、多种多样的波、平面波与球面波Ml0.2讲授0.2自学、网 络学习、作业568.2平面简谐波方程平面简谐波方程、平面简谐波方程的多种形式Ml2讲授2自学、网 络学习、作业578.3

22、波动方程与波速波动方程、波速及色散（炭散）现象Ml0.2讲授0.2自学、网 络学习、作业589.2除止潼体内压强静止流体内一点的压强、除止流体内不同空间点压强的分布Ml1讲授1自学、网 络学习、作业599.1理想流体流体的粘性、可压缩性、理想流体Ml0.5讲授0.5自学、网 络学习、作业608.6多普勒效应波源静止而观察者运动，观察者价止而波源运动.观察者和波 源在同一条直线上运动Ml1讲授1自学、网 络学习、作业61第九章流体力学本章重点难点：掌握静压强及其应用；掌握理想流体稳定流动 遵循的连续性方程与伯努利方程；伯努利方程的应用/629.3流体运动学基本概 念、连续性方程流迹、流线、流管、

23、定常流动、不可压缩流体的连续性方程Ml1讲授1自学、网络学习、作业638.5波的叠加与干涉、 驻波波的加，波的干涉，驻波Ml2讲授2自学、网 络学习、作业648.4平均能流密度、声强媒质中波的能量分布，平均能流密度,声强与声强级.声压声 强和声压的关系，声波的衰戒超声波的优势，波的反射和透射半波损失Ml0.6讲授0.6自学、网 络学习、作业659.4伯努利方程伯努利方程Ml1.5讲授1.5自学、网 络学习、作业66第十章相对论简介本章至点难点：洛伦兹变换；相对论时空观；相对论的动员和 能量。/6710. 1狭义相对论的历史背景麦克斯韦方程建立引起的问SL迈克耳孙莫雷实验.关于相对 性原理的思考

24、Ml1讲授1自学、网 络学习、作业6810.2洛伦兹变换狭义相对论的基本假设,洛伦兹坐标变换，洛伦兹变换蕴含的 时空观，尺缩钟慢的实验检验Ml1.5讲授1.5自学、网 络学习、作业6910.3相对论的速度变换相对论速度变换公式Ml0.5讲授0.5自学、网 络学习、作业7010.4相对论的动例和能 量相对论的动量,相对论的质能公式.动员-能量公式Ml1讲授1自学、网 络学习、作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业L每周布置6“8道题目，平均每次课34道题，2 .成绩采用百分制.根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能

25、力，翅型主要有计算题,10%2网络在线 学习与测 试1 .分为网络学习和测试两个部分。学习模式下每章曲机抽10个选择题供学生复习课堂所学知识，测试模式下每章随机 抽10个选择题供学生进行测试（每章必修完成一次测试）。2 .成绩采用百分制.根据网络在线学习佶况及测试完成情况评分:，3 .考核学生对力学基本知识、基本概念、基本原理的理解与掌樨.25%3随堂测试1.本课程采用雨课堂+石大云课堂相结合的方式进行授课,在进行相关内容的讲解结束后，通过雨课堂建立随堂测试选 择题，测试学生对相关知识的掌握程度.学生通过手机端进行作答，正确率及时显示在屏幕上，便于学生实时了解自己 对相关知识的掌握程度。15%