四川理工學院課程實施大綱

課程名稱：力學

授課班級：應用物理16級1-2班

任課教師：謝濤

工作部門：物電學院

聯系方式:

四川理工學院制

2017年1月

《力學》課程實施大綱

基本信息

課程代碼：

課程名稱：力學(Dynamics)

學分：3

總學時：48

學期：第一學期

上課時間：1T3周

上課地點：黃嶺校區

答疑時間和方式：課前及課后，個別輔導答疑，電話答疑

答疑地點：N3-913

授謖班級：應用物理學16級1-2班

任課教師：謝濤

學院：物電學院

郵箱：

聯系電話:

目錄

1.教學理念.................................錯誤!未定義書簽。

1.1關注學生的發展...................錯誤!未定義書簽。

1.2關注教學的有效性.................錯誤!未定義書簽。

1.3關注教學的策略....................錯誤!未定義書簽。

1.4關注教學價值觀...................錯誤!未定義書簽。

2.課程介紹................................錯誤!未定義書簽。

2.1課程的性質........................錯誤!未定義書簽。

2.2課程在學科專業結構中的地位、作用...錯誤!未定義書簽。

2.3課程的歷史與文化傳統..............錯誤!未定義書簽。

2.4課程的前沿及發展趨勢..............錯誤!未定義書簽。

2.5課程與經濟社會發展的關系..........錯誤!未定義書簽。

2.6課程內容可能涉及到的倫理與道德問題.錯誤!未定義書簽。

2.7學習本課程的必要性................錯誤!未定義書簽。

3.教師簡介.................................錯誤！未定義書簽。

3.1教師的職稱、學歷..................錯誤!未定義書簽。

3.2教育背景.....錯誤!未定義書簽。

3.3研究興趣（方向）錯誤!未定義書簽。

4.先修課程..........,錯誤!未定義書簽。

5.課程目標.........…錯誤！未定義書簽°

5.1知識與技能方面.錯誤!未定義書簽。

5.2過程與方法方面.錯誤!未定義書簽。

5.3情感、態度與價值觀方面............錯誤!未定義書簽。

6.課程內容...........................錯誤!未定義書簽。

6.1課程的內容概要.....................錯誤!未定義書簽。

6.2教學重點、難點......................錯誤!未定義書簽。

6.3學時安排...........................錯誤!未定義書簽。

7.課程實施...................................錯誤!未定義書簽。

7.1教學單元一.........................錯誤!未定義書簽。

7.1.1教學口期......................錯誤!未定義書簽。

7.1.2教學目標......................錯誤!未定義書簽。

7.1.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.1.4教學過程......................錯誤!未定義書簽。

7.1.5教學方法......................錯誤!未定義書簽。

7.1.6作業安排及課后反思...........錯誤!未定義書簽。

7.1.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.2教學單元二..........................錯誤!未定義書簽。

7.2.1教學日期.......................錯誤!未定義書簽。

7.2.2教學目標.......................錯誤!未定義書簽。

7.2.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.2.4教學過程.......................錯誤!未定義書簽。

7.2.5教學方法.......................錯誤!未定義書簽。

7.2.6作業安排及課后反思............錯誤!未定義書簽。

7.2.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.3教學單元三........................錯誤!未定義書簽。

7.3.1教學日期.......................錯誤!未定義書簽。

7.3.2教學目標.......................錯誤!未定義書簽。

7.3.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.3.4教學過程.......................錯誤!未定義書簽。

7.3.5教學方法.......................錯誤!未定義書簽。

7.3.6作業安排及課后反思...........錯誤!未定義書簽。

7.3.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.4教學單元四........................錯誤!未定義書簽。

7.4.1教學日期......................錯誤!未定義書簽。

7.4.2教學目標......................錯誤!未定義書簽。

7.4.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.4.4教學過程......................錯誤!未定義書簽。

7.4.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.4.6作業安排及課后反思............錯誤!未定義書簽。

7.4.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.5教學單元五........................錯誤!未定義書簽。

7.5.1教學日期.......................錯誤!未定義書簽。

7.5.2教學目標.......................錯誤!未定義書簽。

7.5.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.5.4教學過程.......................錯誤!未定義書簽。

7.5.5教學方法.......................錯誤!未定義書簽。

7.5.6作業安排及課后反思............錯誤!未定義書簽。

7.5.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.6教學單元六........................錯誤!未定義書簽。

7.6.1教學日期......................錯誤!未定義書簽。

7.6.2教學目標......................錯誤!未定義書簽。

7.6.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.6.4教學過程......................錯誤!未定義書簽。

7.6.5教學方法......................錯誤!未定義書簽。

7.6.6作業安排及課后反思............錯誤!未定義書簽。

7.6.7課前準備情況及其他相關特殊耍求錯誤!未定義書簽。

7.7教學單元七........................錯誤!未定義書簽。

7.7.1教學日期......................錯誤!未定義書簽。

7.7.2教學目標.......................錯誤!未定義書簽。

7.7.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.7.4教學過程.......................錯誤!未定義書簽。

7.7.5教學方法.......................錯誤!未定義書簽。

7.7.6作業安排及課后反思............錯誤!未定義書簽。

7.7.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.8教學單元八.........................錯誤!未定義書簽。

7.8.1教學日期.......................錯誤!未定義書簽。

7.8.2教學目標.......................錯誤!未定義書簽。

7.8.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.8.4教學過程......................錯誤!未定義書簽。

7.8.5教學方法......................錯誤!未定義書簽。

7.7.6作業安排及課后反思...........錯誤!未定義書簽。

7.8.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.9教學單元九.......................錯誤!未定義書簽。

7.9.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.9.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.9.3教學內容（含重點、難點）....錯誤!未定義書簽。

7.9.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.9.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.9.6作業安排及課后反思...........錯誤!未定義書簽。

7.9.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.10教學單元十.......................錯誤!未定義書簽。

7.10.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.10.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.10.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.10.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.10.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.10.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.10.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.11教學單元十一.....................錯誤!未定義書簽。

7.11.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.11.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.11.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.11.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.11.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.11.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.11.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.12教學單元十二.....................錯誤!未定義書簽。

7.12.1教學口期....................錯誤!未定義書簽。

7.12.2教學目標....................錯誤!未定義書簽。

7.12.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.12.4教學過程....................錯誤!未定義書簽。

7.12.5教學方法....................錯誤!未定義書簽。

7.12.6作業安排及課后反思.........錯誤!未定義書簽。

7.12.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.13教學單元十三....................錯誤!未定義書簽。

7.13.1教學日期....................錯誤!未定義書簽。

7.13.2教學目標....................錯誤!未定義書簽。

7.13.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.13.4教學過程....................錯誤!未定義書簽。

7.13.5教學方法....................錯誤!未定義書簽。

7.13.6作業安排及課后反思.........錯誤!未定義書簽。

7.13.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.14教學單元十四.....................錯誤!未定義書簽。

7.14.1教學日期....................錯誤!未定義書簽。

7.14.2教學目標....................錯誤!未定義書簽。

7.14.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.14.4教學過程....................錯誤!未定義書簽。

7.14.5教學方法....................錯誤!未定義書簽。

7.14.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.14.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.15教學單元十五.....................錯誤!未定義書簽。

7.15.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.15.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.15.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.15.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.15.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.15.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.15.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.16教學單元十六.....................錯誤!未定義書簽。

7.16.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.16.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.16.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.16.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.16.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.16.6作業安排及課后反思...........錯誤!未定義書簽。

7.16.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.17教學單元十七......................錯誤!未定義書簽。

7.17.1教學日期......................錯誤!未定義書簽。

7.17.2教學目標......................錯誤!未定義書簽。

7.17.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.17.4教學過程......................錯誤!未定義書簽。

7.17.5教學方法......................錯誤!未定義書簽。

7.17.6作業安排及課后反思...........錯誤!未定義書簽。

7.17.7課前準備情況及其他相關特殊耍求錯誤!未定義書簽。

7.18教學單元十八......................錯誤!未定義書簽。

7.18.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.18.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.18.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.18.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.18.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.18.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.18.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.19教學單元十九......................錯誤!未定義書簽。

7.19.1教學日期......................錯誤!未定義書簽。

7.19.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.19.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.19.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.19.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.19.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.19.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.20教學單元二十.....................錯誤!未定義書簽。

7.20.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.20.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.20.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.20.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.20.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.20.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.20.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.21教學單元二十一...................錯誤!未定義書簽。

7.21.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.21.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.21.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.21.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.21.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.21.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.21.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.22教學單元二十二...................錯誤!未定義書簽。

7.22.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.22.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.22.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.22.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.22.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.22.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.22.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.23教學單元二十三...................錯誤!未定義書簽。

7.23.1教學口期.....................錯誤!未定義書簽。

7.23.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.23.3教學內容（含重點、難點）……錯誤!未定義書簽。

7.23.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.23.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.23.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.23.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

7.24教學單元二十四...................錯誤!未定義書簽。

7.24.1教學日期.....................錯誤!未定義書簽。

7.24.2教學目標.....................錯誤!未定義書簽。

7.24.3教學內容（含重點、難點）.....錯誤!未定義書簽。

7.24.4教學過程.....................錯誤!未定義書簽。

7.24.5教學方法.....................錯誤!未定義書簽。

7.24.6作業安排及課后反思..........錯誤!未定義書簽。

7.24.7課前準備情況及其他相關特殊要求錯誤!未定義書簽。

8.課程要求.................................錯誤!未定義書簽。

8.1學生自學要求.......................錯誤!未定義書簽。

8.2課外閱讀的要求.....................錯誤!未定義書簽。

8.3課堂討論的要求.....................錯誤!未定義書簽。

8.4課程實踐的要求.....................錯誤!未定義書簽。

9.課程考核.................................錯誤!未定義書簽。

9.1出勤（遲到、早退等）、作業、報告等的要求錯誤!未定義書簽。

9.2成績的構成與評分規則說明...........錯誤!未定義書簽。

9.3考試形式及說明.....................錯誤!未定義書簽。

10.學術誠信...............................錯誤！未定義書簽。

10.1考試違規與作弊處理...............錯誤!未定義書簽。

10.2杜撰數據、信息處理等..............錯誤!未定義書簽。

10.3學術剽竊處理等....................錯誤!未定義書簽。

11.課堂規范................................錯誤！未定義書簽。

11.1課堂紀律..........................錯誤!未定義書簽。

11.2課堂禮儀..........................錯誤!未定義書簽。

12.課程資源................................錯誤！未定義書簽。

12.1教材與參考書......................錯誤!未定義書簽。

12.2專業學術著作......................錯誤!未定義書簽。

12.3專業刊物..........................錯誤!未定義書簽。

12.4網絡課程資源......................錯誤!未定義書簽。

13.教學合約................................錯誤！未定義書簽。

13.1教師作出師德師風承諾.............錯誤!未定義書簽。

13.2閱讀課程實施大綱，理解其內容.....錯誤!未定義書簽。

13.3同意遵守課程實施大綱中闡述的標準和期望錯誤!未定義書簽。

14.其他說明.................................錯誤！未定義書簽。

1.教學理念

1.1關注學生的發展

哈佛大學校長陸登廷認為:一個人是否具有創造力，是一流人才和三流人才的分水

嶺。為了培養創新型人才，大學課堂教學更要培養學生的批判性和創造性的思維能力，

提出、分析、解決和評價問題的能力，有效獲取知識的能力，有效交流與表達的能力以

及團隊合作的精神等。大學教師應該利用各種有利條件和機會培養學生的發散性思維和

逆向思維，激發他們的求異動機，催化他們發現、發明、創造的熱情。教師應想方設法

引導學生積極思考，發現問題，并創造性地解決問題，對學生顯示出來的創造性的思想

火花要加倍地愛護和鼓勵。大學課堂要建立充分體現尊重、民主和發展的新型課堂倫理

關系。

力學的基本理論滲透在自然科學的各個領域，應用于生產技術的許多部門，是自然

科學和工程技術的基礎。通過這門課程的學習，使學生初步掌握大學物理學習中的基本

方法及力學范疇內的基本規律及概念，要使學生在掌握力學基礎理論的同時，掌握物理

學的基本研究方法和科學思維方法；學會用數學語言表述力學問題和使用高等數學工具

去分析處理力學問題。為理論物理中的《理論力學》部分的學習打好較堅實的基礎。并

培養學生現代的自然觀宇宙觀和辨證唯物主義世界觀，培養學生的探索、創新精神，努

力實現知識、能力、素質的協調發展。

1.2關注教學的有效性

大學課堂教學作為引導大學生探求知識、發展能力、豐富'完善個性品質的主要方式，

是大學培養人才的主陣地，其有效性的追求理應滿足大學生成長、發展的需求。這是一

個既包括學生對所學課程理論知識由感性認知到理性內化，再到創造性外化的不同層

次，又包括學生情感、態度、價值觀培養的復雜過程。其指向不是單純的某一方面，

而是一個多元的綜合體系。因此作為一個合格的大學教師，不僅要嚴謹治學、善于研究,

不斷提升學科專業理論水平；而且要不斷提高自己的教學學術修養，善于用自己的教育

智慧給學生以創造性的啟迪和引導。其次，尊重學生、相信學生，以學生能夠并樂于接

受的方式展開課堂教學活動，注重教學方式的多樣性和實效性。讓學生真正以主體者的

角色參與到教學中來，

1.3關注教學的策略

1.3.1激發學生對本課程的興趣

學生對所學科目感興趣，有學習需要與動機，對學習內容主動思考的情況下才能取

得良好的效果。因此在教學中，大學教師必須學會激勵學生學習一門課程。

具體策略主要有：（1）運用有趣、形象生動和新穎的教學例子，激發學生學習的認

知興趣。（2）使學生明確學習內容的重要性。（3）創設問題恃境，激勵學生積極思維。

1.3.2注意教學方法設計，提升教學語言藝術

多媒體課件中直觀、形象的簡筆畫、動畫、錄像以及文圖并茂的特點是傳統的板書

所不及的。多媒體課件教學中，可以緊密結合學生的知識水平和思維能力，采用設疑問

的啟發式教學方法，伴隨著學生的深入思考不斷展開課程內容。層層遞進、逐步展開的

啟發式教學方法突出重點、邏輯性強，在“授魚”同時乂“教漁”，不僅激發了學生的

求知欲望，而且提高了學生自主攝取知識和分析問題的能力。

課堂教學是一種開放、動態、交流與對話的過程，不是單獨的教師說教過程。教學

中，教師應該用言簡意賅的語言將教學藝術體現出來，不斷捕捉教學中創造的有效信息,

從而挖掘知識內容的新見解和新思維。

1.3.3促進課堂交流

大學生的思維特點決定了他們具有一定的批判意識、質疑精神及創新能力，只不過

在傳統的滿堂灌的教學模式下學生喪失了展現個體化理解的時間與空間。大學課堂教學

之中，應當盡可能地給學生留一定的參與時間，方式可以采用自主發言、小組辯論及師

生討論的方式。

1.3.4加強對創新精神的培養

為了培養學生創新性思維品質，應該大力提倡啟發式教學。思考是創新的關鍵：只

有獨立思考，才能融會貫通，才能由多而少，由博而專，由現象到本質，由無序到規律:

只有獨立思考，才能生動活潑、千姿百態，才能解放思想，向傳統挑戰，才能不安所學、

才會有創新、有發展。要使學生在創造性獲取知識的同時.,在科學素養、科學思維、科

學道德、洞察能力、評價能力、批判精神、合作精神、敬業精神、嚴謹學風等方面也得

到訓練與提升。

1.3.5把學生引到研究的最前沿

大學課堂教學中，教師應進行理論知識的前沿性研究成果的介紹與了解。這一環節

在大學課堂教學中必不可少，因為，學生應當對知識的最新發展與動態有所了解。學生

在學習了知識的“源”，也了解了知識的“流”之后，就有利于學生對知識的全面理解。

這就要求教師在備課上要密切關注理論知識的前沿研究成果及研究動向，真正把教學與

科研有機地結合起來。

大學教師要積極參加科學研究，密切注視本學科在國內國際的發展動態，并不斷把

新成果，新發現引進自己的教學中。這樣才能拓寬學生的視野，引起學生的思考，激發

學生的興趣，讓學生自己主動地去構建自己的知識。

1.3.6形成融洽的師生關系

良好的師生關系會營造和諧的課堂氛圍和愉悅的心理感受，利于知識的理解，記憶.

鞏固和運用。大學教師在課堂上應該成為學生中的一員，與學生共同學習和思考，共同

面對問題和解決問題，尊重和維護學生的個性，給學生比較自由的思想空間，從而使大

學的課堂教學成為師生共同參與的活動。拉近師生間的距離，有利于教學雙方最佳狀態

的發揮。

1.4關注教學價值觀

為了更好的引導大學生往正確的方向發展，可以在學生的交流中融入社會主義核心

價值觀的相關內容，深化學生對社會主義核心價值觀的認識，幫助其樹立正確的世界觀、

人生觀和價值觀，進而激勵他們“永遠熱愛我們偉大的祖國，永遠熱愛我們偉大的人民,

永遠熱愛我們偉大的中華民族”，積極投身中國特色社會主義偉大事'也中。

2.課程介紹

2.1課程的性質

力學是以牛頓運動定律為基礎，在宏觀世界和低速狀態下，研究物體運動的基要學

術。在物理學里，力學是最早被接受為力學的一個基本綱領。力學又分為靜力學（描述

靜止物體）、運動學（描述物體運動）和動力學（描述物體受力作用下的運動）。課

程教學的目的是掌握機械運動規律，為大學階段其他課程的學習打好理論基礎，是本科

物理專業學生必修的一門專業基礎課。

2.2課程在學科專業結構中的地位、作用

力學是我院物理學專業必修課，是研究物質機械運動規律的科學，它與熱學、電磁

學及光學一起共同被列為經典物理四大基石。力學是以牛頓運動定律為基礎，在宏觀世

界和低速狀態下，研究物體運動的基要學術。在物理學里，力學是最早被接受為力學的

一個基本綱領。力學課程分為靜力學（描述靜止物體）、運動學（描述物體運動）和動

力學（描述物體受力作用下的運動）。力學的主要內容是牛頓三定律和萬有引力定律。

2.3課程的歷史與文化傳統

力學是力與運動的科學，它研究的對象主要是物質的宏觀機械運動，它既是基礎科

學，又是眾多應用科學特別是工程技術的基礎。它過去建立在牛頓定律和經典熱力學的

基礎上，現在則擴大到量子力學描述的微觀層次。力學和天文學、微積分學幾乎同時誕

生，曾在經典物理的發展中起關鍵作用。20世紀，力學在推動地球科學，如大氣物理、

海洋科學等的定量化方面，作出了重大貢獻。近年來還在材料科學、生物學、醫學等科

學分支中起著越來越重要的作用。由研究弦、桿、板振動而形成的數學物理方法中的譜

理論，很自然地被移用到量子力學。由力學現象中首先發現的分叉（可追溯到200多年

前Euler對壓桿穩定性的研究）、孤立波（約100年前）、混沌（30年前）等現象以及相應

的理論方法，是被稱為20世紀自然科學最重要發展之一的非線性科學的核心部分。

力學本質上是研究物體宏觀運動的，而宏觀運動是人類唯一可以直接感知，因而更

易理解的運動，所以由力學中首先發現的帶有規律性的現象，后來被發現具有超出宏觀

運動意義的這種人類認識自然的無窮盡的過程，今后仍將繼續不斷。力學又是為數極多

的工程技術的基礎學科。在20世紀，出于工程技術發展的需要（順便提一句，工程可以

說無一例外地是宏觀的），應用力學有空前的發展。在力學理論的指導或支持下取得的

工程技術成就不勝枚舉。最突出的有：以人類登月、建立空間站、航天飛機等為代表的

航天技術；以速度超過5倍聲速的軍用飛機、起飛重量超過300t、尺寸達大半個足球場

的民航機為代表的航空技術；以單機功率達百萬千瓦的汽輪機組為代表的機械工業，可

以在大風浪下安全作業的單臺價值超過10億美元的海上采油平臺；以排水量達5X105t

的超大型運輸船和航速可達30多節、深潛達幾百米的潛艇為代表的船舶工業；可以安

全運行的原子能反應堆；在地震多發區建造高層建筑；正在陸上運輸中起著越來越重要

作用的高速列車，等等，甚至加兩彈引爆的核心技術，也都是典型的力學問題。力學在

解決眾多的新的工程技術問題及向其它學科滲透中，大大豐富了力學學科本身。在傳統

的理論力學、材料力學、流體力學等學科外形成了空氣動力學、水動力學、滲流力學、

物理化學流體力學、彈塑性力學、斷裂與損傷力學、巖土力學、振動學、生物力學、結

構力學、爆炸力學、等離子體動力學、物理力學、細觀固體力學等分支。在有些方面，

解決了過去不能解決的問題，如高速空氣動力學之對于航空、航天技術。有些方面，則

大大改變了傳統的概念，如斷裂、損傷力學的成果深刻地改變了強度設計的觀點。又如,

由于結構動力學的發展及對地震波的研究，打破了過去在地震多發區不能蓋高層建筑的

禁區。

由于解決科學和工程技術問題需要計算，力學工作者在電子計算機出現之前就已經

提出了不少有效的數學工具和計算方法。由邊界層研究發展起來的奇異攝動法已經形成

普遍使用的數學手段。有些方法，如Galerkin法，松弛法等，至今仍是計算數學的基

本方法之一。在高速電子計算機出現后，力學的計算更是如虎添翼，新的計算方法迅速

出現，如從結構力學中發展起來的有限元法，現在已是各種科學問題（遠不限丁力學）

的基本算法之一。由于流體力學計算的需要，極大地推動了有限差分法的發展。現在，

計算力學已是整個計算科學中最重要的支柱之一。

2.4課程的前沿及發展趨勢

從對力學發展過程的回顧可以清楚地看到，力學是隨著人類認識自然現象和解決工

程技術問題的需要而發展起來的。力學又的確對認識自然和解決工程技術問題起著極為

重要、在很多時候是關鍵的作用。環繞我們的自然界，如今還有眾多的關系到人類生存

和生活質量的宏觀現象，遠沒有被認識清。如全球的氣候問題、環境問題、海洋問題、

自然災害（如臺風等）問題等，將會繼續不斷提出新的力學問題。更不用說，21世紀將

出現的更新、更大、更復雜的工程技術問題有賴于力學的新發展去解決。只要承認人類

永遠生活在宏觀環境中，就不難理解力學的發展對人類生存和社會進步是永遠不可少

的。目前在科學的研究上，正在采用對同一問題在不同尺度上進行研究的方法，力學也

不例外，例如為了更好地理解材料的力學性能，既需要在宏觀層次上，又需要在細觀、

甚至微觀層次上進行研究，但是如何將不同層次的現象聯系起來，無論對哪一學科都還

是難題。證諸科學發展的歷史，有理由相信首先突破這i難點的有極大可能是力學，其

方法論的意義因而也將是巨大的。

2.5課程與經濟社會發展的關系

經典力學不但對自然科學產生了很大影響，在社會科學方面，特別是對哲學利人類

思想發展，也產生了重大影響。在經典力學的直接影響下，英國的霍布斯和洛克建立利

發展了機械唯物主義哲學，并由于其強大的影響力，使得唯物論從宗教神學那里爭得了

發言權，并在隨后形成了人類歷史上唯物主義和唯心主義斗爭最為激烈的一段時期。經

過康德和黑格爾對辯證法和機械唯物主義的研究和發展，以及馬克思和恩格斯對哲學已

有研究成果的吸收，結合當時科學發展成果，最終建立了唯物主義辯證法。唯物主義辯

證法的建立，在很大程度上得益于牛頓經典力學體系的建立。近現代科學和哲學是發物

于經典力學的，正是從牛頓建立經典力學開始，人類在思想觀念上才開始真正走向科學

化和現代化，而它對人類思想領域的影響也是極其廣泛而深刻的。

2.6課程內容可能涉及到的倫理與道德問題

科學研究鼓勵自由探索，但卻不能沒有科學倫理的規范。做科學研究的人一定要守

住科學倫理道德底線，絕對不能為了某些私利而危害人類健康和公共安全。研究的成果

為人類所用，不能危害人類和自然生態。本課程屬于基礎學科課程，間接地涉及到倫理

與道德問題，大家應當正確把握。

2.7學習本課程的必要性

①使學生認識物質宏觀機械運動形態的特點、規律和研究方法，掌握比較系統的力

學基礎知識，并能較為靈活地加以運用。

②為學生進一步學習熱學、電磁學、原子物理學和理論物理中的熱力學和統計物理

學等后繼課程打下良好的基礎。

③通過學習本課程，有利于開闊學生的思路，培養學生的思維方式和習慣，激發不

斷探索和創新的精神。

④通過學習本課程，可以培養學生逐步樹立辯證唯物主義的世界觀，培養學生樹立

為科學獻身的信念。

3.教師簡介

3.1教師的職稱、學歷

謝濤，講師，博士研究生

3.2教育背景

19947998年,蘭州大學現代物理系，本科畢業,獲理學學士學位；

2003-2006年，中國科學技術大學地球與空間物理學院，碩士畢業，獲理學碩士學位;

2009-2012年,核工業西南物理研究院，博士研究生畢業,獲理學博士學位。

3.3研究興趣（方向）

磁約束熱核聚變等離子體物理理論

4.先修課程

《高等數學》

5.課程目標

5.1知識與技能方面

本課程為應用物理專業學生必修基礎課程之一。它的基本理論滲透在自然科學的各

個領域，應用于生產技術的許多部門，是自然科學和工程技術的基礎。通過這門課程的

學習，使學生初步掌握大學物理學習中的基本方法及力學范疇內的基本規律及概念，要

使學生在掌握力學基礎理論的同時，掌握物理學的基本研究方法和科學思維方法；學會

用數學語言表述力學問題和使用高等數學工具去分析處理力學問題。為理論物理中的

《理論力學》部分的學習打好較堅實的基礎。并培養學生現代的自然觀宇宙觀和辨證唯

物主義世界觀，培養學生的探索、創新精神，努力實現知識、能力、素質的協調發展。

5.2過程與方法方面

1）、充分運用現代化教學手段。現在利用多媒體給學生上課，為了形象化的讓學生

更易接受所學理論知識，課堂上還會穿插些圖片、幻燈片、動畫片等。

2）、講課向“精”、“實”、“用”的方向去做。給學生提供更多的參考資料，

鍛練學生學會自我學習。

3）、建立健全的考核機制，采取良好靈活的考核方式。考核方式可采取理論考試、

實驗制作、動手能力等，從多角度綜合評判。分數實行結構評分方式，基本分反映學生

在基礎知識和基本能力的綜合表現，更客觀的反映學生能刀，強調個性發展，更好的鼓

勵創新。同時，各種電子設計競賽選拔和該課程的教學考核結合起來，進一步激發學生

的學習和創新熱情。

5.3情感、態度與價值觀方面

培養學生逐步樹立辯證唯物主義的世界觀，培養學生樹立為科學獻身的信念。

6.課程內容

6.1課程的內容概要

第一章引言

第二章質點運動學

2.1質點的運動學方程

2.2瞬時速度矢量和瞬時加速度矢量

2.3質點直線運動一一從坐標到速度和加速度

2.4質點直線運動一一從加速度到速度和坐標

2.5平面直角坐標系?拋體運動

2.6自然坐標-切向和法向加速度

2.7極坐標系-徑向速度與橫向速度

2.8伽利略變換

第三章動帚定理及動量守恒定律

3.1牛頓第一定律和慣性參考系

3.2慣性質帚動帚和動量守恒定律

3.3牛頓運動定律伽利略相對性原理

3.4主動力和被動力

3.5牛頓運動定律的應用

3.6非慣性系中的力學

3.7用沖量表述的動帚定理

3.8質點系動量定理和質心運動定理

3.9經典力學中動量守恒定律的常見形式

第四章動能和勢能

4.1能量一一另一個守恒顯

4.2力的元功用線積分表示功

4.3質點和質點系動能定理

4.4保守力與非保守力勢能

4.5功能原理和機械能守恒定律

4.6對心碰撞

4.7非對心碰撞

4.8質心參考系的運用粒子的對撞

第五章角動量關于對稱性

5.1質點的角功量

5.2質點系的角動量定理及角動量守恒定律

5.3質點系對質心的角動量定理和守恒定律

5.4對稱性對稱性與守恒律

5.5經典動力學的適用范圍

第六章萬有引力定律

6.1開普勒定律

6.2萬有引力定律引力質量與慣性質量

6.3引力勢能

第七章剛體力學

7.1剛體運動的描述

7.2剛體的動量和質心運動定理

7.3剛體定軸轉動的角動量轉動慣量

7.4剛體定軸轉動的動能定理

7.5剛體平面運動的動力學

7.6剛體的平衡

7.7自轉與旋進

第八章固體的彈性

8.1彈性體的拉伸和壓縮

8.2彈性體的剪切形變

8.3彎曲和扭轉

笫九章振動

9.1簡諧振動的動力學特征

9.2簡諧振動的運動學

9.3簡諧振動的能量轉換

9.4簡諧振動的合成

9.5阻尼振動

9.6受迫振動

第十章波動和聲

10.1波的基本概念

10.2平面簡諧波方程

10.3波動方程與波速

10.4平均能流密度聲強與聲壓

10.5波的疊加和干涉駐波

10.6多普勒效應

6.2教學重點、難點

重點：牛頓三定律；動量守恒定律；能量守恒定律；萬有引力定律；定軸轉動；彈

性應變；簡諧振動；行波和駐波。

難點：質點運動方程；牛頓第二定律；偵點組動量定理；機械能守恒定律；動量矩:

圓周運動的加速度；楊氏模量的物理概念；簡諧振動的合戊；行波和駐波的區別。

6.3學時安排

序號主要內容參考學時

1（-）引言1

2（二）質點運動學4

3（三）牛頓運動定律4

4（四）動量定理和動量守恒定律3

5（五）功和能及碰撞問題6

6（六）動量矩3

7（七）剛體力學9

8（A）固體的彈性3

6（九）振動6

10（十）波動和聲6

11習題討論課3

合計48

7.課程實施

7.1教學單元

7.1.1教學日期

2017年2月27日

7.1.2教學目標

了解力學的研究對象和方法；了解力學在科學技術中的重要地位；了解并掌握力學

的學習方法。

7.1.3教學內容（含重點、難點）

第一章引言

2.1質點的運動學方程

2.2瞬時速度矢量和瞬時加速度矢量

重點：力學的研究對象和研究方法；速度和加速度。

7.1.4教學過程

第一章引言

沒有今日的基礎科學，就沒有明日的科技應用，可以想象，我們現在的基礎科學

將怎樣地影響21世紀的科技文明.

物理學屬于基礎科學范疇，是一門素質課,物理思想和物理方法是一個科學工作者

靈感之所在,基礎之所在.

力學一一學習物理學的開始.

1914年盧瑟福發現a射線，B射線，建立了原子有核模型.

電子的發現，確認了原子是可分的，為探索原子結構以及為探索更深層次的結構開辟了

道路.

物質是由輕子和夸克組成.輕子有電子、R子、［子、電子中微子、p子中微子和t

子中微子，每一種均有反粒子，共有12利L夸克有6種味，即上夸克、下夸克、奇異夸克、

粲夸克、底夸克和頂夸克.每種味又分紅、藍和綠3種色.

粒子之間有四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和強相

互作用.粒子之間的基本相互作用是通過交換某種粒子;來傳遞的.即基本相互作用都是

由媒介粒子傳遞的，這類媒介粒子統稱為規范玻色子.

電磁力以光子為媒介，弱力的媒介為Z0和W土粒子，強力的媒介有8種顏色的膠子.

一旦系統出現非線性，便可能呈現復雜行為.這種復雜行為有時會表現為規則的時

空或功能有序,有時也會表現為貌似無序的序.復雜行為不僅能發生于物理和化學系統,

也能發生于生命和社會系統.

科學解決理論問題，技術解決實際問題.

第一次,開始于18世紀60年代，主要標志是蒸汽機的廣泛應用，它是牛頓力學和熱力學發

展的結果.

第二次,開始于19世紀70年代，主要標志是電力的廣泛應用和無線電通訊的實現,它是電

磁學發展的結果.

第三次，開始于20世紀40年代的電腦、電信革命，也叫做“數字革命”.它是近代物理

學發展的結果.

一切周期運動都可用來量度時間.

目前國際通用的時間單位是秒(s).為提高精度，1967年國際計量大會決定采用原

子的躍遷輻射作為計時標準，并規定的一133原子基態的兩個超精細能級間躍遷相對應

的輻射的9192631770個周期的持續時間作為1s.這樣的原子標準稱為原子時.

可用物體來計量長度.如古代測量長度常以人體的某部分作為單位和標準.近代的

測量長度單位是在法國的米制單位發展起來的[規定通過巴黎的子午線的1/(1X107)為

1m(米)].目前在國際單位制中長度的單位是米(m).在1983年國際計量大會規定：“1m

為光在真空中傳播(1/299792458)s時間間隔內所經路徑的長度”.

物理學中，物理公式總是和一定的“單位制”相聯系，“單位制”就是各物理量間相

互配套的一組單位.

基本單位：選定幾個物理量作為基本量，人為地規定其單位，稱為基本單位制.

導出單位：從基本量導出的量稱為導出量，其單位是基本單

位的組合，稱為導出單位.

根據同一規律寫出的公式，采用的單位不同，公式中出現的因子不同.

基本量:長度質量時間電流溫度物質的量光強度

單位：mkgsAKmolcd

導出量：速度加速度力動量…

單位：m/sm/s2Nkg,m/s…

輔助單位：平面角立體角

單位：radsr（球面度）

輔助單位可以參與導出單位，如角速率rad/s

SI詞頭：因為用很大單位測很小的量或用很小單位測很大的帚都不方便，為使單位

大小相濟，適應不同問題的需要，在SI中規定了“SI詞頭”.如表1.3.

量綱：表示一個物理量由基本量的幕次組合的式子.

基本量選定后，導出帚的量綱可由基本量的量綱的組合而得.

某一數中可靠數字稱作有效數字，它的個數稱作有效數字的位數.

注意：有效數字的位數與十進制單位的變換無關,即與小數點的位置無關.用以表示

小數點位置的“0”不是有效數字,當“0”不表示為小數點位置時是有效數字.數據最后

的“0”不能隨便加上，也不能隨便去掉.

估計某數的數量級時,常取整為?位有效數字乘以10的若干哥次.

例如：88920取9X104稱“數量級估計”，實際上又將已估計的9X104以105代之.

用10的若干次方表示的數常稱為“數量級”.

第二章質點運動學

§2.1質點的運動學方程

§2.1.1質點的位置矢量與運動方程

質點一一具有一定質量，不計其形狀與大小的物體，是理想模型.

可以將物體簡化為質點的兩種情況：

①物體不變形，只作平動.

②物體本身線度和它活動范圍相比小得很多

1.位置矢量

位置矢量一一由原點（參考點）引向質點位置的有向線段.

2.運動方程

運動方程一一質點的位置隨時間變化的函數方程.（,）

3.軌跡方程

軌跡方程一一質點在運動過程中描出的曲線方程.

§2.1.2位移---位置矢量的增量

L位移

位移一一是由質點初位置引向末位置的矢量.

2.路程

路程一一質點經過的路徑的總長度.

位移與路程不同，前者是矢量，后者是標量.

§2.2瞬時速度矢量與瞬時加速度矢量

§2.2.1平均速度與瞬時速度

1.平均速度

-Ar

V=——

A/

V不能反映位移變化相對于時間的不均勻性.

2.瞬時速度（簡稱速度）

..-..Az-dr

v=hmv=hm—=—

NTQNTO△/d/

方向：質點運動路徑的切向.

瞬時速度反映質點在某時或某位置的運動狀態.

§2.2.2平均加速度與瞬時加速度

1.平均加速度

注意:

①說到平均加速度，一定要明確是哪一段時間或哪一段位移中的平均加速

度.

②一般。與y方向不同

2.瞬時加速度（簡稱加速度）

Avdvddr,dr

lim—=—=一（一）=--

&-d/drdrdrdr

7.1.5教學方法

結合多媒體講授。

7.1.6作業安排及課后反思

預習第二章3-6節。

7.1.7課前準備情況及其他相關特殊要求

要精選授課內容，對力學新亮點和廣泛應用的重要內容進行重點講授，有的內容留

學生自學教材或要求學生查閱?定的參考書，同時也培養了學生的自學能力

7.2教學單元二

7.2.1教學日期

2017年3月3日

7.2.2教學目標

會根據質點運動方程求位移、速度和加速度；會根據加速度和初始條件求可積的運

動方程。

7.2.3教學內容（含重點、難點）

§2.3質點直線運動一一從坐標到速度和加速度

§2.4質點直線運動一一從加速度到速度和坐標

§2.5平面直角坐標系-拋體運動

§2.6自然坐標?切向和法向加速度

重點：從質點運動方程求速度和加速度；從速度和加速度求質點運動方程；切向和

法向加速度。

難點：自然坐標系；切向和法向加速度。

7.2.4教學過程

§2.3質點直線運動一一從坐標到速度和加速度

§2.3.1運動學方程

以質點運動直線為坐標軸，則質點運動學方程為r=r(t)=x(t)i

§2.3.2速度和加速度

瞬時速度

廣￡曲線某點切線的斜率等于相應時刻的速度.

瞬時加速度…，

v-t曲線某點切線的斜率等于相應時刻的加速度.

可由質點的X-t圖畫出質點的V-t圖，根據質點V：-t曲線畫出曲線.

§2.3.3勻速與勻變速直線運動

(一喙=2/(<-.)

§2.3.4宇宙年齡和大小的估計?測量重力加速度

§2.4質點直線運動一一從加速度到速度和坐標

§2.4.1從速度到運動學方程和位移

Ar=%一毛=[vx(f)df

§2.4.2已知加速度求速度和運動學方程

匕=%+r/⑺出x=x0+r匕⑴山

§2.5平面直角坐標系?拋體運動

§2.5.1平面直角坐標系

對于質點的平面運動，若已知初始條件和質點速度和加速度隨時間的變化規律并且

可積，就能全面描寫質點的運動狀態.

§2.5.2拋體運動

1.運動疊加原理

右圖中山8同時同高拋出，同時著地.

結論：水平運動對豎直運動無影響.

3運動二豎直+水平

即：當物體同時參與兩個或多個運動時，其總的運動是各個運動的合成.

2.拋休運動

通過理想情況得出拋物線，以此為基準，進一步研究各種不同阻力對運動的影響.

§2.5.3用矢量討論拋體運動

§2.6自然坐標-切向和法向加速度

§2.6.1自然坐標

若質點軌跡已知，質點的運動可分解為切向和法向.

自然坐標一一將質點軌跡曲線作為一維坐標的軸線.

如圖選軌跡上一點為原點，用由原點至質點位置的弧長s作為質點位置坐標.s稱

自然坐標.s可正可負.

質點運動方程s=s(/)

自然坐標也可用矢量特征描述.

切向單位矢量沿曲線切向,指向s〉0方向.

法向單位矢量沿曲線法向且指向曲線的凹側.