理論力學(xué)是力學(xué)各專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課,本科目的考試內(nèi)容主要包括靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三大部分。要求考生對其中的基本概念有很深入的理解,系統(tǒng)掌握理論力學(xué)中基本定理和分析方法,具有綜合運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。
一、考試內(nèi)容:
(一)靜力學(xué)基本概念與物體受力分析
物體受力分析,常見約束與約束反力,平衡力系作用下的物體受力。幾個靜力學(xué)公理。
(二)力系簡化和力系平衡
匯交力系的幾何法和解析法;力偶系的概念。平面和空間力系和力偶系的平衡方程,考慮摩擦的平衡問題。
(三)點的運動學(xué)和點的合成運動
質(zhì)點的運動及其數(shù)學(xué)描述,點的絕對運動,牽連運動和相對運動的概念,點的速度和加速度的合成。
(四)剛體的簡單運動和剛體平面運動。
剛體的平動和定軸轉(zhuǎn)動,平面運動剛體上任意點的速度和加速度表示。
(五)質(zhì)點動力學(xué)的基本方程
牛頓三個定律,質(zhì)點運動微分方程和質(zhì)點動力學(xué)問題的求解,質(zhì)心和轉(zhuǎn)動慣量的計算。
(六)動量定理
動量和沖量的概念,動量定理和動量守恒。質(zhì)心運動定理和質(zhì)心運動守恒定律。
(七)動量矩方程
動量矩和動量矩定理,剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的微分方程。質(zhì)點系相對于質(zhì)心的動量矩定理。
(八)動能定理
各種作用力的功;質(zhì)點和剛體的動能;質(zhì)點和質(zhì)點系的動能定理。功率和功率方程,勢力場,勢能和機械能守恒定律。
(九)達(dá)朗貝爾原理
質(zhì)點和質(zhì)點系的達(dá)朗貝爾原理
(十)虛位移原理
約束,廣義坐標(biāo),自由度和理想約束的概念,虛位移原理
(十一) 機械振動基礎(chǔ)
單自由度系統(tǒng)的自由振動和受迫振動,計算固有頻率的能量法,隔震原理。
二、考試要求:
(一)靜力學(xué)基本概念與物體受力分析
(1) 熟練掌握剛體和力的基本概念、力的三要素。
(2) 熟悉各種常見約束的性質(zhì),熟練掌握物體的受力分析方法。
(3) 掌握靜力學(xué)的5條公理。
(二)力系簡化和力系平衡方程
(1) 熟練掌握平面匯交力系合成與平衡的幾何法和解析法。
(2) 理解并掌握力矩的概念、力偶和力偶矩的概念、力偶系的平衡條件。
(3) 熟練掌握平面和空間力系的簡化、合成及平衡條件,并應(yīng)用求解物體系統(tǒng)的平衡問題。
(4) 掌握摩擦、摩擦角、滾動摩阻的概念,熟練求解考慮摩擦的平衡問題。
(三)點的運動學(xué)和點的合成運動
(1) 掌握質(zhì)點運動的描述方法,深入理解位移、速度、加速度的概念。
(2) 掌握點的合成運動中的基本概念。熟練應(yīng)用點的速度和加速度合成定理求解各種運動中的點的速度、加速度。
(四)剛體的簡單運動和剛體平面運動
(1) 掌握剛體的平行移動和剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動及其特征。
(2) 掌握剛體的平面運動概念。熟練應(yīng)用基點法、瞬心法求平面運動剛體上各點的速度;熟練應(yīng)用基點法求平面機構(gòu)上各點的加速度。
(五)質(zhì)點動力學(xué)的基本方程
(1) 理解并掌握牛頓三個定律。
(2) 能夠應(yīng)用基本定律建立質(zhì)點運動的微分方程,掌握質(zhì)點動力學(xué)的求解方法。
(3) 熟練掌握質(zhì)心和轉(zhuǎn)動慣量的計算。
(六)動量定理
(1) 理解并掌握動量與沖量的基本概念
(2) 熟練掌握動量定理、動量守恒定律及其實際應(yīng)用。
(3) 掌握質(zhì)心的概念、質(zhì)心運動定理和質(zhì)心運動守恒定律。
(七)動量矩方程
(1) 理解并掌握質(zhì)點和質(zhì)點系的動量矩概念,動量矩定理。
(2) 掌握剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動運動微分方程及其應(yīng)用。
(3) 掌握質(zhì)點系相對于質(zhì)心的動量矩定理。
(八)動能定理
(1) 理解并掌握功、動能的基本概念,會計算常見力的功、質(zhì)點和剛體的動能。
(3) 熟練掌握質(zhì)點和質(zhì)點系動能定理。
(4) 掌握功率和機械效率的概念、數(shù)學(xué)表達(dá)式。
(5) 理解并掌握勢能的基本概念、機械守恒定律。
(6) 能夠應(yīng)用三大動力學(xué)基本定理解決綜合問題。
(九)達(dá)朗貝爾原理
(1) 掌握質(zhì)點的達(dá)朗伯原理和質(zhì)點系的達(dá)朗伯原理,能夠應(yīng)用達(dá)朗伯原理(動靜法)求解動力學(xué)問題。
(十)虛位移原理
(1) 理解并掌握約束、虛位移、虛功基本概念,自由度和廣義坐標(biāo)的定義。
(2) 掌握虛位移原理及其應(yīng)用。
三、主要參考書目:
理論力學(xué). 張功學(xué)主編. 西安電子科技大學(xué)出版社. 2008.01
三、考題范圍
分?jǐn)?shù)分布:靜力學(xué)部分30~45分,運動學(xué)部分30~45分,動力學(xué)部分60~90分。
附:本自命題科目初試時滿分為150分,復(fù)試時滿分100分。
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