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工程力学3

主讲教师:裴旭

教师团队:共3

  • 朱坎
  • 白小敏
  • 裴旭
学校: 淮阴工学院
开课院系: 机械与材料工程学院
专业大类: 工程力学
开课专业: 材控
课程英文名称: Engineering Mechanics 3
课程编号: 1112020
学分: 5
课时: 80
课程介绍
本课程是一门重要的专业必修课,分为理论力学和材料力学两部分,是各门力学课程的基础,并在许多工程技术领域有着广泛的应用。理论力学又分为静力学、运动学和动力学。静力学主要研究的是受力物体平衡时作用力所应满足的条件,同时也研究物体受力的分析方法,以及力系简化的方法;运动学只从几何的角度来研究物体的运动(如轨迹、速度、加速度等),而不研究引起物体运动的物理因素;动力学研究受力物体的运动状态和作用力之间的关系。材料力学包括杆件的四种基本变形(轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲)的内力、应力和变形,应力状态与强度理论,组合变形杆的强度和压杆稳定等内容。本课程为《机械设计基础》、《机械制造基础》、《液压与气压传动》等后续课程提供必需的力学知识和基本理论;学生通过本课程的学习可以处理简单工程实际力学问题;同时,学习本课程可以有效培养学生逻辑思维能力,促进学生综合素质的全面提高。
教师团队

朱坎

职称:讲师

单位:淮阴工学院

部门:机械与材料工程学院

职位:教师

白小敏

职称:讲师

单位:淮阴工学院

部门:机械与材料工程学院

职位:教师

裴旭

职称:讲师

单位:淮阴工学院

部门:机械与材料工程学院

课程目标


课程目标1理解力学的基本概念和基本定律,掌握工程力学的基础知识和基本理论以及处理工程力学问题的基本方法,能

对静力学问题进行受力分析和计算,具备解决简单工程实际力学问题的能力;

课程目标2能对质点、质点系和刚体机械运动状态进行合理的描述和计算;

课程目标3明确受力物体运动状态和作用力之间的关系,掌握动力学两类基本问题的求解方法;

课程目标4全面系统了解构件的受力变形、破坏的规律,能正确应用公式对受力不很复杂的构件进行强度、刚度及稳定性计算;

课程目标5掌握材料的力学性能原理和方法,具有初步进行试验研究的能力;

课程目标6明确学习目标,培养学习兴趣,积极落实人才培养计划,使自己成为出色的、受社会欢迎的工程技术人才。

课程目标与毕业要求指标点关联矩阵


毕业要求

观测点

课程目标

毕业要求1.工程知识

观测点1.2  运用数学与自然科学的基本概念和工程语言对机械工程问题进行合理描述;(权重:0.2

课程目标1

课程目标2

课程目标3

课程目标4

毕业要求2.问题分析

观测点2.2  基于机械科学原理和数学模型方法,能够正确表达复杂的机械工程状况及认识;(权重:0.2

课程目标1

课程目标2

课程目标3

课程目标4

课程目标5

课程目标6


教学基本内容

第一章绪论(课时1

教学内容:本课程研究的对象和内容;本课程的地位、学习本课程的目的及学习时应注意的问题。

教学重点:本课程研究的内容;课程的学习方法。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,明确本课程研究的对象和内容,明确本课程在人才培养过程中的地位、任务和作用。

课程思政:介绍力学的发展史,向同学提出问题:社会的发展与进步需要科学技术的不断发展与创新。哪类科学技术对

于我们社会的未来最重要?借用哈佛大学校长L.H.Summers20195月在北京大学的精彩演讲词来回答:我们不能

预言,哪类研究和纯理论探索会对我们社会的未来做出最大贡献。同样地,如果我们不能做出这样的预测,那么我

们肯定可以自信地预言:新知识、新想法、新方法和智慧的思考对于我们的未来将是至关重要的。

第二章静力学基本公理和物体的受力分析(课时3

教学内容:刚体和力的概念;静力学五个公理和两个推论;几种常见的约束和约束反力;物体的受力分析。

教学重点:物体的受力分析。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,熟悉静力学五个公理和两个推论,了解刚体和力的概念以及几种常见的约束和约束反

力,掌握物体的受力分析的方法和绘制受力图的步骤,能对物体系统及相应研究对象进行受力分析并正确绘制受力图。

课程思政:介绍构件的约束类型和约束反力,将其拓展到约束在我们的日常生活中是随处可见,伴随一生的。“自我约束”是

指在没有外力因素条件下,预测到自己的某一行为不可以再扩大了,而采取的一种控制或停止的行为。自我约束力需要活到

老、学到老,需要同学们不断学习,提高个人素质,不断增强自我约束力,才能更好地学习和工作,少犯错误。

第三章平面汇交力系与平面力偶理论(课时4

教学内容:平面汇交力系合成与平衡的几何法;平面汇交力系合成与平衡的解析法;力矩与力偶的概念及其性质;平面力

偶系的合成与平衡。

教学重点:平面汇交力系合成与平衡的几何法和解析法。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,熟悉平面汇交力系合成与平衡的几何法与解析法;了解力矩与力偶的概念及

其性质,平面力偶系的合成与平衡

课程思政:介绍力矩与力偶的概念,俗话说船小好调头,请同学们思考:10万吨庞然大物航母,靠什么在海上实现转向?提

示靠的都是舰上的舵机装置,凭借双舵操控实现转弯。作为大国重器,航母体现了一个国家的经济实力,蕴藏着丰富的

科技知识。激发学生科技报国的家国情怀。

第四章平面任意力系(课时4

教学内容:力的平移定理,平面任意力系向作用面内任一点的简化方法;平面任意力系的简化结果的分析·主矢和主矩;

平面任意力系的平衡条件和平衡方程;静定和静不定问题的概念;应用平面任意力系的平衡方程求解单个物体和物体系统

的平衡问题。

教学重点:单个物体和物体系统的平衡问题。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,能正确计算平面的力对点之矩,能对各种类型平面力系进行简化和合成,掌握

各种类型平面力系的平衡条件,了解静不定问题的概念,熟练地应用各种类型平面力系的平衡条件(平衡方程)解决单

个物体和物体系统的平衡问题。

课程思政:介绍平衡问题,引用中国的一句老话:失之东隅,收之桑榆。比喻开始在这一方面失败了,最后在另一方

面取得胜利。所以不要纠结于现在的不顺,而要积极面对未来。举个例子。超市搞促销,商品便宜了,我们大家都

去抢购。我们买到了便宜的商品,赚到了。但同时因为抢购的人太多,我们处在拥挤的环境,我们耽误时间排长队抢

购,这是赔了。所以要去学会平衡生活中的得失。

第五章摩擦(课时2

教学内容:滑动摩擦的概念和滑动摩擦力的特点;考虑滑动摩擦时单个物体和物体系的平衡问题;滚动摩阻的概念。

教学重点:考虑滑动摩擦时简单刚体系统的平衡问题。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解滑动摩擦的概念和滑动摩擦力的特点,滚动摩阻的概念能熟练地求解

考虑滑动摩擦时简单刚体系统的平衡问题。

课程思政:介绍摩擦在生活中有太多的例子,好的摩擦有走路时鞋底与地面的摩擦使人能正常走路以及我国北方冬天

路面结冰后,常常在冰面上撒上沙土,避免发生交通事故;有害的摩擦有铁锹与泥土之间的摩擦阻碍了铁锹的前进以

及机器之间的摩擦增加了磨损。事物都有两面性,我们该本着“拿来为我们所用”的精神,在分析问题,攻坚

克难的时候利用它,而对于坏的东西,就要抛弃它,这样才能帮助我们扬长避短。

第六章空间力系(课时4

教学内容:空间汇交力系的合成结果;力对点的矩的计算和力对轴的矩;空间力偶系的合成与平衡;空间任意力

系向一点的简化·主矢和主矩;空间任意力系的简化结果分析;应用空间任意力系的平衡方程求解物体的平衡问题;常

见的几种空间约束的类型;物体重心、形心。

教学重点:掌握各种类型空间力系的平衡条件,熟练地应用各种类型空间力系的平衡条件求解空间力系的平衡问题。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,掌握空间汇交力系的合成与平衡,空间任意力系的平衡方程;了解力在空

间坐标轴上的投影,力对轴的矩,力对点的矩与合力矩定理,物体的重心

课程思政:介绍比较复杂的空间任意力系问题的求解。说明创新的三个层次。第一层次:用老方法解决新问题,用

若干个老方法来解决一个较复杂的“新”问题;第二层次:用新方法解决老问题,老方法在解决问题中存在不足(或

繁琐),用相对更加简便易行的新方法来解决该问题;第三层次:用新方法解决新问题,老方法不能解决新问题,需要

探究新方法解决该问题。启迪学生敢于创新的意识。

第七章材料力学的基本概念(课时2

教学内容:材料力学的任务;变形固体的基本假设;外力及其分类;内力、截面法和应力的基本概念;变形与应变;杆

件变形的基本形式。

教学重点:材料力学的几个基本概念和基本假设。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生理解外力及其分类,内力、截面法和应力的基本概念,变形与

应变,杆件变形的基本形式;了解材料力学的任务,变形固体的基本假设。

课程思政:通过介绍世界第一高楼台北101大厦,使学生明确栋梁、中流砥柱、骨架、螺丝钉之间的联系,杆内部丰富

多彩的力学图景引导学生认识广袤的物质世界的自然规律。杆默默地坚守在不显眼的关键部位,支撑了人类物质

文明的壮美大厦,居功至伟而不炫耀。我们要学习杆的精神,做一颗永不生锈的螺丝钉。

第八章轴向拉伸与压缩(课时5

教学内容:轴向拉伸与压缩的概念和实例;轴向拉压时横截面和斜截面上的内力与应力;材料在拉伸与压缩时的

力学性能;轴向拉伸与压缩时的强度计算、变形计算。

教学重点:轴向拉压时截面上的内力和应力分析;轴向拉压时的强度计算和变形计算

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生理解轴向拉伸与压缩的概念,掌握轴向拉伸与压缩时横截面和斜

截面上的内力与应力,材料在拉伸与压缩时的力学性能知识,能够正确进行轴向拉压时的强度计算、变形计算。具备轴

向拉压杆件强度、刚度的校核的能力。

课程思政:2001年9月11日,两架遭到恐怖分子劫持的飞机分别撞向美国纽约世界贸易中心一号楼和二号楼,两座大楼

在两个小时内相继坍塌。有报道分析,认为大楼的倒塌并不是因为飞机的直接冲撞,而是飞机内满载的航空煤油倾泻

进入大楼引起的大火所释放出的巨大热量,软化了支撑大楼的钢筋骨架,最终导致世贸中心大楼在自身重力的作用

下坍塌。本案例强调材料力学性能不可小觑的作用。

第九章剪切与挤压(课时1

教学内容:剪切的实用计算;挤压的实用计算。

教学重点:剪切和挤压的实用计算。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,掌握剪切与挤压的实用计算

课程思政:介绍剪切与挤压计算是一种工程分析中的实用计算。很多结构要求得精确解是很困难的,因而采用

误差不大的近似算法即实用计算方法。告诫学生在现实工作中累积的经验有利于我们更快的找出事物的主要矛盾,但对所要

抓住主要矛盾的事物也要有相关知识的累积为基础才行,否则就是无根之树。

第十章扭转(课时4

教学内容:扭转的概念;杆件扭转时的内力;切应力互等定理和剪切胡克定律;圆轴扭转时的应力和变形;圆轴扭转

时的强度和刚度计算

教学重点:圆轴扭转时的应力、应变计算。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生懂得圆轴扭转时的应力与强度条件,圆轴扭转时的应变与刚度

条件。具备对受扭转载荷作用的杆件进行强度和刚度校核的能力。

课程思政:主传动轴的轴管为什么是空心的?因为传动轴只需要承受扭转应力,也就是说,传动轴上的形变只有扭曲。传

动轴的截面是个圆,当轴受到扭转力时,离圆心越远的地方受到的应力是最大的,离圆心越近的地方,受到的应力

其实很小,圆心处受到的力是0。所以这时,把圆心掏空,对轴没有什么影响,而对于生产厂商来说,却可以节约大

量的材料。需要强调的是,这不是偷工减料,这是合理的节约,非常值得提倡。

第十一章弯曲内力(课时4

教学内容:弯曲的概念和实例以及受弯杆件的简化;剪力和弯矩;剪力方程和弯矩方程;剪力图与弯矩图;载荷

集度、剪力和弯矩间的关系。

教学重点:剪力方程和弯矩方程;剪力图与弯矩图

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生掌握剪力和弯矩的定义与计算,了解剪力方程和弯矩方程、剪力

图与弯矩图,载荷集度、剪力和弯矩间的关系,能够分析受弯杆件的内力,利用载荷集度与剪力、弯矩的微分关系直接

画剪力图和弯矩图;了解弯曲的概念和实例以及受弯杆件的简化。

课程思政:讲述2004雅典奥运体操运动员黄旭苦练双杠的故事,提示在欣赏运动员力与美的完美结合时,琢磨支柱置

于何处时对双杠强度最有利。

第十二章弯曲应力(课时3

教学内容:弯曲正应力;弯曲正应力的强度条件;弯曲切应力及强度条件;提高弯曲强度的措施。

教学重点:横力弯曲正应力、弯曲剪应力的计算

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生掌握纯弯曲的正应力公式推导,横力弯曲的正应力计算、梁的

正应力强度条件,弯曲剪应力的计算、简单截面的剪应力分布;了解提高弯曲强度的措施。具备进行受弯杆件强度校

核的能力。

课程思政:19世纪开始出现铁路运输,人们很不理解,枕木为什么沿纵向中截面会开裂?而破坏原因正是本章所

学的知识点:中性层切应力最大。问题的解答使学生明白现象是事物的外在联系和表面特征,是事物的外在体现。本质

是指事物的根本性质,是组成事物的各要素之间的内在联系。本质决定现象。

第十三章弯曲变形(课时3

教学内容:梁弯曲的基本方程;用积分法求弯曲变形;用叠加法求弯曲变形;梁的刚度条件。

教学重点:利用积分法和叠加法求弯曲变形

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生掌握挠曲线的微分方程,用积分法求弯曲变形,用叠加法求弯曲变

形;了解工程中的弯曲变形情况,简单静不定梁。具备进行受弯杆件刚度校核的能力。

课程思政:从材料力学原理对桥梁设计发展趋势影响的角度,赏析世界上十个著名的桥梁设计案例,强化对学生的工

程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

第十四章应力状态和强度理论(课时4

教学内容:应力状态概述;用解析法分析二向应力状态;用图解法分析二向应力状态;广义胡克定律;四种常用的强度理论。

教学重点:利用解析法和图解法分析二向应力状态;四种常用强度理论的运用

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生掌握用解析法、图解法分析二向应力状态,了解四种常用的强度

理论;了解应力状态概述,广义胡克定律,能够运用四种常用强度理论对简单工程构件进行强度校核。

课程思政:针对材料力学学习越来越难的情况,告诫学生只要好好学习、不断斗倒斗垮“难”字,自己才能拥有

建设强大的国家、过上安稳生活的本领。

第十五章组合变形(自学)

教学内容:组合变形和叠加原理;拉伸或压缩与弯曲的组合;扭转与弯曲的组合。

教学重点:拉压与弯曲组合的强度计算;扭转与弯曲组合的强度计算。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生掌握组合变形和叠加原理,拉伸或压缩与弯曲的组合、扭转与

弯曲的组合。能够分析常见组合变形时杆件的强度问题。

课程思政:绘制一个全面受力分析图,引导学生认识到:中国的强大不仅是在经济上高速发展,而且是在

政治、外交、军事等多个领域的综合发展,只有这样,才能在世界之林中占居重要位置。

第十六章压杆稳定(课时4

教学内容:压杆稳定的概念;两端铰支细长压杆的临界压力,欧拉公式;其它支座条件下细长压杆的临界压力;欧拉公式

的适用范围;压杆的稳定校核;提高压杆稳定性的措施。

教学重点:两端铰支细长压杆的临界压力,欧拉公式;其它支座条件下细长压杆的临界应力;压杆的稳定校核。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,使学生掌握两端铰支细长压杆的临界压力、欧拉公式,其它支座条件下细长压

杆的临界应力,欧拉公式的适用范围以及压杆的稳定校核;了解压杆稳定的概念,提高压杆稳定性的措施。具备能够对

受压杆件进行稳定性校核的能力。

课程思政:材料力学关于稳定性的概念,在生产第一线的应用是非常广泛的。教师举一反三,可以将这个知识延伸到其

他领域。国家经济建设需要稳定、市场需要稳定、物价需要稳定,人民的幸福生活离不开稳定。

第十七章点的运动学(课时2

教学内容:描述点的运动的矢量法;描述点的运动的直角坐标法;描述点的运动的自然法。

教学重点:直角坐标法和自然法求解点的运动规律。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解描述点的运动的矢量法,掌握描述点运动的直角坐标法和自然法,熟练

地求解与点的速度和加速度等有关的运动学问题。

课程思政:介绍运动的概念。引申出一般意义上的运动不光指的是力学上的机械运动,还指的是人的生命运动(包括

社会运动、思维运动、肢体运动),生命的意义在于运动,我们知道运动在于拼搏,在于坚持,在于毅力。

第十八章刚体的基本运动(课时2

教学内容:刚体平动的特征;刚体绕定轴转动的特征;求解定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度

和加速度;角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度的矢量表示法。

教学重点:平动和定轴转动时刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度的求解。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度的矢量表示法,掌握

刚体平移和定轴转动的概念及其运动特征,能熟练地求解定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体上各点的速度和加速

度有关的问题。    

课程思政:刚体作定轴转动时,转轴上的点都保持静止,其它点的角速度和速度都不尽相同。通过这一现象使学生明确世

界万物存在某种运行规律,即万变不离其宗,变化的全是表象,不变的就是本质。遇到任何事情要善于揭开外表繁杂

的东西,直接探求它的本质,看似纷繁复杂的事物本质都是简单且相通的。

第十九章点的合成运动(课时2

教学内容:相对运动、牵连运动和绝对运动概念;点的速度的合成定理及其应用;牵连运动为平动时加速度合成定

理及其应用;牵连运动为转动时的加速度合成定理及其应用。

教学重点:点的速度和加速度的合成求解

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解相对运动、牵连运动和绝对运动概念。掌握点的速度合成定理和加速

度合成定理,能熟练地应用速度合成定理和加速度合成定理分析和求解点的合成运动方面的问题。

课程思政:站在上升电梯里的人,如果以电梯为参照物,人是静止的;如果以地面为参照物,人是运动的。选择不同的

参照物描述同一个物体的运动状态,结论将是不同的,这就是物体运动和静止的相对性。

第二十章刚体的平面运动(课时2

教学内容:刚体平面运动的概念,刚体平面运动的特征;基点法求解平面图形内各点的速度和加速度;投影法求解平面

图形内各点的速度和加速度;瞬心法求解平面图形内各点的速度和加速度。

教学重点:平面运动时图形内各点的速度和加速度的合成求解。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解刚体平面运动的概念及特征。掌握平面图形内各点的速度和加速度的

求解方法,熟练地求解平面运动刚体的角速度、角加速度以及刚体上各点的速度和加速度有关的问题。

课程思政:基点法、投影法和瞬心法是平面运动时图形内点的速度和加速度合成求解的三种方法。对一道题不要急于

通过一种方法找到答案,应仔细分析一下题目是否能用其他方法求解,通过平时的练习发散思维,使学生能够慢慢提高

自己发散思维的水平。

第二十一章动力学基本方程(课时2

教学内容:动力学的基本定理;质点的运动微分方程;简单情况下的两类动力学问题的求解。

教学重点:质点动力学问题的求解。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解动力学的基本定理和质点的运动微分方程。熟练地求解简单情况下

质点的两类动力学问题。

课程思政:介绍加速度是连接运动和力的桥梁。讲述比萨大学青年数学讲师,年方25岁的伽利略,通过“比萨斜塔

实验”,将一个重100磅和一个重一磅的铁球同时抛下,两个铁球差不多是平行地一齐落到地上,从而推翻亚里士多德

的错误论断:物体从高空落下的快慢与相同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢。告诫学生要敢于向权威

挑战,实践是检验真理的唯一标准。

第二十二章动量定理(课时2

教学内容:动量和冲量概念和计算;动量定理和动量守恒定律;质心的位置坐标,质心运动定理和质心运动守恒定律。

教学重点:动量定理及其应用质心运动定理及其应用。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解动量和冲量概念,正确地计算动量和冲量。掌握动量定理和动量守

恒定律、质心运动定理和质心运动守恒定律,熟练地应用这些定理求解相关的动力学问题

课程思政:请同学思考舰载飞机起飞和降落过程中,弹射装置为什么装在飞机的前部?拦阻装置为什么装在飞

机的后部?如果弹射装置装在后面,那么弹力相对主起落架会形成一个扭矩,使机身发生翻转,所以飞机弹射装

置一般都是装在前部靠近主起落架位置,这样保证弹力产生的扭矩不致机身翻转。同理,如果拦阻索装在前部,会形

成一个支点,在机身前进动力的作用下,会发生翻转,而装在后部就不会有这样的问题。可见此时机身形态就不

能作为一个质点来考虑,要建立系统的普遍定理。

第二十三章动量矩定理(自学)

教学内容:动量矩概念和计算;对固定点和对质心的动量矩定理,并能运用这些定理求解质点和质点系的动力学

问题;刚体转动惯量的计算;刚体定轴转动和平面运动的微分方程求解有关问题。

教学重点:动量矩定理及其应用;刚体平面运动微分方程。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解动量矩概念,能正确计算动量矩。了解刚体转动惯量的

概念,能正确计算矩形、圆形及一些简单组合刚体的转动惯量。掌握动量矩定理、刚体定轴转动微分方程、刚体平

面运动微分方程,熟练地应用这些定理、方程求解相关的动力学问题

课程思政:请同学们思考不管怎么扔猫下落时总能四脚着地。猫在自由下落过程中,重力产生的合效应可以将重

力简化为一个过猫身质心的力,所以由质心动量矩定理可推知,猫在整个下落过程中,所受的合外力对质心及猫

体纵轴(头尾连线)的转动惯量守恒。如果猫下落时,前体转动,为保持动量矩守恒,其后体应该相反方向转动,显然不

合常理。所以对猫的下落转体现象并非简单地看成一个刚体的运动,而应该看做一个存在复杂相对运动的刚体系统,如何

完美解释这种力学现象的力学实质,给了我们很大的启示,这在体育技术中有十分重要的应用,如体操运动员的悬空翻。

第二十四章动能定理(自学)

教学内容:功与功率;动能;质点的动能定理;质点系的动能定理;动力学普遍定理的综合应用。

教学重点:动能定理及其应用。

教学目标及要求:通过本章节内容的学习,了解功、动能、势能概念,能正确计算功、动能和势能。掌握

能定理、功率方程,机械能守恒定律熟练地应用动能定理等求解相关的动力学问题能应用动力学各定理求解

简单的动力学综合问题

课程思政:能量守恒是指整个宇宙体系中的能量不会无故消失也不会无故产生,只是以一种能量转变为另一种或

几种能量方式。为什么一般我们看不到真正的能量守恒,因为在日常生活中,许多能量会以内能的形式消耗掉而不

被我们注意。打个比方,我们日常用的电灯,电能转换成我们需要的光能,还有一大部分转化为内能消耗掉了。能量守

恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。

实践教学环节

序 号

实 验 项 目

学时

类型

要求

支撑的毕业要求观测点

1

材料的拉伸与压缩

2

设计

必做

2.2

2

测量低碳钢的弹性模量E

2

验证

必做

2.2

3

测量低碳钢的剪切弹性模量G

2

验证

必做

2.2

4

纯弯曲梁的正应力测定

2

综合

必做

2.2

实验1 材料的拉伸与压缩

实验目的:测定低碳钢及铸铁拉压时的机械性能。

实验内容:测定低碳钢及铸铁拉伸时的σs、、σb、、δ、ψ;测定低碳钢的压缩屈服极限和铸铁的压缩强度极限。

实验仪器:电子万能材料试验机、游标卡尺、刻线机。

实验安排:根据实验台(套)数合理分组,每组人员合作分工,协同完成本实验中的主要操作环节,包括试件准备、试

件安装、加载开始实验、分析数据曲线、测定延伸率和截面收缩率等。

实验报告要求:简述实验目的、设备和实验步骤,测试并绘出低碳钢和铸铁拉伸图,计算铸铁抗压强度极限,回答实验思考题。

实验考核:实验操作成绩包括学生是否按实验要求操作;原始数据记录是否完整;学生实验态度是否认真;小组团队合作是

否默契等。实验报告成绩包括报告格式是否完整;实验数据与分析是否合理正确;实验报告书写是否清晰;思考题回答

是否全面、准确等。

实验2 测量低碳钢的弹性模量E

实验目的:测定低碳钢材料的弹性模量E,验证虎克定律。

实验内容:使用引伸仪测量低碳钢的弹性模量E,基于实验结果验证虎克定律。

实验仪器:电子万能材料试验机、游标卡尺、引伸仪、刻线机。

实验安排:根据实验台(套)数合理分组,每组人员合作分工,协同完成本实验中的主要操作环节,包括试件准备、试件安装、加载

开始实验、分析数据曲线等。

实验报告要求:简述实验目的、设备和实验步骤,测试并绘出低碳钢拉伸图,求出低碳钢的弹性模量,并验证虎克定律。

实验考核:实验操作成绩包括学生是否按实验要求操作;原始数据记录是否完整;学生实验态度是否认真;小组团队合作是否

默契等。实验报告成绩包括报告格式是否完整;实验数据与分析是否合理正确;实验报告书写是否清晰;思考题回答是否

全面、准确等。

实验3 测量低碳钢的剪切弹性模量G

实验目的:测定低碳钢材料的剪切弹性模量G,验证扭转虎克定律。

实验内容:使用扭角仪测量低碳钢的剪切弹性模量G,基于实验结果验证扭转虎克定律。

实验仪器:扭角仪、游标卡尺。

实验安排:根据实验台套数合理分组,每组人员合作分工,协同完成试件直径测量、测臂调节、加载读数等操作环节;根据实

验记录数据求出低碳钢的剪切弹性模量,并验证扭转虎克定律。

实验报告要求:简述实验目的、设备及仪器,记录试件直径、力臂长度、测臂长度及不同载荷对应的百分表数值;对实验数据进行

处理计算,写出实验结果,回答实验思考题。

实验考核:实验操作成绩包括学生是否按实验要求操作;原始数据记录是否完整;学生实验态度是否认真;小组团队合作是

否默契等。实验报告成绩包括报告格式是否完整;实验数据与分析是否合理正确;实验报告书写是否清晰;思考题回答是否

全面准确等。

实验4 纯弯曲梁的正应力测定

实验目的:测定纯弯梁横截面上的正应力分布、验证弯曲正应力公式。

实验内容:学习运用电阻应变仪测量应变的方法,测定纯弯梁横截面上的正应力分布,验证平面假设理论和弯曲正应力公式。

实验仪器:材料力学多功能实验台、便携式超级应变仪。

实验安排:根据实验台套数合理分组,每组人员合作分工,协同完成梁的尺寸测量、支点调节、线路连接布置、加载读数、卸

载清零等实验环节;根据实验数据测定纯弯梁横截面上的正应力分布,验证弯曲正应力公式。

实验报告要求:简述实验目的、设备及仪器,记录梁的尺寸和贴片位置、应变读数等;对测量数据进行计算,比较实验结果和

理论结果并进行误差分析;回答实验思考题。

实验考核:实验操作成绩包括学生是否按实验要求操作;原始数据记录是否完整;学生实验态度是否认真;小组团队合

作是否默契等。实验报告成绩包括报告格式是否完整;实验数据与分析是否合理正确;实验报告书写是否清晰;思考题

答是否全面准确等。

虚拟仿真演示

1、低碳钢试件轴向拉伸(胡克定律)

2、低碳钢试件扭转(剪切胡克定律)


学时分配

序号

内容

讲课

习题课

实验

1

绪论

1



1

2

静力学基本公理和物体的受力分析

3

1


4

3

平面汇交力系与平面力偶理论

4



4

4

平面任意力系

4

1


5

5

摩擦

2



2

6

空间力系

4



4

7

材料力学的基本概念

2



2

8

轴向拉伸与压缩

5


4

9

9

剪切和挤压

1



1

10

扭转

4


2

6

11

复习


2


2

12

弯曲内力

4

2


6

13

弯曲应力

3


2

5

14

弯曲变形

3



3

15

应力状态和强度理论

4

1


5

16

压杆稳定

4

1


5

17

点的运动学

2



2

18

刚体的基本运动

2



2

19

复习


2


2

20

点的合成运动

2



2

21

刚体的平面运动

2



2

22

动力学基本方程

2



2

23

动量定理

2

2


4

合计

60

12

8

80


课程目标评价方式

课程

目标

支撑毕业要求

考核环节/评价方式及成绩比例(%)

成绩

比例

(%

平时

出勤

课后

作业

阶段

考试

课程

实验

期末

考试

课程

目标1

支撑观测点1.2、2.2

1

2

10

0

10

23

课程

目标2

支撑观测点1.2、2.2

1

5

15

0

20

41

课程

目标3

支撑观测点1.2、2.2

1

2

3

0

10

16

课程

目标4

支撑观测点1.2、2.2

1

1

2

0

10

14

课程

目标5

支撑观测点2.2

0.5

0

0

5

0

5.5

课程

目标6

支撑观测点2.2

0.5

0

0

0

0

0.5

合计

5

10

30

5

50

100


考查知识点与评价标准

课程目标

主要考查知识点

评价标准

课程目标1

物体的受力分析;平面汇交力系合成与平衡的几何法和解析法;单个物体和物体系统的平衡问题;考虑滑动摩擦时简单刚体系统的平衡问题;应用各种类型空间力系的平衡条件(平衡方程)求解空间力系的平衡问题。

填空题+作图题+计算题。

基本题70%,稍有难度的题占20%,综合性强的题占10%。

课程目标2

轴向拉压时的强度计算和变形计算;剪切和挤压的实用计算圆轴扭转时的应力、应变计算;剪力方程和弯矩方程;画剪力图和弯矩图;横力弯曲正应力、弯曲切应力的计算;利用积分法和叠加法求弯曲变形;利用解析法和图解法分析二向应力状态;四种常用强度理论的运用两端铰支细长压杆的临界应力欧拉公式;其它支座条件下细长压杆的临界应力;压杆的稳定校核。

填空题+作图题+计算题。

基本题70%,稍有难度的题占20%,综合性强的题占10%。

课程目标3

直角坐标法和自然法求解点的运动规律;平动和定轴转动时刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度的求解;平面运动时图形内各点的速度和加速度合成求解。

填空题+作图题+计算题。

基本题70%,稍有难度的题占20%,综合性强的题占10%。

课程目标4

质点动力学问题的求解;动量定理及其应用质心运动定理及其应用。

填空题+作图题+计算题。

基本题70%,稍有难度的题占20%,综合性强的题占10%。


参考教材

1)王永岩主编.工程力学.北京:科学出版社,2010

2)蒋平主编.工程力学基础()() .北京:高等教育出版社,2008年第2

3)王振发主编.工程力学.北京:科学出版社,2003

4)杨佩兰主编.工程力学.北京:地震出版社,2002


教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 第1章 静力学基本公理和物体的受力分析1-3节
视频
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2021-09-20 270.19MB
 
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2021-09-20 2.28MB
1.2 第1章 静力学基本公理和物体的受力分析4节
视频
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2021-09-09 183.89MB
 
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2021-09-09 1.01MB
1.3 第2章 平面汇交力系与平面力偶系
视频
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2021-09-09 395.09MB
 
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2021-09-09 3.41MB
1.4 第2章 平面任意力系
视频
.mp4
2021-09-09 188.30MB
 
文档
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2021-09-09 1.06MB
1.5 第3章 静定与静不定问题
视频
.mp4
2021-09-09 111.65MB
 
文档
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2021-09-09 2.61MB
1.6 第4章 摩擦
视频
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2021-09-09 225.27MB
 
文档
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2021-09-09 7.51MB
1.7 第5章 空间力系1-3节
视频
.mp4
2021-09-09 189.92MB
 
文档
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2021-09-09 2.24MB
1.8 第5章 空间力系4-5节
视频
.mp4
2021-09-09 248.60MB
 
文档
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2021-09-09 3.09MB
2.1 第15章 材料力学的基本概念
视频
.mp4
2021-09-09 144.80MB
 
文档
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2021-09-09 8.63MB
2.2 第16章 轴向拉伸与压缩1-3节
视频
.mp4
2021-09-09 250.07MB
 
文档
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2021-09-09 12.21MB
2.3 第16章 轴向拉伸与压缩4-5节
视频
.mp4
2021-09-09 261.96MB
 
文档
.pdf
2021-09-09 13.94MB
2.4 第16章 轴向拉伸与压缩6-7节
视频
.mp4
2021-09-09 151.74MB
 
文档
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2021-09-09 8.32MB
2.5 第17章 剪切与挤压
视频
.mp4
2021-09-09 132.57MB
 
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2021-09-09 8.86MB
2.6 第18章 扭转1-3节
视频
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2021-09-09 177.36MB
 
视频
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2021-09-09 144.45MB
 
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2.7 第18章 扭转4-6节
视频
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2021-09-09 235.46MB
 
视频
.mp4
2021-09-09 262.46MB
 
文档
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文档
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2.8 第19章 弯曲内力1-3节
视频
.mp4
2021-09-09 225.63MB
 
视频
.mp4
2021-09-09 430.12MB
 
文档
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2021-09-09 28.92MB
2.9 第19章 弯曲内力4-5节
视频
.mp4
2021-09-09 122.34MB
 
文档
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2021-09-09 5.95MB
2.10 第20章 弯曲应力1-2节
视频
.mp4
2021-09-09 264.21MB
 
文档
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2021-09-09 12.74MB
2.11 第20章 弯曲应力3-4节
视频
.mp4
2021-09-09 254.65MB
 
文档
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2021-09-09 13.70MB
2.12 第21章 弯曲变形1-2节
视频
.mp4
2021-09-09 321.35MB
 
文档
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2021-09-09 11.47MB
2.13 第21章 弯曲变形3-4节
视频
.mp4
2021-09-09 547.79MB
 
文档
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2021-09-09 13.95MB
2.14 第22章 应力状态和强度理论1-2节
视频
.mp4
2021-09-09 493.78MB
 
文档
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2021-09-09 21.59MB
2.15 第22章 应力状态和强度理论3-5节
视频
.mp4
2021-09-09 155.94MB
 
文档
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2021-09-09 19.88MB
2.16 第22章 应力状态和强度理论6节
视频
.mp4
2021-09-09 285.39MB
 
文档
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2021-09-09 15.19MB
2.17 第24章 压杆稳定1-3节
视频
.mp4
2021-09-09 291.15MB
 
文档
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2021-09-09 12.52MB
2.18 第24章 压杆稳定4-5节
视频
.mp4
2021-09-09 238.18MB
 
文档
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2021-09-09 9.14MB
3.1 第6章 点的运动学
视频
.mp4
2021-09-09 287.01MB
 
文档
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2021-09-09 3.01MB
3.2 第7章 刚体的基本运动
视频
.mp4
2021-09-09 250.62MB
 
文档
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2021-09-09 638.95KB
3.3 第8章 点的合成运动1-2节
视频
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2021-09-09 215.55MB
 
文档
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2021-09-09 761.50KB
3.4 第8章 点的合成运动3-4节
视频
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2021-09-09 275.44MB
 
文档
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2021-09-09 821.29KB
3.5 第9章 刚体的平面运动1-2节
视频
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2021-09-09 327.30MB
 
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2021-09-09 1010.43KB
3.6 第9章 刚体的平面运动3-4节
视频
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2021-09-09 80.86MB
 
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2021-09-09 718.50KB
4.1 第10章 运动学基本方程
视频
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2021-09-09 338.39MB
 
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2021-09-09 3.16MB
4.2 第11章 动量定理1-3节
视频
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2021-09-09 295.52MB
 
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2021-09-09 2.29MB
4.3 第11章 动量定理4节
视频
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2021-09-09 124.82MB
 
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