一、 总体说明

（一） 学时与学分
学时： 57+19 (讲授时间57，习题课19)
学分： 4

（二） 授课对象
物理本科>

（三） 先修课程
高等数学、普通物理、原子物理、数学物理方法

（四） 教学目的
理论力学是大学物理专业的第一门理论物理课，也是学生第一次用高等数学方法处理物理问题的一门基础理论课程。因此，通过学习，学生不但应该对宏观机械运动的基本概念和基本规律有比较系统的理解，而且应能掌握处理力学问题的一般方法，培养解决一般物理问题所必需的抽象思维能力。
(1)理论力学与普通物理力学的不同之处在于：理论力学的理论性强，系统性强。它所研究的是经典力学的普遍规律和求解力学问题的一般方法。学生通过学习应上升到这样的高度。
(2)培养学生的抽象思维能力。学会把具体力学问题抽象成模型。使学生认识到数学理论及方法对解决物理学问题的重要意义，学会用数学方程来描述力学现象。
(3)注重理论联系实际。学生能运用已学过的基本定律，基本定理去解释日常生活及科技工程中所看到的一些现象。
(4)在深入掌握力学理论的基础上，学生应有能力居高临下，深入浅出地分析中学力学教材。

　(五)取材与施教 (1)就现行课程体系而言，理论力学可以说是普通物理力学的延续，两者应既有联系又有分工。所以，凡普通物理力学中讲过的内容，一般不再过多重复，有些可以安排学生自学。有些所谓重复的内容也并不是简单的重复，在概念和方法上有引深和提高。
(2)对于力学中的基本定律和定理，不要只注重公式的推导。对重要的理论的形成，可适当增加一些物理学史的内容，让学生了解人类千百年来认识大自然的过程，有助于学生科学的思维方式和正确的世界观的形成。当然，对一些重要的定理，在课堂上进行严密的数学推导是很有必要的，它有助于学生掌握运用数学工具求解物理学问题的方法。 (3)学生应该注重概念、重要理论的形成过程及其思想方法，不要只注重作题。使学生形成较全面的力学的整体观念和物理学思想。学生学习本课程时，普遍感到作题难。这往往是由于学生对基本概念、基本定律理解不深、方法运用不当所致。可在习题课上集中解决这一问题。
习题课上的例题应精心选取，讲题时应着重分析。给出解题思路和解题方法。
(4)鼓励学生理论联系实际，力求用所学过的知识去解释身边的现象。鼓励学生在力所能及的情况下适当多看一些有关课外书籍，开扩视野、增大知识面。鼓励学生写小论文，心得体会等，以提高学生的综合能力。 (5)一方面使学生了解理论力学中所学的基本定律和定理，对科学技术、人类文明起到的重大作用以及对后续物理课程的作用。另一方面使学生了解经典力学的局限性。有助于培养学生的辩证唯物主义和历史唯物主义的观点。为此，在教学中应适当增加一些力学或物理学领域中的新成果，新动向的内容，使学生思想不要僵化；

二、 主要内容及基本要求
绪 论
0.1 理论力学的研究对象、目的和任务。
0.2 经典力学的使用范围及其局限性。
0.3 物体的抽象模型——质点和刚体。

第一章 质点力学 (18学时)
主要内容:
1.1运动的描述方法
1.2速度和加速度的分量表达式
1.3平动参照系
1.4质点运动定律
1.5质点的运动微分方程
1.6非惯性系动力学(一)
1.7功和能
1.8质点动力学的基本定理与基本守恒定律
1.9有心力
基本要求:
1.1 了解运动的相对性，参照系的选取
1.2 知道选取坐标系的意义。掌握速度、加速度的分量表示。
1.4 掌握运用运动微分方程求解并讨论力学问题的方法。
1.4 理解势能的概念。掌握三个基本定理和守恒定律
1.5 理解平动加速参照系的速度合成及加速度合成。 教学要点:
了解有心力的特点以及处理有心力问题的方法。要求学生熟练掌握用矢量方法处理问题的能力，并掌握能恰当选取坐标系变矢量方程为标量方程的求解方法。

第二章 质点组力学 (14学时)
2.1 质点组
2.2 动量定理及动量守恒定律
2.3 动量矩定理及动量矩守恒定律
2.4 动量矩守恒定律、动能定理及机械能守恒定律
2.5 两体问题
2.6 质心坐标系与实验室坐标系
2.7 变质量物体的运动
2.8 维里定理
基本要求:
2.1 熟练掌握三个基本定理及三个守恒定律的内容。掌握它们的适用条件以及应用求解问题的方法步骤。特别强调三个守恒定律与运动微分方程的关系，以及它们在求解问题中的重要性。
2.2 深入理解质心的概念。认识到质心的特殊性以及质心坐标系在质点组力学中的重要地位。
2.3 注意内力在质点组中的作用。
2.4 了解两体问题的特点。并能运用化两体问题为单体问题的方法求解某类型的力学问题。
2.5 了解研究变质量物体运动的指导思想和处理方法。学会如何把一个比较复杂的具体问题，简化成一个力学模型，进而建立起变质量物体的运动微分方程。并能正确使用该方程求解变质量物体的运动规律．
教学要点:
首先要让学生明确研究质点组力学问题的指导思想和处理方法：从质点动力学的基本方程导出描述质点组整体运动规律的基本动力学方程。

第三章 刚体力学(20学时)
3.1 刚体的运动分析
3.2 刚体的运动方程与平衡方程
3.3 角速度矢量
3.4 刚体的平动与绕固定轴的转动
3.5 刚体的平面平行运动
3.6 欧勒角
3.7 转动惯量
3.8 欧勒动力学方程
3.9 轴上的附加压力
3.10回转仪的近似理论及具应用
基本要求:
3.1 了解刚体的运动分析及角速度矢量
3.2 掌握刚体的平面平行运动
3.3 理解惯量张量、惯量主轴、主惯量、惯量主轴坐标系以及刚体的动量矩和动能的表达式
3.4 了解欧勒运动学方程及欧勒动力学方程
3.5 知道回转仪的近似理论及其应用
教学要点:
首先应使学生明确研究刚体力学的处理方法：运用质点组力学的基本方程，再考虑到刚体的特殊性(刚体是一个特殊的质点组)
讲解刚体的平面平行运动时，可以结合许多力学上的基本概念，使学生对这些概念的理解得以深化。如功的定义式, 作功的相对性问题, 一对内力作功与参照系选取的关系等问题。而且可以结合许多实际问题进行分析。
刚体的定点转动是难点，在理论分析和公式推导的同时，应特别注重直观教学和对比的方法。可以和科学技术及工程实践相联系，使学生逐步学会把实际问题抽象成力学模型，进而建立数学方程，并运用数学方程, 对实际问题定量求解或半定量和定性分析的能力。

第四章 相对运动 (6学时)
4.1 空间转动参照系
4.2 平面转动参照系
4.3 非惯系动力学(二)
4.4 地球自转所产生的影响
基本要求:
4.1 能正确地建立动系和静系，搞清绝对运动、相对运动以及牵连运动
4.2 掌握科里奥利定理、科力奥利力。
4.3 理解非惯性系动力学方程 惯性力
4.4 知道地球自转所产生的影响
教学要点:
首先要让学生了解为什么在研究某些力学问题时要同时引入两个参照系(动系和静系)。牵连速度及牵连加速度是难点，可通过以概念的引导和实例的分析加以解决。
通过本章的学习，应使学生能比较透彻地解释地球表面的一些力学现象(如漏斗漏水的打旋现象等)。>

第五章 分析力学 (18学时)
5.1 约束与广义坐标
5.2 虚功原理
5.3 拉格朗日方程
5.4小振动
5.5 哈密顿正则方程
5.6 泊松括号与泊松定理
5.7 哈密顿原理
基本要求:
5.1 了解约束，自由度，广义坐标、虚位移的概念
5.2 掌握虚功原理；
5.3 掌握保守系的拉格朗日方程及其应用；
5.4 理解哈密顿原理；
教学要点:
分析力学和牛顿力学同属经典力学范畴，但理论体系及处理方法截然不同。要让学生接受变分法的思想，不要认为分析力学是在牛顿力学的基础上推导出来的。现用教材是由牛顿运动定理导出拉格朗日方程，进而导出正则方程及哈密顿原理。这种方法虽然使学生容易接受，但从理论体系及方法论上使学生造成了误解。应该先讲一点变分法的基本原理，很自然地引出哈密顿原理(力学变分原理)。这样讲虽然学生接受起来有一定难度，但必须这样讲才能体现出分析力学处理力学问题的基本思想和方法。

三、参考教材
1．周衍柏编： 《理论力学教程》，1985，高等教育出版社。
2．[美]H·戈德斯坦著： 《经典力学》，1981，科学出版社
3．Joseph Norwood，Jr．：Intermediate Classical mechalics ,1979，Prentice-Hall, Inc．)