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《工程力学》考试大纲

课程编号：
课程类别：学科基础必修
总学时数：
学 分 数：

一、考试对象
本科理工科学生

二、考试目的
《工程力学》课程考试旨在考察工程力学知识的基础上，注重考察学生对于基本概念和定理的理解与掌握、熟练的基本运算能力和运用力学知识分析解决实际问题的能力。本门课程考核要求由低到高共分为“了解”、“掌握”、“熟练掌握”三个层次。其含义：了解，指学生能懂得所学知识，能在有关问题中认识或再现它们；掌握，指学生清楚地理解所学知识（例如定理的条件与结论，公式的表述与使用范围等），并且能在基本运算中正确地使用它们；熟练掌握，指学生能较为深刻理解所学知识，在此基础上能够准确、熟练地使用它们进行有关推导和计算，以及分析解决较为简单的实际问题。

三、考试方法和考试时间
1、考试方法：（专业考 闭卷 笔试）
2、记分方式：百分制，满分为100分
3、考试时间：120分钟
4、试题总数：约7题
5、命题的指导思想和原则
命题的总的指导思想是：全面考查学生对本课程的基本原理、基本概念和主要知识点学习、理解和掌握的情况。命题的原则是：题目数量较多、范围较广，最基本的知识一般要占60%左右，稍微灵活一点的题目要占20%左右，较难的题目要占20%左右。
6、题目类型
（1）填空题（每空1分，共10分）
（2）选择题（每小题2分，共20分）
(3) 判断题 (每小题1分，共10分)
（4）计算题（每小题12分，共60分）

四、考试内容、要求
《工程力学·理论力学部分》
第一章静力学公理和物体的受力分析
§1-1刚体和力的概念
§1-2 静力学公理
§1-3约束和约束反力
§1-4物体的受力分析和受力图
（1） 了解和掌握刚体和力的概念以及静力学公理；
（2） 熟练掌握约束的概念和类型，熟练掌握约束力的画法；
（3） 熟练正确地对物体进行受力分析，并画出正确的受力图。
第二章平面汇交力系与平面力偶系
§2-1平面汇交力系合成与平衡的几何法
§2-2平面汇交力系合成与平衡的解析法
§2-3 平面力对点之矩的概念及计算
§2-4平面力偶理论
（1） 掌握平面汇交力系合成与平衡的几何法和平面汇交力系合成与平衡的解析法；
（2） 了解和掌握平面力对点之矩的概念及计算；
（3） 掌握平面力偶理论和应用。
第三章平面任意力系
§3-1平面任意力系向作用面内一点简化
§3-2平面任意力系的简化结果分析
§3-3平面任意力系的平衡条件和平衡方程
§3-4平面平行力系的平衡方程
§3-5物体系的平衡·静定和静不定问题
§3-6平面简单桁架的内力计算
（1） 了解平面任意力系向作用面内一点简化和平面任意力系的简化结果分析；
（2） 熟练掌握平面任意力系的平衡条件和平衡方程的应用；
（3） 熟练掌握平面平行力系的平衡方程及应用；
（4） 掌握物体系的平衡及静定和静不定问题和平面简单桁架内力计算。
第四章空间力系
§4-1空间汇交力系
§4-2力对点的矩和力对轴的矩
§4-3空间力偶
§4-4空间任意力系向一点的简化·主矢和主矩
§4-5空间任意力系的简化结果分析
§4-6空间任意力系的平衡方程
§4-7空间约束的类型举例
§4-8空间力系平衡问题举例
§4-9重心
（1） 掌握空间汇交力系；
（2） 了解和掌握力对点的矩和力对轴的矩；
（3） 了解和掌握空间任意力系向一点的简化及主矢和主矩和空间任意力系的简化结果分析；
（4） 熟练掌握空间任意力系的平衡方程及应用举例；
（5） 掌握重心的计算。
第五章摩擦
§5-1滑动摩擦
§5-2考虑摩擦时物体的平衡问题
§5-3摩擦角和自锁现象
§5-4滚动摩阻的概念
（1） 掌握考虑摩擦时物体的平衡问题的解法；
（2） 了解滚动摩阻的概念。
第六章点的运动学
§6-1矢量法
§6-2直角坐标法
§6-3自然法
（1） 了解和掌握矢量法和直角坐标法；
（2） 了解自然法。
第七章刚体的简单运动
§7-1刚体的平行移动
§7-2刚体绕定轴的转动
§7-3转动刚体内各点的速度和加速度
（1） 了解掌握刚体的平行移动和刚体绕定轴的转动；
（2） 熟练掌握转动刚体内各点的速度和加速度的计算。
第八章点的合成运动
§8-1相对运动·牵连运动·绝对运动
§8-2点的速度合成定理
§8-3牵连运动是平动时点的加速度合成定理
§8-4牵连运动是转动时点的加速度合成定理·科氏加速度
（1） 掌握相对运动、牵连运动、绝对运动的概念和点的速度合成定理；
（2） 熟练掌握牵连运动为平动和转动时点的加速度合成定理及科氏加速度计算。
第九章刚体的平面运动
§9-1刚体平面运动的概述和运动分解
§9-2求平面图形内各点速度的基点法
§9-3求平面图形内各点速度的瞬心法
§9-4用基点法求平面图形内各点的加速度
§9-5运动学综合应用举例
（1）掌握刚体平面运动的概念和运动分解及求平面图形内各点速度的基点法；
（2）熟练掌握求平面图形内各点速度的瞬心法和用基点法求平面图形内各点的加速度；
（3）掌握运动学综合应用的举例。
第十章质点动力学的基本方程
§10-1动力学的基本定律
§10-2质点的运动微分方程
§10-3质点动力学的两类基本问题
（1）掌握动力学的基本定律和质点的运动微分方程；
（2）质点相对运动动力学的基本方程。
第十一章动量定理
§11-1动量与冲量
§11-2动量定理
§11-3质心运动定量
（1）掌握动量与冲量和动量定理；
（2）掌握质心运动定理。
第十二章动量矩定理
§12-1质点和质点系的动量矩
§12-2动量矩定理
§12-3刚体绕定轴的转动微分方程
§12-4刚体对轴的转动惯量
§12-5质点系相对于质心的动量矩定理
§12-6刚体的平面运动微分方程
（1）掌握质点和质点系的动量矩，动量矩定理，刚体绕定轴转动微分方程，转动惯量；
（2）掌握质点系相对于质心的动量矩定理和刚体的平面运动微分方程。
第十三章动能定理
§13-1力的功
§13-2质点和质点系的动能
§13-3动能定理
§13-4功率·功率方程·机械效率
§13-5势力场·势能·机械能守恒定律
（1）了解和掌握力的功、质点和质点系的动能及动能定理；
（2）掌握功率、功率方程、机械效率和势力场、势能、机械能守恒定律；
（3）掌握普遍定理的综合应用举例。
第十四章达朗贝尔原理
§14-1惯性力·质点的达朗伯原理
§14-2质点系的达朗伯原理
§14-3刚体惯性力系的简化
§14-4绕定轴转动刚体的轴承动反力
（1） 掌握惯性力、质点的达朗伯原理和质点系的达朗伯原理；
（2） 了解刚体惯性力系的简化和绕定轴转动刚体的轴承动反力。
　　第十五章虚位移原理
§15-1约束虚位移虚功
§15-2虚位移原理
（1）了解约束、虚位移、虚功基本概念
（2）了解虚位移原理及应用
《工程力学·材料力学部分》
第一章绪论
1. 材料力学的任务
（1）熟练掌握强度、刚度和稳定性的概念
（2）了解材料力学的任务
2. 变形固体的基本假设
（1）掌握变形固体的基本假设
3. 内力、截面法和应力、应变的概念
（1）熟练掌握截面法的计算方法
（2）掌握内力、截面法和应力、应变的概念
　　　4．杆件变形的基本形式
　　　（1）了解杆件变形的四种基本形式和组合变形
第二章轴向拉伸压缩与剪切
1．轴向拉伸与压缩的概念和实例
（1）了解轴向拉伸与压缩的受力特点及变形特点
2．轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
（1）熟练掌握轴向拉压横截面上轴力的计算及轴力图的画法
（2）熟练掌握轴向拉压横截面上正应力的分布规律及计算
3．直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力
（1）了解直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力计算及最大值
4．材料拉伸或压缩时的力学性能
（1）了解低碳钢拉伸或压缩时的应力－应变曲线特征
（2）了解铸铁拉伸或压缩时的应力－应变曲线特征
（3）熟练掌握衡量材料力学性能的主要指标
5．失效、安全系数和强度计算
（1）掌握极限应力、许用应力和安全系数的概念
（2）熟练掌握轴向拉伸或压缩时强度条件及计算
6．轴向拉伸或压缩时的变形、变形能
（1）掌握轴向拉伸或压缩时的变形计算及胡克定律
（2）了解轴向拉伸或压缩时的变形能计算
7．拉伸与压缩静不定问题、温度应力和装配应力
（1）掌握静不定问题的解题方法
（2）掌握计算简单的拉压静不定问题、温度应力和装配应力
8．应力集中的概念
（1）了解应力集中的概念
9．剪切实用计算及挤压实用计算
（1）掌握剪切实用计算
（2）掌握挤压实用计算
第三章扭转
1．扭转的概念和实例
（1）了解扭转的受力特点及变形特点
2．外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图
（1）熟练掌握外力偶矩的计算
（2）熟练掌握扭矩的计算及扭矩图的画法
3．纯剪切
（1）掌握纯剪切的概念和切应力互等定理
（2）掌握剪切胡克定律
4．圆轴扭转时的应力
（1）熟练掌握圆轴扭转时横截面上切应力的分布规律及计算
5．圆轴扭转时的变形
（1）熟练掌握圆轴扭转时的变形计算及刚度条件计算
6．圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形
（1）了解圆柱形密圈螺旋弹簧的应力计算
（2）了解圆柱形密圈螺旋弹簧的变形计算
第四章平面图形的几何性质
1．静矩和形心
（1）了解静矩和形心的概念
（2）掌握静矩和形心的计算
2．惯性矩和惯性半径
（1）了解惯性矩和惯性半径的概念
（2）熟练掌握矩形、圆形图形的惯性矩计算
3．惯性积
（1）了解惯性积的概念
4．平行移轴公式
（1）掌握平行移轴公式及计算组合图形的惯性矩
5．转轴公式和主惯性轴
（1）了解转轴公式和主惯性轴概念
第五章梁的弯曲
1．弯曲的概念和受弯杆件的简化
（1）掌握平面弯曲的受力特点和变形特点
（2）了解受弯杆件的简化
2．剪力和弯矩
（1）熟练掌握梁弯曲横截面上剪力和弯矩的计算
3．剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图
（1）掌握通过列剪力方程和弯矩方程来画剪力图和弯矩图
4．载荷集度、剪力和弯矩间的关系
（1）掌握载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系
（2）熟练掌握利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力图和弯矩图
5．纯弯曲时的正应力
（1）熟练掌握纯弯曲时的正应力分布规律
（2）熟练掌握纯弯曲时正应力计算公式的应用
6．横力弯曲时的正应力
（1）熟练掌握横力弯曲时正应力计算公式的应用
（2）熟练掌握横力弯曲时最大正应力计算公式的应用
（3）熟练掌握横力弯曲时正应力强度条件及应用
7．弯曲剪应力
（1）掌握矩形截面梁弯曲剪应力的分布规律及最大剪应力计算公式
（2）了解工字形、圆形截面梁弯曲剪应力的分布规律及最大剪应力计算公式
（3）掌握梁弯曲剪应力的强度条件及应用
8．提高弯曲强度的措施
（1）了解提高弯曲强度的措施
9．工程中的弯曲变形问题
（1）掌握挠度和转角的概念
10．挠曲线的微分方程
（1）掌握挠曲线的近似微分方程
11．用积分法求弯曲变形
（1）掌握用积分法求弯曲变形
12．用叠加法求弯曲变形
（1）掌握用叠加法求弯曲变形
13．简单静不定梁
（1）了解简单静不定梁的解题方法
14．提高弯曲刚度的一些措施
（1）了解提高弯曲刚度的一些措施
第六章应力状态和强度理论
1．应力状态概述
（1）掌握点的应力状态、单元体、主平面、主应力的概念
（2）了解点的应力状态分类
2．二向应力状态分析的解析法
（1）掌握任意斜截面上应力的计算公式及应用
（2）熟练掌握主应力、主平面、最大剪应力的计算
3．二向应力状态分析的图解法
（1）熟练掌握应力圆的作法
（2）熟练掌握利用应力圆确定主应力、主平面、最大剪应力及任意斜截面上应力
4．三向应力状态
（1）了解利用应力圆确定三向应力状态
5．广义胡克定律
（1）掌握广义胡克定律
6．四种常用强度理论
（1）熟练掌握第一、二、三、四强度理论
（2）掌握相当应力概念、强度理论的统一表达形式
7．莫尔强度理论
（1）掌握莫尔强度理论
第七章组合变形
1．组合变形和叠加原理
（1）掌握组合变形和叠加原理概念
（2）掌握组合变形强度计算的方法
2．拉伸或压缩与弯曲的组合
（1）掌握拉伸或压缩与弯曲组合强度计算
3．偏心压缩和截面核心
（1）了解偏心压缩和截面核心概念
4．扭转与弯曲的组合
（1）掌握扭转与弯曲的组合
第八章压杆稳定
1．压杆稳定的概念
（1）掌握压杆稳定、压杆失稳、临界压力概念
2．两端铰支细长压杆的临界压力
（1）掌握两端铰支细长压杆的临界压力计算公式
3．其他支座条件下细长压杆的临界压力
（1）掌握其他支座条件下细长压杆的临界压力计算公式
4．欧拉公式的适用范围及经验公式
（1）熟练掌握欧拉公式的适用范围
（2）熟练掌握柔度、大柔度杆、中柔度杆、小柔度杆概念
（3）熟练掌握临界压力总图
（4）熟练掌握经验公式
5．压杆的稳定校核
（1）熟练掌握压杆的稳定条件
（2）熟练掌握压杆的稳定校核计算
6．提高压杆稳定性的措施
（1）了解提高压杆稳定性的措施

五、试题结构（内容、题型、分数分配）

序号
题 型
考试内容
分数分配
备注
1
选择
平衡、运动、拉压、扭转……
30分（10小题×3分/小题）

2
判断
平衡、运动、拉压、扭转……
20分（10小题×2分/小题）

3
计算
平衡、运动、拉压、扭转……
50分（4小题）

总分数
100分

六、考试要求

本课程期末考试为闭卷考试，考生不得携带任何纸张、教材、笔记本、作业本、参考资料、电子读物和工具书等进入考场。