机械电子工程教学大纲.doc

机械电子工程专业
教学大纲

机电工程系
二OO七年十二月

目 录
第一篇 专业基础课…………………………………………………………………..1
《工程力学》课程教学大纲 1
《自动控制原理》课程教学大纲 41
《数字电子技术》课程教学大纲 52
《模拟电子技术》课程教学大纲 64
《计算机程序设计基础》课程教学大纲 76
《互换性与测量技术基础》课程教学大纲 95
《机械设计》课程教学大纲 111
《液压与气动传动技术》课程教学大纲 129
《单片机原理及应用》课程教学大纲 141
《电路基础》课程教学大纲 154
《工程材料与热处理》课程教学大纲 172
《画法几何与机械制图》课程教学大纲 190
《机械原理》课程教学大纲 211
第二篇 专业课…………………………………………………………………………………….231
《机械制造工程》课程教学大纲 231
《计算机测控技术》课程教学大纲 243
《数控技术与设备》课程教学大纲 255
《数字信号处理》课程教学大纲 266
《计算机接口技术》课程教学大纲 277
第三篇 专业选修课…………………………………………………………………………… ..286
《计算机辅助设计》课程双语教学大纲 286
《传感器及测试技术》课程教学大纲 293
《电机与拖动》课程教学大纲 307
《工程数据库技术》课程教学大纲 313
《工业系统工程》课程教学大纲 324
《机电控制技术》课程教学大纲 337
《机器人技术》教学大纲 349
《机械CAD/CAM技术》课程教学大纲 354
《计算机仿真技术》课程实验教学大纲 362
《可编程控制器原理及应用》课程教学大纲 368
《人机工程学》课程教学大纲 378
《现代项目管理》课程教学大纲 384
《专业英语》课程教学大纲 400
《人机工程学》课程教学大纲 408

第一篇 专业基础课
《工程力学》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码： 050380
课程名称： 工程力学
英文名称： Engineering Mechanics
课程类别： 基础课
学 时： 72
学　　分： 4.0
适用对象: 机械电子工程专业（本科）
考核方式： 考试
先修课程： 《高等数学》，《大学物理》。
二、课程简介
《工程力学》包含《理论力学》和《材料力学》两部分。《理论力学》包括静力学、运动学和动力学三部分内容，静力学是所有力学内容的基础，它研究力系的简化平衡理论及其应用；运动学研究物体运动的规律；动力学研究作用在物体上的力与其运动间的关系。
《材料力学》是本科生的一门技术基础课程，主要学习杆件的拉伸压缩变形和强度，应力和应变的定义；扭转的变形和强度，剪切强度；弯曲问题的变形，强度的计算；以及杆系的静不定问题和稳定性问题。实验课主要指导学生测试材料的常规材料力学性能和掌握电测技术和光学测试方法，熟悉了解工程中结构的受力和变形测试技术的基本技能。
Engineering Mechanics have theoretical mechanics and mechanics of materials. Theoretical mechanics including the statics, the kinematics and the kinetics. The statics is the base of all the mechanics, including the simplifying balance theory of the force system and the application of the theory. The kinematics is about the rule of the kinetics object. The kinetics is about the relationship of the force on the object and movement of it.
Mechanics of materials is a basic technology course of bringing up students mechanics calculate capacity in the machine design about, this subject mainly study the problem of the load-carry of structural members and machine components. Through the study the students can knowing the essential concept of strength, rigidity, and stability for the components of the structure, essential basic knowledge, practiced calculate capacity, enough analysis capacity and primary practice capacity. The main task is bringing up students.
三、课程性质与教学目的
理论力学是学生首先接触的一门基础理论物理课程，它既是普通物理的深化和提高，又是学习其它后继理论物理课程的基础。
理论力学的教学要全面阐述宏观机械运动的基本概念和基本规律，使学生掌握理论力学的原理和基本方法，了解理论力学在近代物理学和现代科学技术中的广泛应用。
理论力学课程的教学要达到以下目的：
（1）使学生对宏观机械运动的规律有一定全面系统的认识，掌握处理力学问题的一般方法，为后续课程理论物理课程的学习打下坚实的基础。并培养出一定的抽象思维与严密的逻辑推理能力，为今后独立钻研创造条件。
（2）使学生在深入掌握力学理论的基础上，有能力居高临下、深入浅出和透彻地分析中学力学教材。提高作为中学物理教师的业务能力。
（3）在力学理论的学习中密切结合运用数学工具处理问题，使学生认识物理与数学的密切关系，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
《材料力学》是学科基础课，它要为后续课程培养合格的技术人才提供必要的基础知识。其目的是通过本课程的学习，培养学生对杆件强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，一定的计算能力和初步的实验能力。在此基础上，再由后续课程加以深化提高使之接近于工程实际应用的需要。因此必须重视以本课程的某些基础知识和基本概念例如应力、应变和变形能等的讲授，使学生即掌握了扎实的理论基础，又具备初步的工程设计能力，有利于学生对后续课程的学习和将来的提高。
实验是材料力学课程的必要组成部分，应创造必要的条件满足实验要求，认真培养学生的动手能力和分析问题能力。
四、教学内容及要求
第一部分：理论力学
绪论
（一）目的与要求
通过绪论的学习，使学生了解理论力学的课程性质，理论力学的研究对象、目的和任务，掌握理论力学的主要内容和基本线索。明确理论力学和普通物理力学的联系与区别，及理论力学对后续理论物理课程的作用。
（二）教学内容
1、力学的研究对象和内容
2、理论力学的研究方法
3、学习理论力学的目的
（三）实践环节与课后练习
无
（四）教学方法与手段
讲授
第一章 静力学公理和物体的受力分析
（一）目的与要求
1、要求深入理解力、刚体、平衡等重要概念
2、静力学公理是静力学的理论基础，要求熟练掌握
（二）教学内容
第一节
1、静力学公理
2、基本概念和知识点
二力平衡公理：作用在刚体上的二力使刚体平衡的充要条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
加减平衡力系公理：在作用于刚体的已知力系中加上或减去任何平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。
推论1 力的可传性：作用于刚体上的力可沿其作用线移至同一刚体内任意一点，并不改变其对于刚体的效应。
力的平行四边形法则：作用于物体上某一点的两力，可以合成为一个合力，合力亦作用于该点上，合力的大小和方向可由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。
3、问题与应用
要求熟练掌握静力学公理。
第二节
1、约束和约束力
2、基本概念和知识点
（1）约束的概念
（2）柔性约束、光滑接触表面约束、光滑铰链约束的特征及约束反力的画法
（3）光滑铰链约束的特征
3、问题与应用（能力要求）
（1）、深入理解约束、约束力等重要概念
（2）、掌握光滑接触表面约束、柔性约束、光滑铰链约束的特征
第三节
1、物体的受力分析和受力图
2、基本概念和知识点
（1）解除约束原理：当受约束的物体在某些主动力的作用下处于平衡，若将其部分或全部的约束除去，代之以相应的约束力，则物体的平衡不受影响。
（2）画受力图步骤如下：
根据题意，恰当的选取研究对象，划出研究对象的分离体图；
在分离体图上，画出它所受的主动力，如重力、风力、已知力等。并标注上各主动力的名称；
据约束的类型，画出分离体所受的约束反力，并标注上各约束反力的名称；
为了计算方便，在受力图上标上有关的尺寸、角度和坐标，并写上各力作用点的名称。
3、问题与应用（能力要求）
要熟练掌握受力图的画法
（三）课后练习
1-1，1-2
（四）教学方法与手段
新课讲授
第二章 平面汇交力系与平面力偶系
（一）目的与要求
1、掌握平面汇交力系合成（分解）的几何法。能应用平面的几何条件求解平面汇交力系的平衡问题
2、能正确地将力沿坐标轴分解和求力在坐标轴上的投影。对合力投影定理应有清晰的理解
3、能熟练的运用平衡方程求解平面汇交力系的平衡问题
（二）教学内容
第一节
1、平面汇交力系合成与平衡的几何法
2、基本概念和知识点
汇交力系：是指各力的作用线汇交于同一点的力系。若汇交力系中各力的作用线位于同一平面内时，称为平面汇交力系，否则称为空间汇交力系，汇交力系合成的结果是一个合力，合力作用线通过汇交点，
力多边形法则：各分力矢依一定次序首尾相接，形成一力矢折线链，合力矢是封闭边，合力矢的方向是从第一个力矢的起点指向最后一个力矢的终点。
平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：力系中各力的乖量和为零，用几何法表示的平衡条件是，力多边形自行封闭。
3、问题与应用
掌握平面汇交力系合成（分解）的几何法。能应用平面的几何条件求解平面汇交力系的平衡问题。
第二节
1、平面汇交力系合成与平衡的解析法
2、基本概念和知识点
合力在任一轴上的投影，等于各分力在同一轴上的投影的代数和，这称为合力投影定理。
合力的大小：
合力的方向：
平面汇交力系平衡的必要与充分的解析条件是：力系中各力在直角坐标系中每一轴上的投影的代数和都等于零。
3、问题与应用（能力要求）
能正确地将力沿坐标轴分解和求力在坐标轴上的投影。对合力投影定理应有清晰的理解
第三节
1、平面力对点之矩的概念及计算
2、基本概念和知识点
力使刚体绕O点转动的强弱程度的物理量称为力对O点的矩。用MO(F)表示，其定义式为MO(F)=±Fd
其中：点O称为矩心，d称为力臂。力矩的正负号表示力矩的转向，规定力使物体绕矩心逆时针转动取正，反之取负。力矩的单位为：牛顿·米（N ·m）。
平面汇交力系的合力对平面内任意一点的矩等于各个分力对同一点之矩的代数和。即
3、问题与应用（能力要求）
对于力对点的矩应有清晰的理解，并能熟练的计算。
第四节
1、平面力偶
（1）力偶与力偶
（2）同平面内力偶的等效定理
（3）平面力偶系的合成和平衡条件
2、基本概念和知识点
在力学中，把等值、反向、平行而不共线的两个具有特殊关系的力作为一个整体，称为力偶。以( F,F′)表示。
两力作用线所决定的平面称为力偶的作用面，两力作用线间的距离称为力偶臂。
平面力偶系合成的结果还是一个力偶（称为合力偶），合力偶矩等于力偶系中各分力偶矩的代数和。
平面力偶系平衡的必要与充分条件是：力偶系中各力偶矩的代数和等于零。
3、问题与应用（能力要求）
（1）深入理解力偶和力偶矩的概念。明确平面力偶的性质和平面力偶的等效条件
（2）掌握平面力偶系的合成方法，能应用平衡条件求解力偶系的平衡问题
（三）课后练习
2-5，2-9，2-13
（四）教学方法与手段
新课讲授
第三章 平面任意力系
（一）目的与要求
1、掌握平面任意力系向一点简化的方法
2、会应用解析法求主矢和主矩
3、熟知平面任意力系简化的结果
4、深入理解平面任意力系的平衡条件及平衡方程的三种形式
5、能够熟练解决平面任意力系的平衡问题
6、能熟练的计算平面任意力系作用下物体和物体系的平衡问题
7、了解静定和超静定问题
8、理解简单桁架的简化假设
9、掌握计算简单桁架杆件内力的节点法和截面法
（二）教学内容
第一节
1、平面任意力系向作用面内一点简化
2、基本概念和知识点
平面力系向作用面内任一点简化，一般可得到一个力和一个力偶，该力通过简化中心，其大小和方向等于力系的主矢，主矢的大小和方向与简化中心无关；该力偶的力偶矩等于力系对简化中心的主矩，主矩的大小和转向与简化中心相关。
关于主矢和主矩，需弄清楚以下几点：
主矢不是力，主矩不是力偶。主矢和主矩是描述平面任意力系对物体作用效果的量。
主矢是自由矢量，只有大小和方向，描述平面任意力系使物体平动的作用效果；
平面任意力系的主矩是代数量，只有大小和正负，描述平面任意力系使物体绕某点转动的作用效果。
主矢与简化中心的选择无关。从这个意义上讲，主矢是力系的一个不变量。而主矩与简化中心的选择有关。
3、问题与应用
掌握平面任意力系向一点简化的方法
第二节
1、平面任意力系的平衡条件和平衡方程
2、基本概念和知识点
基本形式：平面力系是平面汇交力系和平面力偶系的组合，因而平面力系平衡的必要条件是：
，
1）解析式为：
即平面力系平衡的必要与充分的解析条件是：力系中各力在作用面内两个直角坐标轴上投影的代数和等于零，力系中各力对于平面内任意点之矩的代数和也等于零。
2）二力矩式
且轴不垂直于、两点连线。
证明：必要性，若平面力系平衡，则，易知成立。
充分性：反证法，假定成立，而力系不平衡，则由前两式知力系不能简化为合力偶，所以必为一合力，且此合力必过，两点，由知此合力必垂直于轴，与已知矛盾，所以(4.11)成立，必有力系平衡。
3）三力矩式
且、、不共线
3、问题与应用（能力要求）
深入理解平面任意力系的平衡条件及平衡方程的三种形式，能够熟练解决平面任意力系的平衡问题
第三节
1、物体系的平衡.静定和超静定问题
2、基本概念和知识点
未知力的个数正好等于平衡方程的数目，因而能由平衡方程解出全部未知数。这类问题称为静定问题。相关的结构称为静定结构。工程上为了提高结构的强度常常在静定结构上再附加一个或几个约束，从而使未知约束力的个数大于独立平衡方程的树目。因而，仅仅由平衡方程无法求得全部未知约束力，这时的平衡问题称为超静定问题或静不定问题，相应的结构称为超静定结构或静不定结构。
物体系平衡问题的特点是：仅仅考虑系统的整体或某个局部（单个刚体或局部刚体系统）不能确定全部未知力。为了解决物体系统的平衡问题，需将平衡的概念加以扩展，即：系统若整体是平衡的，则组成系统的每一局部以及每一个刚体也必然是平衡的。如刚体系统由个刚体组成，设其中个刚体受平面力偶系作用，个刚体受平面汇交力系或平面平行力系作用，个刚体受平面力系作用，则，分别考虑每个刚体的平衡，总共可得个独立的平衡方程。若未知的外约束力和内约束力的总数为个，如，则刚体系统是静定的，否则是静不定的，静力学只研究静定平衡问题。
3、问题与应用（能力要求）
能熟练的计算平面任意力系作用下物体和物体系的平衡问题，了解静定和超静定问题
第四节
1、平面简单桁架的内力计算
2、基本概念和知识点
桁架：由一些直杆两端铆接、焊接或榫接而成具有坚固性的杆架结构。若所有杆件的中心线都在一个平面内，称为平面桁架。
节点： 桁架中各杆的连接点。
在工程设计中，能够达到设计精度要求的近似计算非常重要，过于复杂严密的高精度计算，往往是不必要的。因此，计算桁架中各杆件内力时，为了简化计算，常作如下假定：
1）直杆两端都为光滑铰链连接。
2）杆件自重不计。
3）架所受的外载荷都作用在节点上，其作用线在桁架平面内。
根据以上假设，求解静定桁架中各杆件的内力一般采用节点法和截面法。
判断零力杆的方法：
三杆铰接无外载
两杆铰接无外载
两杆铰接有外载，其中一杆与外载共线
3、问题与应用（能力要求）
理解简单桁架的简化假设，掌握计算简单桁架杆件内力的节点法和截面法
（三）课后练习
3-1，3-8，3-35
（四）教学方法与手段
新课讲授
第四章 空间力系
（一）目的与要求
1、了解空间汇交力系、力对点的矩的概念
2、能熟练的计算力在空间直角坐标轴上的投影
3、能应用平衡条件求解空间汇交力系
4、能熟练的计算力对轴的矩
5、对空间力偶的性质及其作用效应有清晰的理解
6、能应用平衡条件求解空间力偶系
7、了解空间力系向一点简化的方法和结果
8、能应用平衡条件求解空间任意力系的平衡问题
9、能正确的画出各种常见空间约束的约束反力
10、对平行力系中心和重心应有清晰的概念
11、能熟练的应用组合法求物体的重心
（二）教学内容
第一节
1、平面任意力系向作用面内一点简化
2、基本概念和知识点
空间汇交力系：是指各力的作用线汇交于同一点的力系，且汇交力系中各力的作用线不位于同一平面内的力系。
结论：合力在任一轴上的投影，等于各分力在同一轴上的投影的代数和，这称为合力投影定理。
合力的大小： *
合力的方向：
汇交力系平衡的必要与充分的解析条件是：力系中各力在直角坐标系中每一轴上的投影的代数和都等于零。
空间力系是力系中最一般的力系。其它力系都是空间力系的特例。只有对空间力系的简化与平衡问题进行深入研究，才能全面完整的认识静力学的力系简化与平衡的理论。与平面力系类似，空间力系也分为空间汇交力系、空间力偶系、空间平行力系、空间任意力系。这节课我们首先学习了空间力系中最简单的空间汇交力系，为学习更复杂的空间任意力系做好准备。
3、问题与应用
了解空间汇交力系、力对点的矩的概念，能熟练的计算力在空间直角坐标轴上的投影，能应用平衡条件求解空间汇交力系。
第二节
1、力对点的矩和力对轴的矩
2、基本概念和知识点

上式表明：力对点O之力矩矢在通过该点的任一轴L上的投影等于力对该轴之矩。即：

3、问题与应用（能力要求）
能熟练的计算力对轴的矩，对空间力偶的性质及其作用效应有清晰的理解，能应用平衡条件求解空间力偶系
第三节
1、空间力偶
2、基本概念和知识点
空间力偶对刚体的作用效果决定于以下三个要素：
（1）力偶矩的大小（2）力偶的转向（3）力偶作用面的方位
空间力偶的三要素可用一个矢量表示：矢量的长短按选定的比例尺表示力偶矩的大小，矢量的指向与力偶转向间的关系按右手法则确定，矢量作用线的方位与力偶作用面的法线方位相同。包含空间力偶三要素的矢量成为力偶矩矢。由力偶的性质可知，力偶可在作用面内任意移转，并可移至作用面的平行平面中，即力偶矩矢不仅可以沿作用线滑动，而且可以平行移动，这说明力偶对刚体的作用与力偶矩矢的作用点无关。所以力偶矩矢是自由矢量。
根据平面力偶的性质，可得出空间力偶的等效条件是：力偶矩的大小相等，转向相同，作用面平行的两力偶等效，对于空间力偶的三要素，可以用一个矢量，一力偶矩矢表示。
方位：垂直于力偶作用面，
模：等于力偶的矩大小
指向：用右手法则表示
力偶矩矢是自由矢量。
空间力偶系平衡的必要与充分条件是：
解析表达式
3、问题与应用（能力要求）
对空间力偶的性质及其作用效应有清晰的理解，能应用平衡条件求解空间力偶系
第四节
1、空间任意力系向一点的简化.主矢和主矩
2、基本概念和知识点
空间力系向任一点简化，一般可得到一力和一力偶，该力通过简化中心，其大小和方向等于力系的主矢，该力偶的力偶矩矢等于力系对简化中心的主矩。
空间力系简化的最后结果
（1）空间力系平衡
，，此空间力系为平衡力系。
（2）空间力系简化为一合力偶
，，此空间力系简化为一合力偶，合力偶矩矢等于力系主矩与简化中心的位置无关。
（3）空间力系简化为一合力
a．，，此空间力系简化为过O点的一合力，合力的大小和方向与主矢相同。
b．，，，这时，与共面，可看作一平面力系，由平面力系简化理论知，此时空间力系简化为一合力。
此合力的作用线过点，大小和方向决定于主矢，其作用线到O点的距离
3、问题与应用（能力要求）
了解空间力系向一点简化的方法和结果，能应用平衡条件求解空间任意力系的平衡问题，能正确的画出各种常见空间约束的约束反力
第五节
1、空间任意力系的平衡方程
2、基本概念和知识点
从空间力系的简化结果可得到空间力系平衡的必要和充分条件是力系的主矢和对任一点的主矩为零，即：
，
其解析式为：

空间力系平衡的必要与充分的解析条件是：力系中各力在直角坐标系每一坐标轴上投影的代数和为零，对每一坐标轴之矩的代数和为零。
特例：空间平行力系的平衡方程
令轴与力系各力的作用线平行，有
，，
3、问题与应用（能力要求）
能应用平衡条件求解空间任意力系的平衡问题，能正确的画出各种常见空间约束的约束反力
第六节
1、重心
2、基本概念和知识点
作用在一物体各质点上的重力可近似地看成是一平行力系，此平行力系中心就称为物体的重心。如将物体分割成许多微单元，每微单元的重力为，则可得重心C的近似公式为:

3、问题与应用（能力要求）
对平行力系中心和重心应有清晰的概念,能熟练的应用组合法求物体的重心
（三）课后练习
4-1，4-3，4-11
（四）教学方法与手段
新课讲授
第五章 摩擦
（一）目的与要求
1、能区分滑动摩擦力与极限滑动摩擦力。
2、对滑动摩擦定律有清晰的理解。
3、理解摩擦角的概念和自锁现象。
4、能用摩擦角解物体的平衡问题（几何法）。
5、能熟练的计算考虑摩擦力时物体的平衡问题
6、理解滚动摩阻定律
7、学会解滑动摩擦和滚动摩阻同时存在的平衡问题
8、能熟练的计算考虑摩擦力时物体的平衡问题
9、理解滚动摩阻定律
10、学会解滑动摩擦和滚动摩阻同时存在的平衡问题
（二）教学内容
第一节
1、滑动摩擦
2、基本概念和知识点
两个相互接触的物体，当接触面之见有相对滑动或相对滑动趋势时，彼此阻碍滑动的机械作用。
3、问题与应用
能区分滑动摩擦力与极限滑动摩擦力。对滑动摩擦定律有清晰的理解。
第二节
1、摩擦角和自锁现象
2、基本概念和知识点
如果作用在物体上的全部主动力的合力的作用线在摩擦锥之内，则无论这个力怎么大，物体总能保持平衡，这种现象称为摩擦自锁。
3、问题与应用（能力要求）
理解摩擦角的概念和自锁现象。能用摩擦角解物体的平衡问题（几何法）。
第三节
1、考虑摩擦时物体的平衡问题
2、基本概念和知识点
3、问题与应用（能力要求）
能熟练的计算考虑摩擦力时物体的平衡问题,
第四节
1、滚动摩阻的概念
2、基本概念和知识点
滚动摩阻力偶：滚动摩阻是指一物体沿另一物体表面作相对滚动或有滚动趋势时，接触面间产生的一种阻碍滚动的机械运动。
3、问题与应用（能力要求）
理解滚动摩阻定律,学会解滑动摩擦和滚动摩阻同时存在的平衡问题
（三）课后练习
5-1，5-3，5-11
（四）教学方法与手段
新课讲授
第六章 点的运动学
（一）目的与要求
1、能用矢量法建立点的运动方程，求速度和加速度
2、能熟练的应用直角坐标法建立点的运动方程，求轨迹、速度和加速度
3、能熟练地应用自然法求点在平面上作曲线运动时的运动方程、速度和加速度。
4、正确理解切向加速度和法向加速度的物理意义。
（二）教学内容
第一节
1、矢量法
2、基本概念和知识点
点运动时，在空间所占的位置随时间连续变化而形成的曲线，称为点的运动轨迹。点的运动可按轨迹形状分为直线运动和曲线运动。当轨迹为圆时称为圆周运动。表示点的位置随时间变化的规律的数学方程称为点的运动方程。
3、问题与应用
能用矢量法建立点的运动方程，求速度和加速度
第二节
1、直角坐标法
2、基本概念和知识点
点的速度在直角坐标轴上的投影，等于点的对应坐标对时间的一阶导数。点的加速度在直角坐标轴上的投影等于该点速度在对应坐标轴上的投影对时间的一阶导数，也等于该点对应的坐标对时间的二阶导数。
3、问题与应用（能力要求）
能熟练的应用直角坐标法建立点的运动方程，求轨迹、速度和加速度
第三节
1、自然法
2、基本概念和知识点
动点沿已知轨迹的速度的代数值等于弧坐标s对时间的一阶导数，速度的方向沿着轨迹的切线方向，当为正时指向与相同，反之，与 相反。
加速度矢量是由两个分矢量组成：分矢量 的方向永远沿轨迹的切线方向，称为切向加速度，它表明速度代数值随时间的变化率；分矢量 的方向永远沿主法线的方向，称为法向加速度，它表明速度方向随时间的变化率。
3、问题与应用（能力要求）
能熟练地应用自然法求点在平面上作曲线运动时的运动方程、速度和加速度，正确理解切向加速度和法向加速度的物理意义。
（三）课后练习
6-3，6-9
（四）教学方法与手段
新课讲授
第七章 刚体的简单运动
（一）目的与要求
1、明确刚体平动和刚体定轴转动的特征。能正确地判断作平动的刚体和定轴转动的刚体。
2、 对刚体定轴转动时的转动方程、角速度和角加速度及它们之间的关系要有清晰的理解。熟知匀速和匀变速转动的定义和公式。
3、 能熟练地计算定轴转动刚体上任一点的速度和加速度。
4、掌握传动比的概念及其公式的应用。
5、对角速度矢、角加速度矢、以及用矢积表示刚体上一点的速度与加速度有初步的了解。
（二）教学内容
第一节
1、刚体的平行移动
2、基本概念和知识点
运动方程 是常矢量
轨迹：形状相同
速度：，
加速度：，
结论：研究刚体的平动，可归结为研究其上任一点的运动。
3、问题与应用
明确刚体平动和刚体定轴转动的特征。能正确地判断作平动的刚体和定轴转动的刚体。
第二节
1、刚体绕定轴的转动
2、基本概念和知识点
刚体运动时，其上有一直线始终保持不动，其余各点均作圆周运动。
3、问题与应用（能力要求）
对刚体定轴转动时的转动方程、角速度和角加速度及它们之间的关系要有清晰的理解。熟知匀速和匀变速转动的定义和公式。
第三节
1、转动刚体内各点的速度和加速度
2、基本概念和知识点
运动方程：
速度：
加速度：切向加速度，
法向加速度
3、问题与应用（能力要求）
能熟练地计算定轴转动刚体上任一点的速度和加速度。
第四节
1、轮系的传动比
2、基本概念和知识点
在机械工程中，常常把主动轮和从动轮的两个角速度的比值称为传动比，用附有角标的符号表示（1）由齿轮的节圆半径、或齿轮的齿数、，齿轮在啮合圆上的齿距相等，它们的齿数与半径成反比），可表示为
3、问题与应用（能力要求）
掌握传动比的概念及其公式的应用。
第五节
1、以矢量表示角速度和角加速度.以矢积表示点的速度和加速度
2、基本概念和知识点
3、问题与应用（能力要求）
对角速度矢、角加速度矢、以及用矢积表示刚体上一点的速度与加速度有初步的了解。
（三）课后练习
7-3，7-5
（四）教学方法与手段
新课讲授
第八章 点的合成运动
（一）目的与要求
1、深刻理解三种运动、三种速度和三种加速度的定义，运动的合成与分解以及运动相对性的概念。
2、对具体问题能恰当地选择动点、动系和定系，进行运动轨迹、速度分析。
3、会推导速度合成定理，并能熟练地应用该定理。
4、对具体问题能恰当地选择动点、动系和定系，进行加速度分析。
5、会推导牵连运动为平动时点的加速度合成定理，并能熟练地应用该定理。
6、对具体问题能恰当地选择动点、动系和定系，进行加速度分析。并能正确计算科氏加速度的大小并确定它的方向。
7、弄懂牵连运动为转动时的加速度合成定理。并能熟练地应用该定理。
（二）教学内容
第一节
1、相对运动.牵连运动.绝对运动
2、基本概念和知识点
动点相对于静坐标系的运动称为绝对运动。
动点相对于动坐标系的运动称为相对运动。
动坐标系相对于静坐标系的运动称为牵连运动。
3、问题与应用
深刻理解三种运动、三种速度和三种加速度的定义，运动的合成与分解以及运动相对性的概念。对具体问题能恰当地选择动点、动系和定系，进行运动轨迹、速度分析。
第二节
1、点的速度合成定理
2、基本概念和知识点
由上述例题，可将应用速度合成定理求解问题的大致步骤总结如下：
（1）选取动点、动系和静系。动点、动系和静系的正确选择是求解点的复合运动问题的关键。在选取时必须注意：动点、动系和静系必须分属三个不同的物体，否则三种运动中就缺了一种运动，而不成其为复合运动。此外动点、动系和静系的选择，应使相对运动比较简单明显。
（2）分析三种运动。对于绝对、相对运动，主要是分析其轨迹的具体形状；而对于牵连运动，则是分析其刚体运动的具体形式。分析三种运动的目的是为了确定三种运动的方位线，以便于画出速度平行四边形。
（3）画出速度平行四边形，分析问题的可解性。三种运动速度的大小和方向共六个量，其中至少已知四个才可解。必须注意，作图时要使绝对速度成为平行四边形的对角线。
（4）根据速度平行四边形的几何关系求解未知量。
3、问题与应用（能力要求）
会推导速度合成定理，并能熟练地应用该定理。
第三节
1、点的加速度合成定理
2、基本概念和知识点
当牵连运动为平动时，动点在某瞬时的绝对加速度等于该瞬时它的牵连加速度与相对加速度的矢量和。这就是牵连运动为平动时点的加速度合成定理。
牵连运动为转动时的加速度合成定理为

3、问题与应用（能力要求）
对具体问题能恰当地选择动点、动系和定系，进行加速度分析。会推导牵连运动为平动时点的加速度合成定理，并能熟练地应用该定理。弄懂牵连运动为转动时的加速度合成定理。并能熟练地应用该定理。
（三）课后练习
8-3，8-7
（四）教学方法与手段
新课讲授
第九章 刚体的平面运动
（一）目的与要求
1、明确刚体平面运动的特征
2、掌握研究平面运动的方法
3、能够正确判断机构中作平面运动的刚体
4、能熟练地应用基点法求平面图形上任一点的速度。
5、速度投影法求平面图形上任一点的速度。
6、能熟练地应用瞬心法求平面图形上任一点的速度。
7、会应用基点法求平面图形上任一点的加速度
（二）教学内容
第一节
1、刚体平面运动的概述和运动分解
2、基本概念和知识点
刚体的平面运动可以简化为平面图形在其自身平面内的运动。平面运动是平动和转动的合成运动。
3、问题与应用
明确刚体平面运动的特征，掌握研究平面运动的方法，能够正确判断机构中作平面运动的刚体
第二节
1、求平面图形内各点速度的基点法
2、基本概念和知识点
分析构件中各刚体的运动，判断各刚体分别作什么样的运动。
研究作平面运动的刚体上哪一点的速度大小和方向为已知。基点就选在该点上，作图时必须说明基点的选择，但在图中可以不画动坐标轴。
画速度合成图，作图时要使绝对速度在平行四边形的对角线上，并根据三个速度所涉及的六个要素中分析出四个要素。
根据基点法公式的合成公式及利用平行四边形中的几何关系求解未知量。
3、问题与应用（能力要求）
能熟练地应用基点法求平面图形上任一点的速度。速度投影法求平面图形上任一点的速度。
第三节
1、求平面图形内各点速度的瞬心法
2. 基本概念和知识点
速度瞬心法不但能求速度而且能求角速度。该法还能分析速度分布的规律，并且引出了瞬时平动的概念。对于刚体系统，即要求速度又要求角速度的问题，用速度瞬心法合适。
3. 问题与应用（能力要求）
能熟练地应用瞬心法求平面图形上任一点的速度。
第四节
1. 用基点法求平面图形内各点的加速度
2. 基本概念和知识点
某点为平面图形的速度瞬心时，其加速度不为零。这是因为平面图形只在此瞬时绕速度瞬心转动，到了下一瞬时，图形又绕另一个速度瞬心转动，瞬心本身在变化着，故它的速度虽为零，但他的加速度不为零。
3. 问题与应用（能力要求）
会应用基点法求平面图形上任一点的加速度
第五节
1. 运动学综合应用举例
2. 基本概念和知识点
3. 问题与应用（能力要求）
（三）课后练习
9-3，9-24
（四）教学方法与手段
新课讲授
第二部分：材料力学
第一章 绪论
（一）目的与要求
了解材料力学的任务及研究对象。掌握变形固体的基本假设，外力与内力、截面法与应力的概念。线变形和角变形。杆件变形的基本形式。
（二）教学内容
第一节 材料力学的任务
1.主要内容
强度、刚度、稳定性；材料力学的任务。
2.本概念和知识点
强度、刚度、稳定性；材料力学的任务。
3.问题与应用（能力要求）
了解材料力学的任务
第二节 变形固体的基本假设
1.主要内容
变形固体的概念；四个基本假设。
2.基本概念和知识点
变形固体的概念；四个基本假设。
3.问题与应用（能力要求）
了解变形固体的基本假设
第三节 外力及其分类
1. 主要内容
外力概念；集中力、分布力的概念；主动力、约束力的概念