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[!--downpath--]一、課程階性質和任務
本課程是數學系專科的基礎理論課,也是中學生第一次用高等物理方式處理化學問題的一門理論化學課程。就現行的課程體制而言,理論熱學可以說是普通化學熱學部份的延續和提升,三者既有聯系又有分工。所以理論力學轉動公式,講授時對于質點熱學部份要特出物理處理方式;對于質心熱學和剖析熱學部分要注重原理。通過學習,中學生不但應當對宏觀機械運動的基本概念和基本規律有系統的了解,并且應能把握處理熱學問題的通常方式,培養解決通常數學問題所必需的具象思維能力。
二、課程的基本要求
1.學會處理質點運動學的物理方式,能合理的選擇座標系;
2.把握質點動力學的微分等式,具備將數學問題“翻譯”成物理多項式的能力;
3.把握質點組熱學的基本定律以及對力偶的相應定律;
4.學會質心熱學的基本理論;
5.把握剖析熱學的理論,了解熱學變分原理的方式。
三、課程內容和教學要求
(一)質點熱學:
1.教學內容
(1)運動的描述方式:參照系和座標系,質點運動學多項式;
(2)運動學熱阻,曲線座標系和自然座標系中的速率,加速度;
(3)牛頓運動定理,運動的相對性原理;
(4)質點動力學微分等式;
(5)平動參照系,非慣性系動力學,慣性力;
(6)動量定律,動量矩定律;
(7)動能定律,機械能,保守力和勢能;
(8)有心力,比耐公式,平方反比力——*行星的軌道運動。
2.教學要求
學會處理質點運動學的物理方式,能合理的選擇座標系。把握構建和求解質點動力學微分多項式的方式,具備“分析問題,構建座標,隔離物體,運動多項式”這樣的解題四步訣。把握動量定律,動量矩定律,動能定律,機械能,保守力和勢能等重要概念。具備處理有心力場熱學問題的能力。
(二)質點組動力學:
1.教學內容
(1)質點組的內力和外力,剛體;
(2)動量定律,剛體運動定律,動量守恒定理;
(3)動量矩定律,動量矩守恒定理以及對剛體的相應定律;
(4)動能定律,機械能守恒定理,科尼希定律,對剛體的動能定律;
(5)兩體問題,折合質量;
(6)發霉量物體的運動。
2.教學要求
把握質點組熱學的基本定律以及對剛體的剛體的相應定律;明晰剛體在質點組熱學中的地位以及動量定律,動量矩定律在質點組熱學中的重要性,具備應用這種理論求解熱學問題的能力。
(三)質心熱學:
1.教學內容
(1)描述質心運動的獨立變量,歐拉角,質心運動的分類;
(2)角速率矢量;
(3)力系簡化,質心運動的微分等式,質心平衡多項式;
(4)質心的動能,動量矩;轉動力矩,力矩張量,力矩主軸;
(5)質心的平動,定軸轉動;
(6)質心的平面平行運動,轉動瞬心,空間極跡理論力學轉動公式,本體極跡;
(7)定點轉動,轉動瞬軸,*空間極面,*本體極面,歐拉運動學多項式和*動力學多項式。
2.教學要求
學會描述質心運動的獨匝道量,歐拉角。把握力系簡化的基本技巧。把握質心運動的微分等式,質心平衡多項式以及相應的解題能力。把握轉動力矩,力矩張量,力矩主軸的概念和估算。
以質心的平面平行運動為重點,把握質心作為一種特殊的質點組的處理方式。把握質心運動的活動座標系的運用方法,具備熟練的解題能力。
(四)轉動參照系:
1.教學內容
(1)平面轉動參照系及其非慣性系動力學;
(2)空間轉動參照系及其非慣性系動力學;
(3)月球自轉的影響,慣性離心力,科利奧利力。
2.教學要求
了解質心運動的活動座標系和非慣性參照系的區別。把握轉動參照系中的運動學和動力學理論。明晰月球作為轉動參照系造成的現象。
(五)剖析熱學:
1.教學內容
(1)約束的分類,廣義座標;
(2)虛功原理;
(3)達朗伯原理,廣義力,拉格朗日多項式及其應用;
(4)保守力系的拉格朗日多項式,拉格朗日函數,能量積分和循環積分;
(5)伊寧頓函數,伊寧頓正則多項式,正則變量;能量積分和循環積分;
(6)*泊松刮號,用泊松刮號表示的伊寧頓正則多項式;
(7)*熱學的變分原理。
2.教學要求
明晰約束的分類,廣義座標,廣義力的概念,把握解決平衡問題的虛功原理,把握拉格朗日多項式,能熟練地用這個方式解決數學問題。把握伊寧頓函數,伊寧頓正則多項式,正則變量等概念,為今后的理論化學課程打下基礎。
四、課時分配和大綱施行說明
本課程共72學時.對于加*的內容,可按教學的實際情況僅作簡單介紹或略去,所以在課時分配中未作安排。課時分配如下:
序號
內容
課時數
質點熱學
16
質點組動力學
12
質心熱學
20
轉動參照系
12
剖析熱學
12