Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина
| Вид материала | Учебно-методический комплекс |
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 2836.1kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 2979.19kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 2143.51kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 785.31kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 793.69kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 901.29kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 2591.69kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 814.76kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 2075.7kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина, 1147.22kb.
Утверждаю
Декан факультета
_________________________
«_____» ____________ 2009 г.
Рабочая программа
К
афедра профессионально-педагогического образования
(наименование кафедры, обеспечивающей преподавание дисциплины)
Ш
ифр и наименование дисциплины СД Техническая механика ( Теоретическая механика)
(шифр с указанием цикла подготовки (ГЭС, ЕН, ОПД, ДС, СД), наименование дисциплины)Статус обязательная
(обязательная, элективная, факультативная)С
пециальности (направления) 030500 (050501.15) «Профессиональное обучение (автомобили и автомобильное хозяйство» (коды специальностей (направлений)Формы обучения заочная
(дневная, заочная)Объем дисциплины 92 час
(
общий объем дисциплины, час.)Распределение по семестрам
| Номер семестра | Учебные занятия | Число курсовых проектов (работ), расчетных заданий | Форма итоговой аттестации (зачет, экзамен) | |||||
| Общий объем | в том числе | |||||||
| аудиторные | Самостоятельная работа | |||||||
| Всего | из них | |||||||
| Лекции | Практ. | Лаб. | ||||||
| 3 4 | 92 | 22 | 8 | 6 | 8 | 70 | Курсовая работа | Экзамен |
Выписка из ГОС ВПО по направлению подготовки дипломированного специалиста 030500 (050501.15) «Профессиональное обучение (автомобили и автомобильное хозяйство)»:
| Индекс | Наименование дисциплины и ее основные разделы |
| ОД.Ф.03 | ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА (ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА) Аксиомы статики; связи и реакции связей; моменты сил и пары сил; условия равновесия плоской и пространственной систем сил; силы трения; условия равновесия системы тел; определение сил взаимодействия тел системы. Простейшие движения тел; уравнения, скорости и ускорения точек и тел; сложное движение точки и тела; определение скорости и ускорения точек тел в сложных движениях. Основные законы динамики точки; принцип Даламбера для материальной точки; дифференциальные уравнения движения твердого тела; общие уравнения динамики. Работа, мощность, трение, коэффициент полезного действия. |
Р
азработчик М.А. ГузьРабочая программа обсуждена на заседании кафедры профессионольно-педагогическо-го образования
Заведующая кафедрой ППО М.В. Довыдова
Одобрена Ученым советом факультета технологии и профессионально-педагогического образования
«_____» ______________ 2009 г. Председатель ______________________
1.3.1. Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе
Цели и задачи изучения дисциплины
Дать основы общей механики, необходимые для понимания работы различных механизмов и машин, а также принципов расчета зданий и сооружений.
Дать основные сведения о кинематических и динамических параметрах, и наиболее распространенных видах движения материальных тел.
Расширить технический кругозор студентов.
Способствовать развитию у студентов интереса к изучению дисциплины и потребности в ее более глубоком изучении в ходе дальнейшего обучения в вузе и профессиональной деятельности.
Способствовать развитию у студентов самостоятельного мышления.
Краткая характеристика дисциплины, ее место в учебном процессе
Теоретическая механика является базовой дисциплиной среди других общетехнических дисциплин, изучаемых в высшей школе. На ее законах и основных положениях строятся методики решения самых разнообразных технических задач: расчеты при создании различных сооружений, проектировании механизмов и машин, описание полета ракет, изучение движения небесных тел и т.д.
Теоретическая механика, как наука, основывается на изучении общих законов механического движения и равновесия материальных тел, а также их механических (силовых) взаимодействий.
Связь с предшествующими дисциплинами
Курс технической (теоретической) механики строится на основных положениях ряда общенаучных дисциплин, таких как философия (диалектико-материалистическое учение о материи и ее формах существования), физика (предмет и метод физики, ее связь с философией, смежными науками и техникой; физический смысл основных кинематических (перемещение, скорость, ускорение угловая скорость, угловое ускорение) и динамических (сила, момент силы, центр тяжести) параметров твердого тела или материальной точки, а также метематик (основы интегрального, дифференциального исчисления и основы векторной алгебры).
Связь с последующими дисциплинами
Знание материала раздела «Теоретическая механика» курса «Технической механики» необходимо для успешного изучения, понимания и усвоения последующих общетехнических дисциплин: «Сопротивление материалов», «Детали машин», «Гидравлика».
Требования к уровню освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
- природу и сущность явлений, сопровождающих движение (относительный покой) материальной точки (материального тела), системы материальных точек (материальных тел);
- основные свойства и закономерности и движения (относительного покоя) материальных тел;
Студент должен приобрести навыки основных приемов и методов решения технических задач, связанных с расчетами статических, кинематических и динамических параметров абсолютно твердых тел, находящихся в движении или состоянии относительного покоя.
Студент должен уметь использовать полученные знания и навыки для освоения ряда последующих в его обучении общетехнических и специальных дисциплин, опирающихся в своих основах на техническую механику.
1.3.2. Тематический план дисциплины
Таблица 7
Тематический план изучения дисциплины
-
№
Наименование разделов
Количество часов
Всего
часов
Аудиторных
Самостоятельных (в том числе контроль СРС*)
Лек-
ции
Практ. занятия
Лаб.
работы
1.
СТАТИКА (3 сем.)
2
8
19,7
29,7
2.
…
КИНЕМАТИКА (3 сем.)
…
4
6
3,8
13,8
3.
4
.
5.
ДИНАМИКА (3 сем.)
ЭКЗАМЕН (4 сем.)
КУРС. РАБОТА (4 сем.)
2
7,2
21,3
18
9,2
21,3
18
Итого часов
8
6
8
70
92
* СРС – самостоятельная работа студентов.
1.3.3. Содержание дисциплины
Таблица 8
Лекции
| Раздел, тема учебной дисциплины, содержание темы | Номер лекции | Количество часов | |
| лек- ции | СРС | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| ТРЕТИЙ СЕМЕСТР Раздел 1. СТАТИКА Тема 1.1. Теоретическая механика и ее место среди естественных и технических наук. 1.1.1. Введение. Краткий исторический очерк развития теоретической механики. 1.1.2. Основные понятия теоретической механики. Классификация сил и систем сил. Аксиомы статики. Связи и реакции связей. Тема 1.2. Система сходящихся сил. 1.2.1. Условия равновесия системы сходящихся сил. Сложение сходящихся сил геометрическим и аналитическим способами. Условия равновесия системы сходящихся сил в векторной и аналитической формах. Теорема о равновесии трех непараллельных сил. Тема 1.3. Теория пар сил. 1.3.1. Момент силы. Момент силы относительно центра и оси как вектор. Понятие о паре сил. Момент пары сил как вектор. Условия эквивалентности пар сил. 1.3.2. Сложение пар сил. Сложение пар сил произвольно расположенных на плоскости. Сложение пар сил произвольно расположенных в пространстве. Условия равновесия пар сил. 1.3.3. Равновесие систем сил. Теорема о параллельном переносе силы. Приведение пространственной системы сил к заданному центру. Понятия главного вектора и главного момента системы сил. Аналитические условия равновесия различных систем сил. Тема 1.4. Геометрические характеристики твердого тела. 1.4.1. Центр тяжести. Центр системы параллельных сил. Центр тяжести тела, объема, площади, линии. Способы определения положения центров тяжести тел. 1.4.2. Момент инерции. Момент инерции твердого тела. Радиус инер-ции. Теорема о моментах инерции тела относительно параллельных осей. Тема 1.5. Трение. 1.5.1. Трение скольжения. Природа возникновения сил трения скольжения. Законы Кулона. Коэффициент трения скольжения. Угол и конус трения. 1.5.2. Трение качения. Природа возникновения сил трения качения. Коэффициент трения качения. Условие равномерного качения тела по горизонтальной опорной поверхности. Раздел 2. КИНЕМАТИКА Тема 2.1. Кинематика точки. 2.1.1. Способы задания движения точки. Предмет кинематики. Основные понятия и определения. Две основные задачи кинематики. Векторный способ задания движения точки. Понятие скорости и ускорения точки при задании ее движения векторным способом. Координатный способ задания движения точки. Проекции векторов скорости и ускорения точки на оси декартовых координат. Естественный способ задания движения точки. Естественные оси координат. Касательное и нормальное ускорения точки. Классификация движений точки по ее ускорениям. Тема 2.2. Простейшие виды движения твердого тела. 2.2.1. Поступательное движение. Уравнения поступательного движения твердого тела. Траектории, скорости и ускорения точек твердого тела при его поступательном движении. Равномерное и равнопеременное поступательное движения твердого тела. 2.2.2. Вращательное движение. Уравнение вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси. Угловая скорость и угловое ускорение тела. Равномерное и равнопеременное вращательное движение твердого тела. Тема 2.3. Плоскопараллельное движение твердого тела. 2.3.1. Понятие плоскопараллельного движения. Уравнение движения плоской фигуры. Разложение плоскопараллельного движения на поступательное и вращательное. Независимость угловой скорости и углового ускорения плоской фигуры от выбора полюса. Скорости точек плоской фигуры. Проекции векторов скоростей двух точек плоской фигуры на прямую линию, проходящую через эти точки. Мгновенный центр скоростей и его свойства. Определение ускорений точек плоской фигур. Раздел 3 . ДИНАМИКА Тема 3.1. Предмет динамики. 3.1.1. Основные понятия и определения. Законы динамики. Инерциальная система отсчета. Дифференциальные уравнения движения материальной точки в декартовых координатах и естественных осях. Две основные задачи динамики точки. Тема 3.2. Две меры механического движения точки. 3.2.1. Количество движения. Элементарный импульс силы. Импульс силы и его проекции на координатные оси. Теорема об изменении количества движения материальной точки в дифференциальной и конечной формах. 3.2.2. Кинетическая энергия. Элементарная работа силы. Работа силы на конечном перемещении. Мощность. Работа сил тяжести, упругости, трения. Равенство нулю суммы работ внутренних сил в абсолютно твердом теле. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки в дифференциальной и конечной формах. Тема 3.4. Механическая система. 3.4.1 Понятие механической системы. Масса системы. Центр масс системы и его координаты. Классификация сил, действующих на механическую систему. Равенство нулю главного вектора и главного момента внутренних сил системы. Дифференциальные уравнения движения механической системы. 3.4.2. Кинетическая энергия механической системы. Кинетическая энергия тела для случаев его поступательного, вращательного и плоскопараллельного движений. Итого: | 1 2 3 4 | 2 2 2 2 8 | 0,3 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,6 0,5 0,5 1,0 0,8 1,6 1,6 1,6 1,6 17,0 |
Примечание. Разделы лекционных тем, выделенные курсивом, подлежат самостоятельному изучению студентами.
Таблица 9
Практические занятия
| Номер заня- тия | Наименование темы занятия | Номер раздела, тема дисциплины | Формы контроля выполнения работы* | Объем в час. | |
| Ауди-торных | СРС | ||||
| 1  1. 2. 3. | 2 Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения. Определение скоростей точек твердого тела при его плоскопараллельном движении. Определение ускорений точек твер-дого тела при его плоскопараллель- ном движении. | 3 2.1.1. Кинематика точки. 2.3.1. Плоскопараллельное движение твердого тела. 2.3.1. Плоскопараллельное движение твердого тела. | 4 Текущий аудиторный контроль. Текущий аудиторный контроль. Текущий аудиторный контроль. Итого: | 5 2 2 2 6 | 6 0,4 0,4 0,4 1,2 |
Таблица 10
Лабораторные работы
| Номер лаб. работы | Наименование лабораторной работы | Номер раздела, тема дисциплины | Формы контроля выполнения работы | Объем в час. | |
| Ауди-торных | СРС | ||||
| 1  1. 2 . | 2 Исследование равновесия плоской подвесной конструкции. (Лаб. работа № 1). Определение уравновешивающей силы плоского пучка сил. (Лаб. работа № 7). | 3 1.1.2. Система сходящихся сил. 1.1.2. Система сходящихся сил. | 4 Письменный отчет. Индивидуальная защита. Письменный отчет. Индивидуальная защита. Итого: | 5 4 4 8 | 6 6,0 6,5 12.5 |
Примечание. В скобках указаны номера лабораторных работ, представленных в методических указаниях: Гузь, М.А. Теоретическая механика. Раздел «Плоская статика системы твердых тел» [Текст]: Лабораторный практикум / М.А. Гузь. Бийск: БПГУ имени В.М. Шукшина, 2008. – 130 с. 50 экз.
Курсовая работа
Общие положения и требования по выполнению и оформлению работы
Цель выполнения курсовой работы развитие и закрепление навыков решения типовых расчетно-графических работ (РГР) при использовании общепринятых методик расчетов.
Варианты и примеры выполнения заданий даны в методическом пособии: Гузь, М.А. Сборник расчетно-графических работ по теоретической механике. Методические указания и контрольные задания. [Текст]: / М.А. Гузь Бийск: БПГУ имени В.М. Шукшина, 2004. 238 с. 200 экз.
Настоящее учебное пособие служит руководством к выполнению РГР по теоретической механике и содержит 38 заданий с примерами их решения по всем основным разделам курса, включая статику, кинематику, динамику и аналитическую механику. Сборник также снабжен приложением справочных материалов, содержащих наиболее часто употребляемые в расчетах физические, тригонометрические величины, а также ряд известных математических зависимостей.
Объем предлагаемых к выполнению расчетно-графических работ по каждой из рассматриваемых тем обеспечивается комбинацией десяти номеров заданий, содержащих в большинстве случаев расчетные схемы, с десятью номерами вариантов, включающих в себя исходные данные.
Выбор номера задания и его варианта производиться согласно шифру студента (номеру его зачетной книжки), при этом, разность последних цифр служит номером задания, а последняя цифра номером варианта.
Количество выдаваемых заданий и их тематика определяется преподавателем на основе утвержденных на кафедре рабочих программ. Наличие в сборнике различной сложности заданий одной или родственной тематик дает возможность производить выдачу заданий студентам с учетом их уровня подготовленности и в соответствии со спецификой получаемой при обучении специальности. Обычно курсовая работа включают в себя до пяти расчетно-графических работ (РГР) по основным разделам курса теоретической механики.
Методические указания по выполнению РГР даются непосредственно походу решения примера типовой задачи. Назначение примера состоит в разъяснении методики, но никак не в полном воспроизведении всех этапов его решения. Поэтому в большинстве приведенных в сборнике примеров промежуточные решения опускаются. Однако в представляемых к защите студенческих работах все необходимые математические и графические преобразования, а также числовые расчеты должны быть выполнены в строгой последовательности и сопровождаться соответствующими пояснениями.
Оформление выполненных расчетно-графических работ производится с учетом требований, предъявляемых к рукописным текстовым документам.
Примерная тематика заданий РГР:
С т а т и к а
Задание С.4. Определение реакций опор плоской стержневой конструкции.
Задание С.15. Определение реакций опор твердого тела (пространственная система сил).
Задание С.18 . Определение положения центра тяжести пространственной конструкции.
К и н е м а т и к а
Задание К.1. Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения.
Задание К.5. Кинематический анализ плоского механизма преобразования поступательного движения во вращательное.
Задание К.8. Кинематический анализ плоского механизма.
Д и н а м и к а
Задание Д.1. Интегрирование дифференциальных уравнений движения материальной точки, находящейся под действием постоянных сил.
Задание Д.6. Применение общих теорем динамики точки к определению скорости ее движения.
Таблица 11
Программа самостоятельной работы студентов
| Номера разделов и тем дисциплины | Виды СРС | Сроки выполне- ния | Формы контроля СРС | Объём, час. |
| 1  Аудиторные занятия (см. табл. 8, 9, 10). 1.3.3. Равновесие плоской системы сил. 1.3.3. Равновесие пространственной системы сил. 1.4.1. Центр тяжести. 2.1.1. Способы задания движения точки. 2.3.1. Плоскопараллельное движение твердого тела. 3.2.1, 3.2.2. Две меры механического движения точки. | 2 3 семестр П  одготовка к лекционным занятиям.Подготовка к практическим занятиям. П одготовка к проведению, оформлению и защите лабораторных работ.Подготовка к экзамену 4 семестр Курсовая работа РГР. Задание С.4 РГР. Задание С.15 РГР. Задание С.18 РГР. Задание К.1 РГР. Задание К.8 РГР. Задание Д.6 | 3 В течение сессии В течение сессии В течение сессии В течение сессии 4-я неделя 6-я неделя 9-я неделя 12-я неделя 15-я неделя 18-я неделя | 4 Экзамен Экзамен Текущий контроль Экзамен Письменный отчет. Индивидуальная защита. Письменный отчет. Индивиду- альная защита. Письменный отчет. Индивидуальная защита. Письменный отчет. Индивидуальная защита. Письменный отчет. Индивидуальная защита. Письменный отчет. Индивидуальная защита. Итого: | 5 17,0 1,2 12,5 21,3 3 3 3 3 3 3 70 |
1.3.4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Перечень рекомендуемой литературы
Основная литература:
1. Гузь, М.А. Основы теоретической механики. Учебное пособие. [Текст]: / М.А. Гузь Бийск: БПГУ имени В.М. Шукшина, 2008. 110 с. – 100 экз. ISBN 987-5-85127-524-1.
2. Гузь, М.А. Теоретическая механика. Раздел «Плоская статика системы твердых тел» [Текст]: Лабораторный практикум: / М.А. Гузь. Бийск: БПГУ имени В.М. Шукшина, 2008. – 130 с. 50 экз.
3. Гузь, М.А. Сборник расчетно-графических работ по теоретической механике. Мето- дические указания и контрольные задания. [Текст]: / М. А. Гузь Бийск: БПГУ имени В.М. Шукшина, 2004. 238 с. 200 экз.
4. Мещерский, И.В. Сборник задач по теоретической механике. [Текст]: Учебное посо-бие./ Под ред. Н.В. Бутенина, А.И. Лурье, Д.Р., Меркина. М.: Наука, 1986. 448 с. 275 000 экз.
5. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики [Текст]: / С.М. Тарг. М.: Высш. шк., 2007. 416 с. 30 000 экз. – ISBN 5-06-005699-6.
Дополнительная литература:
6. Бать, М. И. Теоретическая механика в примерах и задачах, ч.1 и ч.2. [Текст]:/ М.И. Бать, Г. Ю.Джанелидзе, А.С. Кельзон. М.: Наука, 1985. 80 000 экз.
7. Теоретическая механика [Текст]: (Учебный терминологический словарь). Сост.: М.А. Гузь. Бийск: БПГУ имени В.М. Шукшина, 2008. 15 с.– 50 экз. (см. Приложение УМК).
1.3.5. Формы и методика текущего, промежуточного и итогового контроля
Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу