物理學生論文力學論文

　　力學(mechanics) 研究物質機械運動規(guī)律的科學，物理力學主要通過物性及其運動規(guī)律這兩個方面的微觀化而成為解決問題、建立微觀分析的基礎。下文是學習啦小編為大家整理的關于物理學力學論文的范文，歡迎大家閱讀參考!

　　物理學力學論文篇1

　　試論理論力學教學

　　摘 要：對于少學時的理論力學教學，存在教學時間少而教學內容多等問題。筆者針對教學中出現(xiàn)的問題，闡述了一些觀點。

　　關鍵詞：理論力學 普通物理力學 習題課 現(xiàn)代教學手段

　　引言：《理論力學》課程作為理工科大學的一門重要的專業(yè)技術基礎課，兼有基礎理論和應用技術雙重性質，它在基礎課和專業(yè)課之間起承前啟后的作用。其主要以伽利略和牛頓總結的基本定律為基礎，系統(tǒng)介紹靜力學、運動學與動力學的基本概念、基本原理及分析問題、解決問題的基本方法。課程的基本狀況是概念多，定理多，公式多;前后聯(lián)系緊密，題目靈活多變，解題技巧性強。加之現(xiàn)時課程改革，理論力學課時較少，使很大一部分學生感到理論力學“理論難，解題難”，學習效果不甚理想。那么如何在有限的學時里培養(yǎng)學生的學習興趣，提高教學質量就成了力學教師的重要課題。

　　1.注意普通物理力學與理論力學課程的聯(lián)系

　　1.1教學內容的聯(lián)系。

　　普通物理力學(以下簡稱普物力學)和理論力學同屬經典力學。普物力學和理論力學都以機械運動所遵循的基本規(guī)律及其推論和應用為研究對象，都包括運動學、動力學和靜力學三個部分。普物力學一般在大學入學的第一學年開設，而理論力學一般于第二學年開設，如何在同一內容的學習中注意二者的關系尤為重要。在理論力學的教學中對普物力學中的概念就不再詳細重復講解，而是強調理論力學課程中的新概念，這樣才能更有效地利用有限的課時，同時也能消除學生認為理論力學就是普物力學的認識誤區(qū)。

　　1.2教學方法的聯(lián)系。

　　普物力學主要是從物理現(xiàn)象出發(fā)，重視物理現(xiàn)象、物理過程，通過分析歸納的方法，由現(xiàn)象尋找規(guī)律，強調直觀的物理圖景，強調對基本物理概念和方法的理解和討論，強調從感性到理性的認識過程。理論力學則從物理學的幾個邏輯框架出發(fā)，通過邏輯演繹的方法，推導出機械運動的性質、規(guī)律和圖景。研究的特點是強調概念的確切性和數學證明的嚴謹性，重點在于培養(yǎng)學生的理性思維能力。對于數學知識的要求，理論力學除了要用到矢量運算和微分方程之外，還要求理解約束、自由度和廣義坐標的概念，能根據實際情況正確選擇廣義坐標，熟練掌握和運用虛功原理，熟練掌握和運用拉格朗日方程，等等。

　　1.3教學要求的提高。

　　普物力學教學教學過程中，特別關注從現(xiàn)象抽象出理論的方法。理論力學的教學則建立在更加嚴格的邏輯基礎上，引導學生關注如何建立新的模型、新的理論，應用新的數學工具發(fā)展新的解決問題的方法。學生普遍反映從普物力學到理論力學的難度跨度較大，教學要求一下子提高了很多。教學中應使學生明確經典力學的基本概念和基本規(guī)律，把培養(yǎng)學生提出力學問題、分析和解決力學問題的能力放在首位。

　　2.精講理論，強調概念，重視習題課的作用

　　對少學時的教學工作來說，一般意味著教學要求相對較低，而對于一般工科專業(yè)來說，理論力學起著承前啟后的作用，總體要求不能降低。為處理教學內容多與時間少的矛盾，筆者在教學實踐中，嘗試通過精講理論，強調概念，以練促講的方法，取得了較好的效果。

　　2.1突出重點，精講理論。

　　在課堂上堅持以教師“精講”引路，而學生則以“多練”來充分發(fā)揮其主觀能動作用。教師在確保學生掌握基本概念、基本理論和解決問題的前提下，合理精選教學內容，簡化煩瑣的理論推演過程，突出對理論的理解和掌握。如在講授理論公式時，在給學生講清楚推導所涉及的原理及數學知識后，直接給出最后結論，具體的推演過程留給學生在課后自學，既節(jié)約了教學時間，又減輕了學生的聽課負擔。又如在講授剛體的平面運動的速度和加速度求解時，由于學生已經對剛體的簡單運動非常熟悉，所以教師只需將剛體平面運動時的運動規(guī)律與簡單運動之間的關系給學生講清楚，學生就可以用復合運動的相關定理和定律運用數學求和的方法得出剛體平面運動的相關定理和定律。

　　2.2強調概念，舉一反三。

　　精講的目的是要擠出時間讓學生在思考、練習中理解和掌握基本概念、基本理論，進而應用相關知識分析和解決實際問題。

　　2.2.1利用課后思考題強調概念

　　由于學時的減少，課堂上許多概念只是突出理解和掌握，學生一般是知其然而不知其所以然，利用課后的思考題能指導學生對本章概念的理解。例如在點的復合運動章節(jié)中，有這樣一個問題：點的速度合成定理==對牽連運動是平動或轉動都成立，將其兩端對時間求導，得 = + ，從而有=+，因而此式對牽連運動是平動或轉動都應該成立。當然我們知道上式是不一定成立的，若在動系平動情況下，上式是滿足的，但在動系轉動的情況下， =+×， =+×。這是由于動系轉動，相應的坐標系基矢量方向發(fā)生了改變，在求導過程中也有了相應的附加值，而平動則沒有。通過這樣的分析就能很好地理解為什么牽連運動是轉動時具有科氏加速度。

　　2.2.2利用類比法學習概念和公式

　　理論力學也像學習其它知識一樣，既要一個概念一個概念地理解，一個規(guī)律一個規(guī)律地掌握，又要注意綜合對比，歸納整理。理論力學中的概念、公式絕大部分都不是孤立的。在理論力學教學中要注意綜合對比，引導學生發(fā)現(xiàn)他們之間的規(guī)律。例如：將剛體定軸轉動中的轉動方程、角速度、角加速度和質點的運動方程、速度、加速度的概念和公式進行類比，分析其異同，不但可以加深公式的記憶，而且對這兩部分內容可以有更深入地理解。對質點動力學方程、質心運動定理、剛體定軸轉動微分方程進行類比，這三個公式所針對的研究對象雖然不同，但這三個公式是類似的，都建立了描述物體慣性的量，描述物體運動狀態(tài)變化的量和描述作用力的量之間的關系。

　　2.3重視習題課的作用。

　　習題課是完成理論力學課程教學任務的重要環(huán)節(jié)。該課程理論性較強，學生開始接觸這些新概念、新公式時，缺乏具體的指導。再加上沒有經過系統(tǒng)的大量的習題訓練，學生很難熟練掌握。上好一堂習題課有助于在有限的學時里最大程度地提高學生對知識的理解能力和應用能力，將枯燥的知識和實際的操作應用聯(lián)系在一起。

　　首先要分析學生的基礎知識和學習狀況，對癥下藥才能事半功倍，并適度引入案例教學，引導學生將生活中一些工程實例轉化為力學模型，分析常見橋梁的結構形式，某些機械設備中關鍵機構的運動方式等。同時在習題課教學中一定要認真研究平時教學和學生作業(yè)中的問題，有針對性地選擇典型例題，引導學生一題多解，對照比較。例如很多動力學綜合問題的求解就有多種選擇，可用相應的動力學基本定律求解，也可用工程中常用的動靜法解決，通過分析對照，選擇最佳的解題方法。

　　3.現(xiàn)代教學手段的合理應用

　　3.1多媒體教學的合理利用。

　　多媒體輔助教學是近年來出現(xiàn)的先進教學模式。它能集影像、圖形、文字、動畫、聲效于一體，給學生營造一種全新的、動態(tài)的學習情境，使一些抽象的概念、理論變得直觀，使一些無法言傳的知識具體化形象化，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。同時可節(jié)約大量板書的時間，讓大量的工程實例輕松走進課堂，增加課堂的信息量，從而加快教學節(jié)奏，增強教學效果。但是采用多媒體教學的過程中也要注意一些問題。教師上課的時候應盡量減輕學生的負擔，在保證學生聽清楚、弄明白的基礎上，留出一定的時間讓學生記筆記;在教學過程要將更多的精力放在教學的組織和對學生學習反映狀況的監(jiān)控上，當發(fā)現(xiàn)學生有聽不懂的跡象時，要注意重復講解;在理論推導及例題和習題的講解中，盡可能采用黑板教學，這樣每小步的推導及解答都很詳盡，學生也有足夠的思考和理解時間，所以采用多媒體教學與板書教學相結合的手段會使教學效果更好。

　　3.2Maple軟件在教學中的應用。

　　大學教學改革中很多基礎課的課時都相應減少，留給學生自己的時間相應多起來，一是該書之特色，二是現(xiàn)今大學生的計算機水平較高，因而在理論力學的教學中可以介紹一些相應的軟件，例如Maple軟件，在了解力學基本概念之后，學生可以利用課余時間對計算機教學軟件Maple進行自學，使用該軟件建模編程，解決力學問題。這樣可培養(yǎng)學生掌握現(xiàn)代先進科學工具，提高學生包括理論力學在內的科學思維與動手能力，品嘗自己勞動成果，從而激起學生對學習的興趣。昔日，在大量繁雜的理論力學解題中，只能對某些特定條件、特定時間或點作解，而今在Maple協(xié)助下，卻不受那些特定限制，大大地擴展了解題范圍。這對于教師和學生而言，都是一個具有刺激性和興奮點的教學動力。

　　總之，由于理論力學這門課程對理工科專業(yè)承前啟后的特殊性，教師應該通過自身的努力，在教學中充分展示理論力學自身的特性，盡可能地調動學生的積極性，在有限的學時里更好地提高教學質量。

　　參考文獻：

　　[1]喬繼形.理論力學的教學實踐[J].力學與實踐，2003，25，(5)：75.

　　[2]張亞紅，劉睫，趙玉成，非力學專業(yè)理論力學教學改革的思考[J].力學與實踐，2003，25，(3)：61-63.

　　[3]蘇志平.理論力學全程輔導[M].沈陽：遼寧師范大學出版社，2004.

　　[4]哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室.理論力學[M].北京：高等教育出版社，2002.

　　[5]喻愛南.激發(fā)學生學習興趣深化教學改革[J].長沙鐵道學院學報(社會科學版)，2006，7，(2)：52.

　　物理學力學論文篇2

　　試談力學在橋梁設計中的應用

　　【摘要】在人類發(fā)展的漫長歲月中，橋梁是一種社會進步的標志?？v觀歷史，在全世界的橋梁設計和發(fā)展過程中，我們可以總結出橋梁的設計水平與很多因素有關。這其中包括社會生產力的發(fā)展水平，當時的工業(yè)水準，建設的施工技術，數學理論、力學研究的成果，計算技術的進步等。在這所有的影響因素中，有一個特別值得我們關注，就是力學的應用?？梢哉f，力學在橋梁的設計中起到核心的作用，在l9和20世紀表現(xiàn)得尤為明顯，由于力學理論及應用研究的發(fā)展，橋梁建設有了質的飛躍。本文主要就是論述力學在橋梁設計中的應用，在分析應用的基礎上，進一步闡釋未來的發(fā)展趨勢。

　　【關鍵詞】力學;橋梁設計;發(fā)展趨勢

　　前言

　　科學技術的發(fā)展和進步在人類的歷史上總是起到關鍵的作用，這里我們想要談的領域是建筑中橋梁設計和自然科學中力學研究成果的關系。在人類的橋梁設計歷史上，人們一直在不斷探索和嘗試新的設計方案，這些方案的實施和實際運用總是建立在一定的理論基礎之上，而這個理論基礎，或者說是理論依據就是力學的支持，橋梁設計者們運用力學的進步與發(fā)展，通過具體的理論分析來設計出安全可靠的橋梁施工方案。這里，我們要探討的就是力學理論在橋梁設計中的具體運用，同時分析在未來力學會為其帶來的哪些更多的幫助。

　　一、力學在橋梁設計中的應用分析

　　(一)力學在橋梁設計中的應用歷史及取得的成就

　　在l8世紀以前，科學技術水平有限，那時的橋梁設計者們對力學的很多原理是不太了解的，但是，在實際的設計和建設中已經不自覺地在運用力學的知識了。例如，人們總結出土、石、磚、木等材料抗壓性較好。我們所熟知的趙州橋的建設就是充分利用了土、石等材料的優(yōu)點，一方面又減輕了橋身的重量，同時節(jié)約了材料，并且且便于排洪，可以說，它是世界古代橋梁的一個重大成就，以我們今天的角度來分析，趙州橋的建設充分發(fā)揮了材料力學的知識和原理。

　　18世紀前后，生鐵開始被人們運用在了橋梁的建設上，之所以使用生鐵，是因為人們意識到生鐵的耐用性要強于土、石，但是，由于人們對材料本身的力學原理不是很清楚，所以運用上就出現(xiàn)了很多技術問題，但是，這終究還是一種進步。

　　19世紀中葉，歐洲社會進入了工業(yè)化的發(fā)展道路，工業(yè)的發(fā)展和進步徹底改變了西方社會的文明，在這段時間里，牛頓力學的出現(xiàn)和發(fā)展、微積分理論的研究都為力學在建筑中的運用提供了很大的幫助，橋梁的設計當然也包括在內。

　　20世紀初期，歐洲的工業(yè)已經發(fā)展到了較高的水平，這時，力學研究的進步及相關學科的發(fā)展也已經達到了較高的水平。此時，出現(xiàn)了一些新的材料，高強度鋼材、鋼筋混凝土，預應力混凝土等，這些材料的出現(xiàn)可以說是橋梁設計建設中的一次重大飛躍，也充分說明了力學的研究成果在橋梁上的應用。初等材料力學和結構力學的研究成果使得跨越能力較強的懸索橋、斜拉橋開始被設計出來典型的例子如美國紐約華盛頓橋，舊金山金門大橋等。

　　20世紀后期，計算機技術的進步在建筑中發(fā)揮了重要作用，計算機的應用可以使橋梁設計中的復雜力學計算變得相當容易，一些計算量大的模型如果靠人工來完成那幾乎是不可能的，但是借助計算機就可以輕易完成，在力學計算與分析的前提下，人們還可以利用計算機進行與橋梁有關的輔助設計，這樣的好處就是提高了設計的效率和準確性。

　　通過以上的分析可以知道，橋梁設計在20世紀得到了較高水平的發(fā)展，這樣的發(fā)展受到多種因素的影響，但是，力學理論的因素是關鍵的作用，所以，有必要總結一下力學理論在橋梁設計中的應用。

　　(二)力學理論在橋梁設計中的應用總結

　　1.材料力學的發(fā)展作用巨大。他的作用主要是使橋梁建設中材料的使用更加合理科學，在運用材料力學的過程中，人們通過長期的總結也可以開發(fā)出許多新型的材料，這些材料可以進一步在建筑中發(fā)揮巨大的作用。

　　2.預應力思想的出現(xiàn)。這對于橋梁的設計也是有極大作用的。它的作用主要體現(xiàn)在使橋梁恒載不斷降低，跨度卻在不斷增加，這樣一來，設計出來的橋梁外形會更加好看，更具和諧性。

　　3.高速計算機的運用。計算機的運用主要體現(xiàn)在設計的復雜計算上。在橋梁的設計中，肯定會有很多復雜的力學分析和計算，通過計算機的運用，使得這樣的復雜計算變得十分容易，同時，也極大地節(jié)約了橋梁設計的時間。

　　4.在橋梁的設計過程中，會有很多的帶有挑戰(zhàn)性的工程力學問題被提出來，要想解決這些復雜的問題，只依靠力學是不夠的，要借助于多學科的交叉運用。正是力學的這種交叉滲透成為了現(xiàn)代橋梁設計的基礎和核心，對現(xiàn)代橋梁的設計起到了核心的作用。

　　二、力學在橋梁設計中應用的發(fā)展趨勢

　　(一)從力學機理的角度來研究，多學科的交叉是一個重要的方面，在此基礎上，新型的、高強、甚至超高強工程材料的研究是一個核心的環(huán)節(jié)，在實際的設計過程中，結構理論的研究上，更符臺實際狀態(tài)的力學分析方法是及其重要的，只有這樣，材料潛在的承載力才能過發(fā)揮出來。

　　(二)在運用力學進行大跨度橋梁設計的過程中，橋梁風致振動的物理特性和幾何非線性動力學原理是值得我們去深入研究的，要充分運用風洞試驗模擬，在此基礎上，綜合空氣動力學和物理，幾何非線性的研究來為橋梁的設計服務。2l世紀，力學理論和計算機都在飛速發(fā)展，在這樣的情況下，橋梁的設計工藝和水準肯定會有很大的發(fā)展和進步，而且這種進步是建立在充分利用力學的基礎之上的。

　　(三)計算機技術突飛猛進，橋梁輔助系統(tǒng)將發(fā)揮重要的作用。它在力學結構分析、工程制圖、工程概預算數據庫上都將是必不可少的?，F(xiàn)如今，互聯(lián)網技術無論在硬件還是軟件上的發(fā)展都是驚人的，這樣的發(fā)展趨勢也將從根本上解決橋梁設計中的很多問題，同時互聯(lián)網還有一個好處就是可以實現(xiàn)資源和設計理念的共享，這也為橋梁的設計工作者們提供了巨大的幫助。

　　(四)橋梁施工控制技術在橋梁設計中將發(fā)揮重要作用。固體力學的基礎理論和數據資料的運用是關鍵環(huán)節(jié)，在計算方法和數值仿真技術的研究基礎上，無損檢測的理論及使用技術得到了發(fā)展，對破舊的的橋梁，可以提供準確可靠的評估報告。在設計過程中，一方面，通過控制技術，可以使得橋梁的設計中的誤差盡可能的小，減小了誤差，不僅可以使橋梁的安全性增加，同時，也節(jié)約了成本;另一方面，控制技術的運用可以節(jié)約時間成本和人力成本，本來通過大量的人力，需要耗費大量的時間才能完成的設計任務這時就變得非常輕松。

　　(五)在超級跨海大橋的研究中，進一步研究其中存在的力學難題，通過研究為特大型的橋梁結構設計提供施工和技術上的理論知識和保證。

　　可以預測的是，在現(xiàn)代力學理論的基礎上，未來的橋梁建筑領域必定會出現(xiàn)越來越大的設計既美觀又實用的橋梁。

　　結論

　　通過以上的分析我們知道了力學理論在橋梁設計中的作用，在橋梁的整個設計和具體的施工中都是起到關鍵作用的。在橋梁的設計思路上，力學的運用可以為橋梁的設計提供保障，保證橋梁設計方案的可行性，這樣也就保證了其安全性和耐用性。在未來，我們相信，橋梁設計會更加依賴于力學理論，當然，自然科學是不斷在進步的，力學的研究水平也將越來越高，橋梁設計的水平也必將越來越高。

　　參考文獻

　　[1]白以龍，周恒.迎接新世紀挑戰(zhàn)的力學──力學學科21世紀初發(fā)展戰(zhàn)略的建議[J]. 力學與實踐. 2014(01)

　　[2]蔡國宏.斜拉橋的發(fā)展經驗和展望[J]. 國外公路2013(04)

　　[3]林亞超，王邦楣.鐵路橋梁工程技術發(fā)展動態(tài)[J]. 橋梁建設. 2015(01)

　　[4]雷冰根，李紹才，孫海龍，崔超.橋梁工程行為的生態(tài)效應及其生態(tài)化[J]. 水土保持通報. 2014(02)

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