力學(xué)(mechanics) 研究物質(zhì)機械運動規(guī)律的科學(xué)，物理力學(xué)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(chǔ)。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于物理學(xué)力學(xué)論文的范文，歡迎大家閱讀參考!

　　物理學(xué)力學(xué)論文篇1

　　試論理論力學(xué)教學(xué)

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

　　關(guān)鍵詞：理論力學(xué) 普通物理力學(xué) 習(xí)題課 現(xiàn)代教學(xué)手段

　　引言：《理論力學(xué)》課程作為理工科大學(xué)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，兼有基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)雙重性質(zhì)，它在基礎(chǔ)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(jié)的基本定律為基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹靜力學(xué)、運動學(xué)與動力學(xué)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(xué)課時較少，使很大一部分學(xué)生感到理論力學(xué)“理論難，解題難”，學(xué)習(xí)效果不甚理想。那么如何在有限的學(xué)時里培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量就成了力學(xué)教師的重要課題。

　　1.注意普通物理力學(xué)與理論力學(xué)課程的聯(lián)系

　　1.1教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系。

　　普通物理力學(xué)(以下簡稱普物力學(xué))和理論力學(xué)同屬經(jīng)典力學(xué)。普物力學(xué)和理論力學(xué)都以機械運動所遵循的基本規(guī)律及其推論和應(yīng)用為研究對象，都包括運動學(xué)、動力學(xué)和靜力學(xué)三個部分。普物力學(xué)一般在大學(xué)入學(xué)的第一學(xué)年開設(shè)，而理論力學(xué)一般于第二學(xué)年開設(shè)，如何在同一內(nèi)容的學(xué)習(xí)中注意二者的關(guān)系尤為重要。在理論力學(xué)的教學(xué)中對普物力學(xué)中的概念就不再詳細重復(fù)講解，而是強調(diào)理論力學(xué)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(xué)生認(rèn)為理論力學(xué)就是普物力學(xué)的認(rèn)識誤區(qū)。

　　1.2教學(xué)方法的聯(lián)系。

　　普物力學(xué)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(diào)直觀的物理圖景，強調(diào)對基本物理概念和方法的理解和討論，強調(diào)從感性到理性的認(rèn)識過程。理論力學(xué)則從物理學(xué)的幾個邏輯框架出發(fā)，通過邏輯演繹的方法，推導(dǎo)出機械運動的性質(zhì)、規(guī)律和圖景。研究的特點是強調(diào)概念的確切性和數(shù)學(xué)證明的嚴(yán)謹(jǐn)性，重點在于培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力。對于數(shù)學(xué)知識的要求，理論力學(xué)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(biāo)的概念，能根據(jù)實際情況正確選擇廣義坐標(biāo)，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(xué)要求的提高。

　　普物力學(xué)教學(xué)教學(xué)過程中，特別關(guān)注從現(xiàn)象抽象出理論的方法。理論力學(xué)的教學(xué)則建立在更加嚴(yán)格的邏輯基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注如何建立新的模型、新的理論，應(yīng)用新的數(shù)學(xué)工具發(fā)展新的解決問題的方法。學(xué)生普遍反映從普物力學(xué)到理論力學(xué)的難度跨度較大，教學(xué)要求一下子提高了很多。教學(xué)中應(yīng)使學(xué)生明確經(jīng)典力學(xué)的基本概念和基本規(guī)律，把培養(yǎng)學(xué)生提出力學(xué)問題、分析和解決力學(xué)問題的能力放在首位。

　　2.精講理論，強調(diào)概念，重視習(xí)題課的作用

　　對少學(xué)時的教學(xué)工作來說，一般意味著教學(xué)要求相對較低，而對于一般工科專業(yè)來說，理論力學(xué)起著承前啟后的作用，總體要求不能降低。為處理教學(xué)內(nèi)容多與時間少的矛盾，筆者在教學(xué)實踐中，嘗試通過精講理論，強調(diào)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(xué)生則以“多練”來充分發(fā)揮其主觀能動作用。教師在確保學(xué)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(xué)內(nèi)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(xué)生講清楚推導(dǎo)所涉及的原理及數(shù)學(xué)知識后，直接給出最后結(jié)論，具體的推演過程留給學(xué)生在課后自學(xué)，既節(jié)約了教學(xué)時間，又減輕了學(xué)生的聽課負(fù)擔(dān)。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(xué)生已經(jīng)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(guān)系給學(xué)生講清楚，學(xué)生就可以用復(fù)合運動的相關(guān)定理和定律運用數(shù)學(xué)求和的方法得出剛體平面運動的相關(guān)定理和定律。

　　2.2強調(diào)概念，舉一反三。

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

　　2.2.1利用課后思考題強調(diào)概念

　　由于學(xué)時的減少，課堂上許多概念只是突出理解和掌握，學(xué)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(dǎo)學(xué)生對本章概念的理解。例如在點的復(fù)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(zhuǎn)動都成立，將其兩端對時間求導(dǎo)，得 = + ，從而有=+，因而此式對牽連運動是平動或轉(zhuǎn)動都應(yīng)該成立。當(dāng)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(zhuǎn)動的情況下， =+×， =+×。這是由于動系轉(zhuǎn)動，相應(yīng)的坐標(biāo)系基矢量方向發(fā)生了改變，在求導(dǎo)過程中也有了相應(yīng)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(zhuǎn)動時具有科氏加速度。

　　2.2.2利用類比法學(xué)習(xí)概念和公式

　　理論力學(xué)也像學(xué)習(xí)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(xué)中的概念、公式絕大部分都不是孤立的。在理論力學(xué)教學(xué)中要注意綜合對比，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)他們之間的規(guī)律。例如：將剛體定軸轉(zhuǎn)動中的轉(zhuǎn)動方程、角速度、角加速度和質(zhì)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(nèi)容可以有更深入地理解。對質(zhì)點動力學(xué)方程、質(zhì)心運動定理、剛體定軸轉(zhuǎn)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(guān)系。

　　2.3重視習(xí)題課的作用。

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

　　首先要分析學(xué)生的基礎(chǔ)知識和學(xué)習(xí)狀況，對癥下藥才能事半功倍，并適度引入案例教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生將生活中一些工程實例轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型，分析常見橋梁的結(jié)構(gòu)形式，某些機械設(shè)備中關(guān)鍵機構(gòu)的運動方式等。同時在習(xí)題課教學(xué)中一定要認(rèn)真研究平時教學(xué)和學(xué)生作業(yè)中的問題，有針對性地選擇典型例題，引導(dǎo)學(xué)生一題多解，對照比較。例如很多動力學(xué)綜合問題的求解就有多種選擇，可用相應(yīng)的動力學(xué)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(xué)手段的合理應(yīng)用

　　3.1多媒體教學(xué)的合理利用。

　　多媒體輔助教學(xué)是近年來出現(xiàn)的先進教學(xué)模式。它能集影像、圖形、文字、動畫、聲效于一體，給學(xué)生營造一種全新的、動態(tài)的學(xué)習(xí)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(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)節(jié)奏，增強教學(xué)效果。但是采用多媒體教學(xué)的過程中也要注意一些問題。教師上課的時候應(yīng)盡量減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，在保證學(xué)生聽清楚、弄明白的基礎(chǔ)上，留出一定的時間讓學(xué)生記筆記;在教學(xué)過程要將更多的精力放在教學(xué)的組織和對學(xué)生學(xué)習(xí)反映狀況的監(jiān)控上，當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生有聽不懂的跡象時，要注意重復(fù)講解;在理論推導(dǎo)及例題和習(xí)題的講解中，盡可能采用黑板教學(xué)，這樣每小步的推導(dǎo)及解答都很詳盡，學(xué)生也有足夠的思考和理解時間，所以采用多媒體教學(xué)與板書教學(xué)相結(jié)合的手段會使教學(xué)效果更好。

　　3.2Maple軟件在教學(xué)中的應(yīng)用。

　　大學(xué)教學(xué)改革中很多基礎(chǔ)課的課時都相應(yīng)減少，留給學(xué)生自己的時間相應(yīng)多起來，一是該書之特色，二是現(xiàn)今大學(xué)生的計算機水平較高，因而在理論力學(xué)的教學(xué)中可以介紹一些相應(yīng)的軟件，例如Maple軟件，在了解力學(xué)基本概念之后，學(xué)生可以利用課余時間對計算機教學(xué)軟件Maple進行自學(xué)，使用該軟件建模編程，解決力學(xué)問題。這樣可培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代先進科學(xué)工具，提高學(xué)生包括理論力學(xué)在內(nèi)的科學(xué)思維與動手能力，品嘗自己勞動成果，從而激起學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。昔日，在大量繁雜的理論力學(xué)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(xué)生而言，都是一個具有刺激性和興奮點的教學(xué)動力。

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

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　　物理學(xué)力學(xué)論文篇2

　　試談力學(xué)在橋梁設(shè)計中的應(yīng)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(biāo)志?？v觀歷史，在全世界的橋梁設(shè)計和發(fā)展過程中，我們可以總結(jié)出橋梁的設(shè)計水平與很多因素有關(guān)。這其中包括社會生產(chǎn)力的發(fā)展水平，當(dāng)時的工業(yè)水準(zhǔn)，建設(shè)的施工技術(shù)，數(shù)學(xué)理論、力學(xué)研究的成果，計算技術(shù)的進步等。在這所有的影響因素中，有一個特別值得我們關(guān)注，就是力學(xué)的應(yīng)用?？梢哉f，力學(xué)在橋梁的設(shè)計中起到核心的作用，在l9和20世紀(jì)表現(xiàn)得尤為明顯，由于力學(xué)理論及應(yīng)用研究的發(fā)展，橋梁建設(shè)有了質(zhì)的飛躍。本文主要就是論述力學(xué)在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用，在分析應(yīng)用的基礎(chǔ)上，進一步闡釋未來的發(fā)展趨勢。

　　【關(guān)鍵詞】力學(xué);橋梁設(shè)計;發(fā)展趨勢

　　前言

　　科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步在人類的歷史上總是起到關(guān)鍵的作用，這里我們想要談的領(lǐng)域是建筑中橋梁設(shè)計和自然科學(xué)中力學(xué)研究成果的關(guān)系。在人類的橋梁設(shè)計歷史上，人們一直在不斷探索和嘗試新的設(shè)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(chǔ)之上，而這個理論基礎(chǔ)，或者說是理論依據(jù)就是力學(xué)的支持，橋梁設(shè)計者們運用力學(xué)的進步與發(fā)展，通過具體的理論分析來設(shè)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(xué)理論在橋梁設(shè)計中的具體運用，同時分析在未來力學(xué)會為其帶來的哪些更多的幫助。

　　一、力學(xué)在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用分析

　　(一)力學(xué)在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用歷史及取得的成就

　　在l8世紀(jì)以前，科學(xué)技術(shù)水平有限，那時的橋梁設(shè)計者們對力學(xué)的很多原理是不太了解的，但是，在實際的設(shè)計和建設(shè)中已經(jīng)不自覺地在運用力學(xué)的知識了。例如，人們總結(jié)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(shè)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(shè)充分發(fā)揮了材料力學(xué)的知識和原理。

　　18世紀(jì)前后，生鐵開始被人們運用在了橋梁的建設(shè)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(xué)原理不是很清楚，所以運用上就出現(xiàn)了很多技術(shù)問題，但是，這終究還是一種進步。

　　19世紀(jì)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(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展、微積分理論的研究都為力學(xué)在建筑中的運用提供了很大的幫助，橋梁的設(shè)計當(dāng)然也包括在內(nèi)。

　　20世紀(jì)初期，歐洲的工業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了較高的水平，這時，力學(xué)研究的進步及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展也已經(jīng)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(yù)應(yīng)力混凝土等，這些材料的出現(xiàn)可以說是橋梁設(shè)計建設(shè)中的一次重大飛躍，也充分說明了力學(xué)的研究成果在橋梁上的應(yīng)用。初等材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究成果使得跨越能力較強的懸索橋、斜拉橋開始被設(shè)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(jì)后期，計算機技術(shù)的進步在建筑中發(fā)揮了重要作用，計算機的應(yīng)用可以使橋梁設(shè)計中的復(fù)雜力學(xué)計算變得相當(dāng)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(xué)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(guān)的輔助設(shè)計，這樣的好處就是提高了設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性。

　　通過以上的分析可以知道，橋梁設(shè)計在20世紀(jì)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(xué)理論的因素是關(guān)鍵的作用，所以，有必要總結(jié)一下力學(xué)理論在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用。

　　(二)力學(xué)理論在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用總結(jié)

　　1.材料力學(xué)的發(fā)展作用巨大。他的作用主要是使橋梁建設(shè)中材料的使用更加合理科學(xué)，在運用材料力學(xué)的過程中，人們通過長期的總結(jié)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(yù)應(yīng)力思想的出現(xiàn)。這對于橋梁的設(shè)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(shè)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(shè)計的復(fù)雜計算上。在橋梁的設(shè)計中，肯定會有很多復(fù)雜的力學(xué)分析和計算，通過計算機的運用，使得這樣的復(fù)雜計算變得十分容易，同時，也極大地節(jié)約了橋梁設(shè)計的時間。

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

　　二、力學(xué)在橋梁設(shè)計中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

　　(一)從力學(xué)機理的角度來研究，多學(xué)科的交叉是一個重要的方面，在此基礎(chǔ)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(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)理論的研究上，更符臺實際狀態(tài)的力學(xué)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(xué)進行大跨度橋梁設(shè)計的過程中，橋梁風(fēng)致振動的物理特性和幾何非線性動力學(xué)原理是值得我們?nèi)ド钊胙芯康?，要充分運用風(fēng)洞試驗?zāi)M，在此基礎(chǔ)上，綜合空氣動力學(xué)和物理，幾何非線性的研究來為橋梁的設(shè)計服務(wù)。2l世紀(jì)，力學(xué)理論和計算機都在飛速發(fā)展，在這樣的情況下，橋梁的設(shè)計工藝和水準(zhǔn)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(xué)的基礎(chǔ)之上的。

　　(三)計算機技術(shù)突飛猛進，橋梁輔助系統(tǒng)將發(fā)揮重要的作用。它在力學(xué)結(jié)構(gòu)分析、工程制圖、工程概預(yù)算數(shù)據(jù)庫上都將是必不可少的?，F(xiàn)如今，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(shè)計中的很多問題，同時互聯(lián)網(wǎng)還有一個好處就是可以實現(xiàn)資源和設(shè)計理念的共享，這也為橋梁的設(shè)計工作者們提供了巨大的幫助。

　　(四)橋梁施工控制技術(shù)在橋梁設(shè)計中將發(fā)揮重要作用。固體力學(xué)的基礎(chǔ)理論和數(shù)據(jù)資料的運用是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在計算方法和數(shù)值仿真技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，無損檢測的理論及使用技術(shù)得到了發(fā)展，對破舊的的橋梁，可以提供準(zhǔn)確可靠的評估報告。在設(shè)計過程中，一方面，通過控制技術(shù)，可以使得橋梁的設(shè)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(shù)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(shè)計任務(wù)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(xué)難題，通過研究為特大型的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計提供施工和技術(shù)上的理論知識和保證。

　　可以預(yù)測的是，在現(xiàn)代力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，未來的橋梁建筑領(lǐng)域必定會出現(xiàn)越來越大的設(shè)計既美觀又實用的橋梁。

　　結(jié)論

　　通過以上的分析我們知道了力學(xué)理論在橋梁設(shè)計中的作用，在橋梁的整個設(shè)計和具體的施工中都是起到關(guān)鍵作用的。在橋梁的設(shè)計思路上，力學(xué)的運用可以為橋梁的設(shè)計提供保障，保證橋梁設(shè)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(shè)計會更加依賴于力學(xué)理論，當(dāng)然，自然科學(xué)是不斷在進步的，力學(xué)的研究水平也將越來越高，橋梁設(shè)計的水平也必將越來越高。

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