三本院校大學物理力學與理論力學教學銜接研究

分類:寫作技巧 作者:原創文章代寫 發布:2015-05-11
從初中物理開始學生已經花了很大的精力來學習力學,部分學生打開大學物理課本就覺得力學知識很熟悉沒有必要再重新學習,喪失學習物理的積極性。其實高中物理力學的主要研究對象是質點,對于質點系及剛體大部分學生并不了解,理論力學是一門理論性很強的專業基礎課,涉及到的內容上都是來源于生產實際過程中產生的問題,學習理論力學重要的一環就是將實際問題轉化為力學模型,忽略次要矛盾抓住主要矛盾,對力學模型進行分析、計算。大學物理第一篇就是力學部分,這一部分系統介紹了了質點力學、質點系力學和剛體力學,這些內容涉及到理論力學中靜力學、運動學、動力學。在學習大學物理時,加強了對質點、質點系以及剛體的受力分析能力,讓學生初次學習了角動量,轉動慣量,轉動定理等一套研究剛體運動的物理量,為學習理論力學打下了良好的基礎。

雖然物理學中力學部分與理論力學中內容有很多相同地方,但兩者并不是簡單的重復,它們的研究對象及研究方法還是有一定的差異。仔細體會兩者的特點,對于了解這兩門課的相互聯系以及學好理論力學是非常有益的。通常大學物理教師本科是物理專業,而理論力學老師是非物理專業,老師之間缺乏有效溝通,且很多三本院校正在進行教學改革在減少這兩門課的課時量,這就要求老師根據學生的專業特點將大學物理力學與理論力學有機地銜接,盡快地完成兩門課的角色轉換并適應理論力學的學習。

在研究對象上兩課程有所不同。物理學主要研究“質點”,而理論力學主要研究“剛體”,研究對象的不同導致了不同的研究結果、內容和研究方法。如在靜力學部分,物理的研究對象是“質點”,對質點受力分析時,得到的總是匯交力系,能列出三個平衡方程。剛體問題一般可以列六個平衡方程,大學物理中主要研究平面力系一般只涉及到力對點之矩,而理論力學常常研究空間力系問題常常涉及到力對軸之矩。

理論力學的研究對象是“剛體”,受力分析時力的作用線就不能隨便平移,力的作用線就比較重要,所得到的受力圖中的一群力有空間匯交力系、空間平行力系、空間任意力系。從而引出了各種力系作用于物體時的平衡方程及其應用。所以與物理下比理論力學中的靜力學內容就豐富、充實更接近工程實際了。

處理好大學物理力學與理論力學之間的關系,就應該大膽對教材進行處理將教學內容進行調整,盡量避免與大學物理力學的簡單重復。學生在物理中比較熟悉的內容可以少講或不講。理論力學有些簡單的章節完全可以放在大學物理力學中來講。

例如大學物理已經簡要介紹了力矩定義及計算方法就沒有必要在理論力學靜力學部分重復,理論力學應該重點講力系的簡化,這樣既避免了與物理內容的簡單重復,又突出了重點。從客觀上把學生引出了理論力學靜力學與物理靜力學重復學習的誤區,增強了學生學習的興趣。

在運動學部分,大學物理力學主要研究了質點的運動學,對于剛體僅研究了剛體的平動和定軸轉動,我個人認為理論力學沒有必要再單獨設一章運動分析基礎來重復大學物理已經講過的知識,而應該把學時放在進一步研究了點的合成運動和剛體的復雜運動。這一部分是學生所缺乏的,特別是剛體的平面運動是機電類專業學生學習機械原理的重要基礎。

在動力學部分,大學物理力學主要研究了質點動力學,在牛頓定律的基礎上提出了質點系的動量定理、動能定理、動量矩定理。對于剛體,僅在運動學中剛體定軸轉動時提出了轉動定律(相當理論力學中定軸轉動剛體對定軸的動量矩定理)及動能定理,而理論力學則系統地研究了剛體及剛體系的動力學問題。

個人認為對土木專業的學生對動力學要求不是太高,動力學有些內容可以放在大學物理力學。比如動量定理及其應用這一章部分內容和大學物理重復,沒有講過的質心運動定理可以在大學物理做個簡要的介紹,降低了學生學習難度的同時可以起到開闊學生思路增加學生學習力學的興趣,也精簡了課時。質點動力學這一章前面內容和大學物理重復可以不講,主要應該講非慣性系的質點運動微分方程。動量矩定理這一章同樣也可以省去質點和剛體的動量矩以及動量矩守恒定理,把重點放在相對質心的動量矩定理及平面運動微分方程上。

通過以上分析我們可以出以下結論:大學物理中的力學是理論力學的基礎,理論力學是物理中力學部分的深化,兩者既有聯系,又有分工。在教學過程中要避免內容上的簡單重復,要對教材進行合理的編排,內容要根據不同專業的學生進行優化。

作者: 飛天原創文章代寫
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