| 标题 | 大学物理刚体力学教学研究与实践应用 |
| 范文 | 刘盼杰 郑友爱 摘要：通过对大学物理教科书和各种教辅材料中刚体力学典型例题的剖析，我们不难发现，在概念和规律方面存在着许多有趣的问题，例如，刚体在其运动过程中还具有惯性运动的牛顿三大定律的属性。对问题的解决方法和技巧方面也将有新的探索。经过不断的练习和剖析，得出的技巧和经验，需要同学们及时地进行归纳和整理。 关键词：大学物理;刚体力学;实践应用 中图分类号：G4? 文献标识码：A? 文章编号：（2021）-09-171 相对来说，大学不再只是一门课程，让学生做些浅尝辄止的工作，学生应该在大学里进行深入的分析和研究。我们学习的课程并非都是独立存在的，它们之间有一定的联系，相互补充。作为理解性逻辑学的学科，物理需要学生有很好的兴趣，以及很好的集中注意力和思考问题的能力，才能继续学习。刚物体在运动过程中还具有牛顿三大定律中惯性运动的属性，物体保持自身原有运动状态不变是其特性之一，任何物体都具有惯性。 1、刚体力学概览 刚体力学是目前力学教学中的一门学科，其主要任务是使学生在一定的基础上掌握刚体系统中的质点、质点系和机械运动的基本规律和基本研究方法。大学生自主学习时间在新时期教育风气的倡导中呈现出明显的上升趋势，我们不难发现，对有自己学习方法的同学来说，理论研究学习其实并不难，两极分化也很明显，对自我控制较弱的同学而言，摆脱老师的控制后成绩大不如前，出现这样的问题更显示出老师指导的重要性，即使学生有能力为自己负责，老师仍应负起责任，努力让孩子们提高学习兴趣，找到适合自己的有效学习方法。在研究物體转动时引入了刚体模型，在大学物理中我们主要关注一种更简单的转动形式：定轴转动。这个部分的内容，大家都不熟悉，也很难理解，但是，在大学物理中，确实很重要。 与质点力学的知识体系相比较，学习时是个好选择。另外，定轴转动的运动形式也很简单，转动方向只有两个可能，因此，所涉及的物理量往往仅以正负来区分，一般的刚体问题是从刚体上的任意点开始，然后求和，推广到整个刚体。 刚体运动学描述刚体的定轴转动，刚体上各点作圆周运动，因此，可以用角来描述刚体上各点的圆周运动。而在刚体动力学中，以下几个方面也是教师需要特别注意的： 2、刚体的定轴移动 就刚体的定轴运动而言，教师提炼了以下五点核心内容：转轴位置不变;刚体位置由一个角坐标决定;每一个转动面都垂直于轴，运动方式相同;转动面中任一点绕轴心作圆周运动，每一个质点角位移、角速度、角加速度相同。 惯性矩等于每个质点的质量和每个质点到转轴距的离平方的乘积和。它具有添加量这一重要特征，需要学生特别关注。有关影响旋转光亮尺寸的因素，沃恩可以分为三个方面：刚体总质量、刚体质量分布和转轴位置。应明确其转动惯量较大小量度的物理意义。 试验表明，当刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与其所受的合外力矩成正比，与其转动惯量成反比，即M=Ja。合外转矩和转动惯量均为同轴转动;转动定律是处于牛顿第二定律地位的基本方程。 3、转动动能定理 转动动能定理，即转动动能和转动动能。在这一部分的学习中，我们应该注意到：定轴转动定律就是合外力矩对归纳刚体的瞬时作用定律，公式中各量必须在同一时刻对同一刚体、同一转体进行测量，否则就毫无意义。定轴旋转时，合外矩Mz和角加速度β的方向都是在转轴方位，因此通常用代数来表示。要正确引导学生向这个方向学习。 4固定点时的惯性运动 当刚体在定点运动的这种运动状态下，如果刚体与定点运动重合，则在这种特殊情况下，当刚体的外力矩为零时，就会出现三种刚体可能的运动状态，分别是：刚体绕中心惯量线轴匀角转动;在特定坐标系中的规则运动;普通运动。上述三种刚体运动情况没有什么共同之处，所以用运动学特征量确定惯性运动在一定程度上是困难的。 5学习方法上的衔接问题 高校物理学注重运用感性材料和实验来建立物理的基本概念和规律，而工程力学则注重运用力学知识来解决实际问题。高校物理向工程力学的过渡，要求教师通过不断从身边实际出发，引导学生充分发挥主观能动性，积极观察工程实际和生活中的力学问题，使学生具备从实际问题中抽象出力学模型，严密理论计算的能力。比如，在自然坐标系中，对加速度的推导，大学物理力学采用图解讨论法，学生可以直观地看到切线加速度的大小变化和加速度的方向变化。而工程力学则采用速度矢量时间导法，它是一种较抽象的数学方法，使得工程力学初学者很难注意到其中的物理本质。因此，老师可以将矢量求导计算中的各项内容与大学物理力学中的图解法进行比较，学生就会明白矢量求导数学计算过程背后的物理含义。掌握矢量导引的数学方法，并能正确理解任何矢量导引操作背后的物理意义。 对于工科生来说，大学物理是一门重要的必修课，而工程力学又是机械、土木等工程专业的必修基础课程，它对学生的影响非常大，它不仅直接影响后续课程的学习，而且对于学生能否形成科学的自然观和发展观，形成严谨的科学思维能力，因此，把握工程力学与工科生的衔接关系非常重要。对我国高校教师而言，如何进一步突出大学物理的基础作用和工程力学的课程特点，从教学目标、教学内容和教学方法等方面进行认真的实践和研究，显得尤为重要。对大学生来说，正确的学习方式和学习方法至关重要，大学里的知识学习不是一概而论的，而是要深入研究，将来成为自己的工作或学术研究的方向，学生应该在初学阶段所以要在打好基础的层次上再深入研究。指导老师的指导在这一过程中也很重要。深化高校课改的关键在于提高课堂教学的有效性，重视学生的自主学习，注重学生的发展，是教育改革的核心。在教学中要多思考、多钻研，找出适合学生灵活运用的有效教学方法。 6结语 学习好物理不仅能让学生在中考中取得好成绩，对我们的生活也有很好的指导作用。与此同时，物理基础教学与更高层次的物理研究密切相关，与人类社会的发展密切相关，所以物理教学的重要性是显而易见的。但作为物理教学中不可缺少的重要环节，实验教学不仅能帮助学生更好地学习物理，还能提高学生的综合素质，因此，对物理实验教学进行改革势在必行。 参考文献 [1]蔡建乐.刚体力学的张量表述[J].湖南城市学院学报. [2]马文麒.刚体力学教学讨论两则[J].大学物理. 作者简介：刘盼杰，男，湖北荆州，土家族，1999.09.24，本科生在读，研究方向：物理学 |
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