物理力學在機械方面的應用

[摘 要] 物理博大精深，其中力學的應用更是普遍而又重要，尤其是在機械方面的廣泛應用。對于機械專業的中職生而言，機械基礎課程重要的一部分就是靜力學，因此要學好靜力學為以后課程的學習打下堅實的基礎。

[關 鍵 詞] 物理力學；機械；中職

[中圖分類號] G718 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）26-0168-01

在多年教學工作中，我積累了一些經驗，即在完成教學任務的同時，強化學生基礎知識的掌握，培養他們踏實、勤奮的學習習慣，具體歸納如下：

一、了解靜力學在機械基礎課程中的重要地位

靜力學是機械基礎教材第一章的內容，而機械基礎又是機械專業的必修課程，所以靜力學是基礎中的基礎。但是大多數中職生的物理基礎知識薄弱，學習自覺性不夠，因此，在講授這一部分專業知識前，教師應一開始就提出嚴格要求，在開學初，對有關杠桿靜力分析的基本概念、基本公式及推理等專業知識，應做到精講精練。教師必須花大量的時間去對學生進行摸底，了解學習的具體情況，并在課上或課后進行檢查或測試，確保學生全部掌握，逐步讓學生對力學感興趣，對機械感興趣。

二、引導學生理解運用杠桿靜力分析的四個基本公理

杠桿靜力學的四個公理揭示了力學的基本規律，是力學的基礎，課上教師講解這四個公理時要做到講解深刻、分析到位。課后要求學生發揚踏實、勤奮的學習作風，對四個公理在理解的基礎上達到熟記，從而在力學分析上能靈活運用杠桿靜力學的基本公式。

公理1：二力平衡公式，作用于剛體上的兩個力使剛體處于平衡狀態的充分必要條件是：大小相等，方向相反且作用在同一直線上。老師可以在教室找一個實物，如吊扇或者燈管，讓學生來判斷，然后得出二力平衡的概念和二力平衡的關系，這樣得到的結論記憶更牢固。

公理2：加減平衡力系原理，作用在已知力系的剛體上加上或者減去任意平衡力系，并不改變原始力系對剛體的作用效果。公理主要表現在二力平衡公理的推論，即力的可傳遞性，作用于剛體上的力，可沿其作用線任意移動而不改變此力對剛體的作用效果。該知識點在四公理中起承上啟下的作用，要讓學生牢固掌握。

公理3：力的平行四邊形公理，作用在物體上同一點的兩個力，可以合成一個合力，合力的作用點仍在改點，合力的大小和方向由這兩個力為邊構成的平行四邊形的對角線來表示。根據此公理，可以運用幾何作圖法求解匯交力系、求解多個力的合力。力的平行四邊形公理還有一個重要的推論——三力平衡匯交定理，當剛體受到三個力而處于平衡時其中兩個力的作用線匯交于一點，則第三個力的作用線必交于同一點，且三個力的作用線在同一平面內。告知學生這個推論也應熟練掌握。

公理4：作用力與反作用力，這兩個力總是同時存在，兩個力的大小相等且方向相反，沿著同一直線分別作用在兩個相互作用的物體上。此公理學生一般記得住，卻不理解，因此要多舉例，例如用腳蹬地跳起就存在作用力和反作用力現象，對地而言，地受到了腳對他作用力F1，力的方向垂直向下，對腳而言人之所以反彈跳起，正是腳受到地對腳的反力F2，F1和F2作用在不同的物體上大小相等，方向相反，符合定義，所以F1與F2是作用力和反作用力。

通過上述對四個公理和推論的詳盡講解，學生的分析能力和探究能力都有一定的提高，既傳授了新知識，又培養了學生踏實、勤奮的學習習慣，增強了學生對學好機械基礎的信心。

三、牢記力學中各種平衡條件的建立，順利求解平衡問題

在工程機械中，知道已知力的，通過列出平衡方程來求解未知力。如果學生不了解平衡方程，那么他就不會列平衡方程。如何建立平衡條件，依賴于對物體正確的受力分析，一般平衡條件的建立有三種方式，力系平衡、力矩平衡、力偶矩平衡，在列寫平衡方程時，靜力學基礎知識的掌握，就顯得非常重要了。

四、增加學生動手機會，提高學生分析能力

研究物體的靜力平衡，首先要清楚地知道物體的受力情況。畫好受力圖很關鍵，先要掌握步驟，一般先畫主動力，再畫被動力，這兩個力的概念要清楚，這樣畫起來才得心應手。從教學中來看，一般柔性約束反力、斜面約束反力，還有摩擦問題等，學習難度較大，不易掌握，教師在教學中應加強訓練，在方法上要有創新，思想上要有耐心，這樣在教學中多講、多練、多檢查，逐漸使學生具備獨立分析問題的能力，從而使學生堅定信心，養成踏實、勤奮的學習習慣。

五、充分利用信息技術，營造新式課堂

現代信息教學為學生提供了一種全新的認識事物的方式，使學生對新生事物的認識更加生動，隨著現代教學水平的提高，信息化教學的優勢日顯突出，深深地增強了學生的求索精神，增強了學生的體驗深度，對于那些以前難懂的知識，例如，力的合成、分解等抽象的知識，可以通過幻燈片演示等多種方法，使其形象化、視覺化。實踐證明，利用信息化教學可以大大提高學生的學習成績，使枯燥的課堂活躍起來。

通過以上分析，我們認識到物理學在機械方面的應用還是很廣的，尤其是靜力學部分，更是重中之重。牢固得掌握好力學知識，對今后機械專業的其他課程學習也會起到很大的作用。

參考文獻：

[1]朱金鳴，獨云嵩.機械系統動力學的發展[J].科技創業家，2012（11）.

[2]邵忍平.機械系統動力學[M].北京機械工業出版社，2005-07.