牛頓力學的另類教學探索

李文亮

摘 要：大學物理學作為工科院校大學生的必修基礎課，具有比較重要的地位。然而目前的大學物理教學中，仍然沿用老式的教授方式，枯燥繁瑣的公式以及讓人眼花繚亂的概念，讓大學生對大學物理學心生畏懼、提不起興趣。本人以牛頓力學章節部分，探索一種另外的教學方式，不再局限于公式的推導以及概念的灌輸，而是采取數值試驗的方式進行教學，經本人實踐后，反響較好；提高了學生課堂的興趣以及對大學物理學的探索的渴望。

關鍵詞：牛頓；力學；粒子

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）07-0088-01

質點運動學部分是大學物理學的重要章節，其中質點運動方程表示質點位置隨時間變化的規律，它可以確定質點在任意時刻質點的位矢，質點運動學方程包含了質點運動中所有的信息，是該章節最核心的問題所在[1]。本文利用推導的相關公式，進行程序編寫，從而在計算機上實現數值模擬位矢的演示。

在三維笛卡爾坐標系XYZ，在初始刻t=0，給定質點所在的位矢R0，

給定質點初始的速度，以及質點的受力F=F（t），是一個隨時間變化的矢量，我們想知道質點在任意時刻的位矢，也就是要找出隨著時間變化的位矢函數R（t）[1]。下面我們舉兩個例子來求解一下，第一個例子是雙體問題，如圖二所示，兩個微觀粒子，質量分別是M與N，初始時刻兩個粒子相距x米，兩者之間存在著作用力，其中作用力是兩者間距的函數F=-dV（x）dt，其中是兩體的莫爾斯勢能函數[2、3]。如何利用牛頓力學求出兩個原子在作用力F的作用下的位矢呢？……