Z黑暗中獨舞
力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。下文是我为大家整理的关于物理学力学论文的范文,欢迎大家阅读参考!
浅析物理力学的产生及其发展
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
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浅析力学在机械中的应用
[摘 要]力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。本文立足于力学,简要论述了力学的内涵及其发展历程,并对力学在机械中的应用进行了较为深入的探讨与分析。
[关键词]力学 弹性力学 断裂力学 工程力学 机械
力学是力与运动的科学,它的研究对象主要是物质的宏观机械运动,它既是一门基础科学,又是一门应用众多且广泛的科学。力学与天文学和微积分学几乎同时诞生,在经典物理的发展中起关键作用,推动了地球科学的发展进步,如大气物理、海洋科学等,同时力学也在机械中起着越来越重要的作用,且应用广泛。
一、力学
力学是一门独立的基础学科,主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系,可粗分为静力学、运动学和动力学三部分。
力学的发展历史悠久,古希腊时代力学附属于自然哲学,后来成为物理学的一个大分支,1687年,牛顿三大定律的提出标志着力学作为一门独立的学科开始形成。此后,随着资本主义生产的发展,到18世纪末,以动力学和运动学为主要特征的经典力学日益完善。19世纪,大机器生产促进了力学在工程技术和应用方面的发展,推动了结构力学、弹性固体力学和流体力学等主要分支的建立。19世纪末,力学已是一门相当发展并自成体系的独立学科。
二、力学在机械中的应用
力学在机械中的应用广泛,其典型应用主要有以下几种:
1.弹性力学在机械设计中的应用
弹性力学也称弹性理论,是固体力学的重要分支,主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移,从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。机械运动当中,许多机械运转速度较高、承载很大,机械的弹性变形对系统的影响不容忽视,必须将机械系统按弹性系统进行分析和设计。由此可见,弹性力学在机械设计中应用广泛。一般情况下,弹性力学在凸轮机构设计、齿轮机构设计、轴设计中应用较为广泛。
齿轮机构在设计时运用了弹性力学的知识,渐开线作为齿廓曲线存在诸多优点,但用弹性力学知识加以分析便可得出它存在的一些固有缺陷,即当两齿轮啮合传动时,根据弹性力学中的赫兹公式分析可得,在其它条件相同的情况下,要想降低两齿轮在接触处的最大接触力,就必须增大两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径,对于渐开线齿轮传动来说,由于要增大两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径,就需要增大齿轮机构的尺寸,而两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径增大的范围是有限的,所以难以进一步达到齿轮机构尺寸小、而承载能力大幅度提高的目的。同时,弹性力学在轴设计中也有众多应用。为避免共振现象,对高转速的轴,如汽轮机主轴、发动机曲轴等设计时振动计算尤其重要,此时必须运用弹性力学知识。
2.断裂力学在机械工程中的应用
断裂力学,是固体力学的一门新分支,主要研究含裂纹构件的强度与寿命,是结构损伤容限设计的理论基础。断裂力学主要可分为线弹性断裂力学与弹塑性断裂力学两大类,前者适用于裂纹尖端附近小范围屈服的情况;而后者适用于裂纹尖端附近大范围屈服的情况。断裂力学发展迅速,在机械工程中应用广泛,并占据重要地位。断裂力学在机械工程中的有效应用,不仅可以提高机械的性能与功效,更能防止工程设备发生灾难性的断裂事故,以确保机械、设备的安全可靠与良好运行。
首先,我国在采用断裂力学方法制订结构缺陷评定标准及安全设计规范方面已取得了较好的成绩,如压力容器、小型但用量大的液化石油气钢瓶及汽轮一发电机组等。
其次,概率断裂力学在可靠性设计中应用较多。概率断裂力学在可靠性设计中的广泛应用推动了可靠性设计的快速发展。运用参量的分布及安全余度来反映常规设计中不能准确反映的客观实际和常规设计安全评定中用安全系数不能准确反映的真实安全性。由于安全余度考虑了应力和强度的二阶矩,较好地反映了结构可靠度的实质,既考虑了变异特性又考虑了平均值,因而与失效分布有较直接的关系,使安全设计更可靠。国外已较完整地应用于飞机结构,如概率损伤容限分析、飞机结构可靠性和事故分析、飞机结构的耐久性分析等方面。我国在这方面开展的典型性研究则是海洋石油平台导管架焊接管节点的疲劳强度分析。
再者,可用断裂力学方法进行机械产品的失效分析。失效分析是指事故或故障发生后所进行的检侧和分析,目的在于找到失效的部位、失效原因和机理,从而掌握产品应当改进的方向及修复的方法,防止同类问题再次发生,以推进技术不断前进。因此,失效分析技术受到了社会各界的重视。断裂力学在机械产品失效分析中具有着重要作用。机械产品的主要失效模式有: 断裂、蠕变、疲劳、腐蚀、磨损及热损伤等,它们都可以借助断裂力学方法及断裂分析技术予以解决,断裂力学方法是失效分析的有力工具。
最后,运用断裂力学可以指导改进工艺及合理选材,如模具、焊接工艺等方面,可以减少工人的劳动量。
3.工程力学在机械修理中的应用
工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域,是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科,工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中,是解决工程实际问题的重要基础。处理机械工程出现的大量破坏问题,绝大多数是根据力学方面的知识作出判断和分析的。例如,汽车修理中汽车零部件的破坏分析与修理也是如此,其中,判断汽车半轴套管断裂的原因与确定修复方案等,全部流程无一不体现着工程力学知识在汽修中的应用。
三、结语
当今社会,科学技术迅猛发展,作为一门基础学科,力学也一定会得到进一步的发展与进步,且在机械中获得更广更深的应用。
参考文献
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(1)论文“在新课改下高三物理复习中注重微积分的渗透”09年1月发表在核心期刊《中学物理》(高中版) (2)论文“物理图象中“面积”的巧妙运用” 2010年1月发表在核心期刊《中学物理》(高中版) (3)论文“高三物理复习渗透问题探究式” 2010年4月发表在核心期刊《物理教师》(高中版) (4)论文“谈新课改理念下的高考物理复习”07年2月发表在《数理化学习》(高中版) (5)论文“谈中学生物理思维品质的培养”11年1月发表在核心期刊《中学物理》(高中版) (6)论文“精心预设 动态生成” 08年1月发表在《数理化学习》(高中版) (7)论文“在建构主义的理念下培养学生的‘建模’能力”03年11月发表在国家级核心刊物《物理教师》 (8)论文“高三物理复习与STS渗透”02年9月发表在国家级核心刊物“物理教学” (9)论文“在创新教育模式下的‘电阻的测量’” 01年5月发表在国家级刊物《中学物理教学参考》(10)论文“谈设计性实验题的解题方法”04年5月发表在国家级核心刊物《物理实验》 ⑾论文“注重发散性思维的培养”03年5月发表在国家级核心刊物《中学物理》 ⑿论文“在新课标理念下谈《力的合成》的探究式教学”06年1月发表在《江苏教育学院学报》 ⒀论文“动量定理的理解与应用”03年6月发表在《物理之友》(14)论文“谈物理教学与创新能力的培养”01年4月发表在《江苏教育学院学报》(15)论文“物理试题中隐含条件的发掘”00年发表在国家级核心刊物《中学物理》(16)论文“在物理教学中培养学生的创造性的能力”01发表在国家级刊物《中学物理教学参考》 (17)论文“信息技术与物理学科整合的实践与研究”发表在02年《江苏教育学院学报》 (18)论文“主体——互动——探究”05年发表在《江苏教育学院学报》(19)论文“气体”02发表在《物理之友》(20)论文“曲线运动”01年发表在《江苏教育学院学报》(21)论文:“关于电容器与电容的教学”00年发表在国家级核心期刊《物理实验》(22)06年编写由全国中小学教材审定委员会审定、上海科技教育出版社出版“普通高中课程标准实验教科书 3-5”物理教材(23)07年编写由全国中小学教材审定委员会审定、由上海科技教育出版社出版“普通高中课程标准实验教科书 3-5”教师用书,(24)08年编写由全国中小学教材审定委员会审定、人民教育出版社出版的“普通高中课程标准实验教科书 3-3”教师用书” (25)主编“高中物理一题多解”02年12月新疆青少年出版社(26)主编“中国高中生数理化公式定理图表手册”00年4月中国少年儿童出版社(26)编写《全日制普通高级中学选修教材(试验本)物理中的动态对称与守恒问题》03年5月“生活·读书·新知三联书店”出版(27)编写“新高模快复习高分韬略”04年9月江苏文艺出版社(28)编写“高考新考点”03年1月中国少年儿童出版社 (29)编写“三级跳 全解全析题库”04年8月苏州大学出版社(30)编写《3+X高考复习指导丛书Ⅱ物理》00年11月重庆出版社出版(31)编写《高中物理同步练习与评估(二年级全一册)》03年8月江苏教育出版社(32)编写“高中物理全掌握”02年9月南京大学出版社(33)编写“创新题典”02年11月修订北方妇女儿童出版社(34)《3+X高考复习指导丛书Ⅱ物理》02年重庆出版社出版(35)《研究性学习背景材料与示例(高一分册)》01年江苏教育出版社出版(36)《高中物理同步练习与评估(二年级全一册)》03年江苏教育出版社(37)05——08作为课题组主要核心成员参加了江苏省中小学教学研究(第六期)重点课题“普通高中物理新课程方案研究”已结题(38)05——07作为课题组主要核心成员参与了全国教育科学“十五”规划教育部规划课题“普通高中选修课Ⅱ课程开发与实验研究”一级子课题“高中选修课程Ⅱ的开发、实施与教师专业成长研究” 已结题(39)06——10江苏省教育科学“十一五”规划课题 《确保学生成功率:学生有效教学的行动研究》——子课题的负责人,目前正在处于总结阶段。(40)02、9-05、11主持省级课题“物理课堂教学模式的研究——“主体——互动——探究”的教学模式” 已结题(41)02、9-05、4主持省级课题“在物理教学中培养学生的创造性的能力” 已结题 (42)01、5-05、11作为课题组核心人员参加江苏省“十五”现代教育技术研究课题“信息技术与学科整合的实践与研究” 已结题(43)99、1-99、12作为课题组核心成员参加江苏省中小学教学研究室课题物理研究性习的研究。已结题。研究报告《运动与运动器材 》录入省教研室编写的研究性学习一书中,并获优秀报告奖(44)09——至今 作为课题组主要核心成员参加了全国教育科学“十一五”规划2009年度教育部规划课题“体育艺术实践教育特色研究”,目前正在研究过程中。(45)07年5月对全市物理教师开设示范课一节,内容“选修3-3《液体》(46)08年3月对南京市全体高三物理教师开设3-3高考复习讲座(47)08年8月对南京市初中骨干教师培训班开设讲座“有关论文的撰写” (48)08年8月对南京市高中教师培训开设“谈现代课堂教学设计” (49)09年4月根据南京市教育局的要求录制“名师课堂”内容“带电粒子在电磁场中的运动”目前还在南京教育信息网。(50)10年2月对参加2010届高三年级物理教师寒假研训的南京市全体高三物理教师作了《新背景下高三物理“二轮复习”的新思考》的报告(51)00年10月对全市物理教师开设示范课“电阻的测量” (52)01年11月对全市高三物理教师教学讲座:高三电学复习(53)03年10月对全市物理教师教学讲座:牛顿运动定律(54)04年5月在市电视台教育频道录制“机械能”播出面向全市中学生 (55) 03年11月对全市物理教师开设教学讲座:磁场教材分析(56)04年12月对全市物理教师开设讲座:高三复习 (电学二) (57)05年4年在南京电视台录制“名师课堂” 高三复习讲座“光学与近代物理”面向全市高三学生(58)05年3月在南京电视台录制“名师课堂” 面向全市高三学生高三复习讲座“图象与临界问题” (59)05年5月受市教育局委托在市电教馆录制高三复习专题讲座:“高三物理中的图象问题”(时间120分钟),此光盘发送南京市各所学校用于高三复习(60)05年8月南京市物理教师讲座:现代课堂教学设计(61)07年8月南京初中教师暑期培训开设讲座“谈论文的撰写” (62)经常参加南京市高三模拟物理试卷的出卷工作(63)课件《电容器 电容》获江苏省教育厅组织的高中OEH多媒体优秀课件评比二等奖(64)课件《电阻的测量》南京市教育局CAI优秀课件评比获二等奖(65)(论文)“在新课标理念下谈《力的合成》的探究式教学”获05年江苏省物理学会中学教育论文评比一等奖(66)(论文)“谈高考物理复习与新课改理念的渗透”获06年江苏省物理学会中学教育论文评比一等奖教育教学理念: 以建构主义为教育教学理念教育教学特色: 在教学实践中注重灵活激趣,自主探究等教学方法的运用,形成了“导、实、新、趣” 的鲜明的教学特色
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