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1、力 学 与 实 践 2 0 0 1 年 第2 3 卷 i扫 工科理论 力学教学体 系改革 昊云存胡运康 ( 湖北汽车工业学院 汽车工程系，湖北十堰 4 4 2 0 0 2 ) 摘要本文是作者 1 9 8 7年 以来工科理论力学教学体 系改 革 的简要 总 结静 力学 完 全采 用 以 动 力学 为基 础 的理论件系，分 “ 力系作用量、等效、简化”、 嶝 力 分析”、 “ 平衡力系作用下物体 的受力 三章，各部分 系 统清 晰 内容 完整，避 免重 复运动学 强 调解析 法 ； 刚体平 面 运动 置于 点 的 复合 运动 之前 ；用 点在 不 同 参 考 系 中的 运动讲 点 的复合 运动 ，
2、三 个 定理 合 为一 个 定 理，讲透动点动系的选择动力学 强调动力学基本定 理，相对 运动动量矩定理根本上取代动静挂，加 强动 能 法求 加速 度加 强 综合 习题 课 关键 词 理 论 力学，教学体 系 改革，静力 学 运 动学， 动力学 1 9 8 7 年以来我 定机械类多学时理论力学教学体 系改革中作了探索近年我们用 7 4学时完成国家教委 规定的理论力学多学时 ( 过去 1 0 0学时) 基本要求 其 中讲授 静力学 l 4学 时，运 动学 1 1学 时，动力学 3 1学 时，共 5 6学 时；综合 习题 课静 力学 4，运动 学 6，动 力学 8，共 1 8学时理论体系更科学更清
3、晰，深度和 难度增加，课时减少，教学效果较好 1 静 力学 静 力学改 革 了现 行理 论 体 系现 行体 系是 在 动力 学 开创之前和初刨 时期建立的它不能以力对物体运 动的效应研究 力，只能纯数学地研究力的理论，理论 体 系烦琐 ，缺乏物理意义七 八十年代朱照宣、周起 钊、殷金生 的 理论力学 1 1 采用以动力学为基础 的 新 的静力学理论体 系，以力对 运动的作用研究力主 矢主矩是力系的作用量，特征量，是提挈静力学理论 体 系 的总 纲，导 出全 部静 力学 理论 ：力 系 的等 效 、力 的 可传性、力偶的作用量和等效、力系简化、力平移、平 衡 条 件、 以及 平衡 方程 的不 同
4、形 式及 其 独 立性 这 些 理论在 旧体系中的推导完全依靠加 减箭头和平行四 边形合成，推 导极其烦琐新体系以主矢主矩导 出这 些理论，推导简练、顺畅，又有清楚的物理意义力系 简化是 旧体系的关键，力系平衡条件 由此得出新体 系的平衡 条件由力系作用量主矢主矩得出 新体系根 据主失主矩简化力系，极其简单力系简化为一力一 奉 文于 2 0 0 1 - 9 5收 到 力偶 ，只 是少数情 况 主矢 主矩 的图示 ，并不 重 要 我们以 力系作用量、等效、简化为一章，抽 象 地 研 究 力 的理论 受 力 分 析 、 平 衡 力 系作用 下物体的受力 为第二、三章，着重研究力是物l体间 关系 J
5、 一方面各部分系统 清晰 内容完整；另一方 面叉完全避免了重复这样的理论体系大幅度提高理 论 力学 的起 点 和减 少学 时 ，提高 理 论 的科 学性 和 增 加 习题 的深度 难度 ，给学 生 以 新鲜感 ，提 高学 习 兴趣 2 运 动学 2 1 强调 解析 法 解 析 法 可 以分析 运动 的全 过 程。 更符 合 工 程 实际 应用现行工科理论力学运动学强调合成法 ，往往只 分析一个特定位置 的运动许多题用解析法解 比合成 法更 方便 解析 法便 于 上机 2 2 刚体平面运动在前，点的复台运动在后 定轴转动是剐体平 面运 动的一种特殊情况，由定 轴转动推到刚体平面运动方便 增加一个
6、随轴平动 把 刚体 平 面运 动 一章 直接 置 于刚 体 基本 运 动 之后 ，两 种基本运动的结合就是刚体平面运动，理论上很顺 刚体 平面 运动 比点 的复合 运动 更 常用 而 容 易 ，先 易后 稚苏联 洛 强斯 基 路 尔 叶 1 9 4 8年 的 理 论 力学 教 程 l 和 1 9 8 7年谢传锋的电大 氍 理论力学 4 j 都 是刚 体 平面 运动 在 前 2 3 用点在不同参考系中的运动讲点的复台运动 现行工科理论力学教科书中 点的复合运动有 三个 定理：速度合成定理，牵连运动为平动 的加速度合成 定理，牵连运动 为定轴转动 的加速度合成定理我们 采用黄子春 、 Me r i
7、 a r i 。 J的方法，三个定理合为一 个定理证明简练、明确、顺畅；相对运动和牵连点、 牵连速度、牵连加速度 的概念更清楚扩大定理的应 用 范 围，牵 连 运动 可 以是 任 意运 动 我 们讲 透 了动点 动系 的 选择 选 择 的唯 一准 则是 相对运动轨迹清楚我们分四种情况论述并举例列 出选择错误时的复杂的相对轨迹方程 I J 3 动 力学 主要 的改革是加强动力学基本 定理三个基本定 第6 期 贾启芬等 ： 基础力学课程教学内容和体系改革的研究与实践 4 9 理 中部 分 内容 与 物理 课重 复，故略 讲 强 调物 理 课 未 学的动量定理中的质心运动定理及其变形 m = F ；
8、动 能定 理 中的解 决 多 物体 系 统位 置 与 速度 关 系 多 物体 系 统及 单 个物 体 的复杂 问题 求加 速度动 力学 基本 定 理中 主要 加 强动 量矩 定 理 一 是 建 立质 点 系动量主矢主矩的概念， 二是讲相对运动动量矩定理， 带 出对 质心 、对 加速度 瞬心 、对特 殊 速度 瞬心 、以及 对 任 意动 点 的应 用 相对 运 动动 量矩 定 理用 于任 意 动点 ，可 以以 未知 约 束 反力 的作用 点 为矩心，这就 使动 静法 基本 无用工 科 理 论力 学只 讲 定轴 和质 心 的动量矩 定理 ，矩 心有 严 格 限 制动 静 法可 以以未 知约 束 反
9、力 作用 点为 矩心 这本 来应该 用 相 对运 动 动量 矩 定理 ，更 简单 ，而 且 以 动力 学 形 式解 动 力学 问题， 物理 概念 清 楚我 们 布置 的动 静法 作 业，有 些学 生 用相 对 运动 动 量矩 定 理解 ， 甚 至 还有 几 个学 生用 没 有教 的质量 加 速度 矩 解理 论 和 事 实证 明在 理 论 力学 中 可 以完全 取 消动 静法 ， 以动 力 学 形式 解动 力学 问题 以动 力 学基 本 定理 为 中心 处理 动 力学 碰 撞 、振 动是 基本 定 理 的应用 动 能 定理解 加 速度 用 于一 自由 度，两 自由度 以上就 是 拉格 朗 F t
10、 方 程 4 综合 习题 课 理 论体 系 改革 减少 了讲 授 课 时，保 证足 够 的习 题 课 我们 的习题 课全 部 是综 合 习题 课 增加 习题 的类 型、深度 、难 度，提高 学 生的 解题 能力 ，加 深 学生 对基 本 概念 的掌 握解 容 易 的题 有些 学 生不 重 视基 本概 念 基 本 方 法，遇 到 难 题才 领 悟要 重 视基 本 概念 ，学 生对 综合 习题课 反 映很 好有 些 同学 在 习题 课 上提 出一些 我们 没有 想到 的概念 问题和 解 题方 法 工科理论力学教学体系和 内容 的改革，经过十几 年的实践，取得初步成果教学效果较好，部分学生 思想活跃
11、，考研究生成绩普遍在 8 5分以上学生对我 们的改革反映很好，许多学生说听课有耳 目一新的感 受 参考文献 l 朱照宣 ，周起 钊，殷盘 生理 论力 学北 京：北 京大 学 出 版 社， 1 9 8 2 2 Sha m e I HEI i ne e r i ng M e c haai c s Engl e wo od： Pr i at i c e - H a l l I n c ，1 9 80 3 洛强斯 基路 尔叶著叶逢 培译理论 力学 教程北 京： 民教 育 吐 j 版 社， 1 9 5 8 4 谢 传锋理 论 力学 北 京： 中央 广播 电视 大学 出版 社 ， 1 98 7 5黄子春著
12、陈挂彬等译工程力学 ( 下册) 北京：科学出 版 社， 1 9 8 4 6 Me r i a m J L D y n a mi c s ( 2 n d e d Ne w Y o r k ：J o h n W i l y S ons I n c19 71 7 吴 云存 动 点动 系选择 的唯准则 湖北 汽车 工业 学院学 报， 2 0 0 0 ， 1 4 ( 4 ) ： 8 1 2 基础 力学课程教学 内容和体 系改革的研 究与实践 贾启芬刘习军赵志 岗 ( 天津大学力学系，天津 3 0 0 0 7 2 ) 摘 要论 证 了基 础 力 学在 高 等工 科 院校 人才 培养 中 的 重要地位 在深
13、分析教学 内容和课程体系的基础上， 提出了课程 内容在除旧纳新、优化组合 的基础上采用 模块化、分层次的教学体系经过教学实践环节，取得 了很 好 的效 果 关 键 词基础 力学 ，素 质，优 化，创 新，整 合 基 础 力 学 既 是 一 门基 础 科学 ，又 是 一 门技 术 科 学，它是 多种 科学 与工程 的基础 ，长期 以来在 我 国高等 工科 院校 中 已形 成 了相 对 稳 定 的课程 体 系，并 在 几十 1 )教育 部“ 工科 力学 教学 基地”课 题资 助 1 9 9 9 - 1 2 - 1 0收 到第 1稿， 2 0 0 ( 0 6 - 2 0收到修 改稿 年 的人 才 培养 中发 挥 了重 要作 用但 应 看 到课 程 内容 的交叉、重复、模式单一、知识面窄，缺乏对学生从实 际工程结构向力学模型转化的能力培养等 问题，面对 2 l世纪 高质 量 工科 人才 的培 养，面 对世 界教 育 的发展 趋 势， 面对 科学 技 术和 我 国经 济 建 设 的迅 速发 展 ，必 须深化基础力学教学 内容与体系改革的研究与实践 1 优化课 程结构，形 成新的体 系 课程 教 学 内容与 体系 的 改革 应有 三个 方 面： ( 1 ) 适 应 科学 技 术发展 需 要， 解 决教 学 内容 体系现
