淺析高中力學(xué)在將來(lái)的應(yīng)用與展望

李偌瑜

摘 要：高中力學(xué)又稱為經(jīng)典力學(xué)，其在社會(huì)各生產(chǎn)領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的角色。正因?yàn)楦咧辛W(xué)在社會(huì)各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，才有了科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)。力學(xué)的應(yīng)用改變了世界和人類社會(huì)。教師可圍繞高中力學(xué)這個(gè)核心點(diǎn)，簡(jiǎn)要分析高中力學(xué)在將來(lái)的應(yīng)用和展望，希望通研究可以對(duì)高中力學(xué)進(jìn)行更加深入的探討。

關(guān)鍵詞：高中力學(xué)；應(yīng)用；展望

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9132（2019）06-0184-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.06.121

一、高中力學(xué)概述

高中物理最重要的一個(gè)部分就是力學(xué)。根據(jù)不同性質(zhì)和作用，可以對(duì)力學(xué)進(jìn)行分類。在對(duì)高中力學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，必須要對(duì)三個(gè)知識(shí)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，它們是力的平衡、力的分解和力的合成，這三部分對(duì)深入理解和掌握力學(xué)知識(shí)也同樣重要。就如同牛頓在蘋(píng)果樹(shù)下發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力一樣，物理學(xué)原理都是從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)的，力學(xué)也不例外。這些力學(xué)知識(shí)和原理從生活中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)我們的研究和利用，最后再應(yīng)用到生產(chǎn)和生活當(dāng)中，使它發(fā)揮作用，這就是科學(xué)的價(jià)值和魅力所在。下面我們就來(lái)分析一下高中力學(xué)在將來(lái)的應(yīng)用問(wèn)題。

二、高中力學(xué)的應(yīng)用與展望

（一）高中力學(xué)在橋梁建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用

建筑力學(xué)是以高中力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)。建筑力學(xué)可分為理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)三大部分。在一座橋梁中，力學(xué)的最大作用是要保證橋梁體的牢固性。如中國(guó)的石拱橋就是力學(xué)在橋梁建設(shè)領(lǐng)域最好的實(shí)踐案例，看著簡(jiǎn)單的石頭堆砌成的拱橋，卻屹立千年不倒不塌。橋梁建設(shè)者根據(jù)拱橋的受力分析，運(yùn)用力的平衡原理分析石頭的受力值，保證橋梁整體的穩(wěn)固?？梢?jiàn)力學(xué)在中國(guó)古代建筑領(lǐng)域就已經(jīng)被人們利用到了橋梁建設(shè)中，從中我們也看出了中國(guó)古人的智慧。橋梁設(shè)計(jì)采用了高中力學(xué)有關(guān)知識(shí)，反應(yīng)承載力具備的靜力功能，還包括材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)理論。最為著名的港珠澳大橋，是中國(guó)人把當(dāng)代力學(xué)運(yùn)用到橋梁建設(shè)中的完美體現(xiàn)。相信不久的將來(lái)，人們會(huì)在自然條件更加惡劣的條件下建設(shè)出更多橋梁奇跡。

（二）高中力學(xué)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)器人是可以接受人類指揮也可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序的機(jī)器裝置。提到機(jī)器人就一定要提機(jī)器人動(dòng)力學(xué)，這門(mén)學(xué)科是對(duì)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的力和運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系與平衡進(jìn)行研究的學(xué)科。它是一個(gè)比較復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)?，F(xiàn)代機(jī)械學(xué)朝著高速、精密、重載的方向不斷發(fā)展，機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)已經(jīng)成為機(jī)械產(chǎn)品性能好壞的關(guān)鍵問(wèn)題。高中力學(xué)是機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。研究者忽略連桿的慣性和關(guān)節(jié)的摩擦后得出了動(dòng)力學(xué)方程，通過(guò)分析關(guān)節(jié)約束反力的方法分析了逆動(dòng)力方程，在假設(shè)關(guān)節(jié)無(wú)摩擦，各支桿為不對(duì)稱的細(xì)桿條件下完成了逆動(dòng)力學(xué)分析。為使關(guān)聯(lián)機(jī)器人能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，對(duì)其技術(shù)還需做進(jìn)一步研究，這些問(wèn)題是高中力學(xué)將來(lái)的發(fā)展方向。而且，機(jī)器人越來(lái)越受到人們的需要和青睞，能夠服務(wù)人們的機(jī)器人也有了市場(chǎng)化的趨勢(shì)。機(jī)器人的服務(wù)功能也向著助老、助殘、商用服務(wù)、特種服務(wù)方向發(fā)展。服務(wù)機(jī)器人的需求和創(chuàng)新在一定程度上也推動(dòng)了高中力學(xué)在機(jī)器人領(lǐng)域的運(yùn)用。

（三）高中力學(xué)在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用

力學(xué)與材料科學(xué)、能源科學(xué)影響著航天事業(yè)的持續(xù)發(fā)展進(jìn)步。當(dāng)前各國(guó)在航空航天領(lǐng)域都加快了發(fā)展速度，航空航天技術(shù)也有了日新月異的發(fā)展，這些技術(shù)的更迭和進(jìn)步反過(guò)來(lái)也給力學(xué)帶來(lái)了更多的挑戰(zhàn)，促使力學(xué)理論更加系統(tǒng)，體系更加完善。高中力學(xué)是力學(xué)的基礎(chǔ)，因此航空航天技術(shù)也是高中力學(xué)將來(lái)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。在萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)之前，人們的意識(shí)中始終認(rèn)為只有密度低于空氣的物質(zhì)才能飛上天，所以人們發(fā)明了熱氣球。后來(lái)隨著流體力學(xué)的發(fā)展，很多密度相對(duì)較大的物質(zhì)也被送上天了，人們才改變這個(gè)觀念，后來(lái)萊特兄弟發(fā)明了飛機(jī)成為一個(gè)劃時(shí)代的標(biāo)志?，F(xiàn)如今，航空關(guān)鍵技術(shù)很多都采用力學(xué)相關(guān)理論知識(shí)，主要有空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力等，一些和力學(xué)相互關(guān)聯(lián)的新技術(shù)催生出來(lái)。未來(lái)，力學(xué)發(fā)展將會(huì)為航空航天領(lǐng)域帶來(lái)更大機(jī)遇，同時(shí)隨著技術(shù)的不斷更新，也對(duì)力學(xué)的研究進(jìn)行補(bǔ)充，豐富了高中力學(xué)，在教學(xué)中有一定助益。

（四）高中力學(xué)在運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，交通運(yùn)輸行業(yè)呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。人們對(duì)快速便捷交通方式的需求下，我國(guó)的高鐵迎來(lái)了井噴式的發(fā)展。說(shuō)起高鐵，我們頭腦中都會(huì)呈現(xiàn)它類似于“子彈頭”一樣的形狀，與我們以前看見(jiàn)的方方正正的綠皮火車(chē)有很大的區(qū)別。為什么高鐵要設(shè)計(jì)成這種形狀？我們可以用高中力學(xué)知識(shí)加以解答。應(yīng)用于高速鐵路的列車(chē)采用流線型子彈頭設(shè)計(jì)，可以有效減少空氣阻力、壓力，運(yùn)行速度便會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。盡管我國(guó)高鐵技術(shù)在世界上來(lái)說(shuō)處于領(lǐng)先的位置，但是在技術(shù)的創(chuàng)新上我們還有很大的發(fā)展空間。在穩(wěn)定性和降低噪音的角度，我們立足高中力學(xué)，還有很多可以攻克的問(wèn)題，提高發(fā)展技術(shù)。同時(shí)，我們可以大膽設(shè)想，將來(lái)，為了滿足人們出行的需求，運(yùn)用高中力學(xué)原理研究出比高鐵速度更快更安全的運(yùn)輸方式；或者在運(yùn)輸途徑上，除了現(xiàn)在的公路、海運(yùn)、航空運(yùn)輸外，研究出超低空飛行的小型飛行器，降低陸路運(yùn)輸壓力，還可以提高運(yùn)輸效率。

（五）高中力學(xué)在土建工程領(lǐng)域應(yīng)用

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高中力學(xué)在土木工程領(lǐng)域運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，高中力學(xué)與建筑力學(xué)完美結(jié)合，形成了更加完善的力學(xué)理論。靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)是組成理論力學(xué)的重要組成部分，他們是構(gòu)成力學(xué)的基礎(chǔ)。之所以稱為基礎(chǔ)是因?yàn)樗鼈兪种匾?。在?shí)際工作中，應(yīng)用力學(xué)的合成、分解、平衡等力學(xué)原理進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)和施工，使高中力學(xué)在土建工程領(lǐng)域中的發(fā)展呈現(xiàn)出多樣化的態(tài)勢(shì)。力學(xué)的原理在土建工程中解答了很多實(shí)際問(wèn)題，與土建工程理論形成交叉，對(duì)未來(lái)土建工程發(fā)展給予重要指導(dǎo)作用。

三、結(jié)語(yǔ)

高中力學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上發(fā)揮了重要作用，并且在社會(huì)各技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。在各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代潮流中，高中力學(xué)融合各領(lǐng)域技術(shù)，促進(jìn)了人類社會(huì)的歷史性進(jìn)步。隨著科學(xué)技術(shù)更深入的發(fā)展，很多人們沒(méi)有涉足的領(lǐng)域也將會(huì)有人類的痕跡。高中力學(xué)在這些領(lǐng)域同樣會(huì)發(fā)揮其巨大的科技價(jià)值，為人類造福。

參考文獻(xiàn)：

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[責(zé)任編輯 胡雅君]