大学物理刚体力学教学研究与实践应用

DANGDAIJIAOYANLUNCONG

2019年10月

大学物理刚体力学教学研究与实践应用

靳江伟

（甘肃省平凉职业技术学院甘肃平凉744000）

【摘要】通过大学物理课本及各种教辅书对于刚体力学典型例题的剖析，我们不难发现，对于概念、规律方面许多有趣的问题，

比如，刚体在其运动的过程中也具有牛顿三大定律中惯性运动的属性。同时对于解题方法及技巧方面也会有新的发现。通过这样的不断练习与剖析，得出的技巧和经验都需要同学们及时作出归纳与整理。

刚体力学；实践应用【关键词】大学物理；【中图分类号】G633.7

【文献标识码】A

【文章编号】2095-6517（2019）10-0088-01

TeachingResearchandPracticalApplicationofRigidBodyMechanicsinCollegePhysics

JINJiangwei

Pingliang744000，China）（PingliangVocationalandTechnicalCollege，

【Abstract】Throughtheanalysisoftypicalexamplesofrigidbodymechanicsincollegephysicstextbooksandvariousteachingaids，wecaneasilyfindthattherearemanyinterestingproblemsinconceptsandlaws，forexample，rigidbodyalsohastheattributesofinertialmotionintheprocessofitsmotion.Atthesametime，therewillbenewdiscoveriesinsolvingmethodsandtechniques.Throughsuchcontinuouspracticeandanalysis，theskillsandexperienceobtainedneedtobetimelysummarizedandsortedoutbystudents.

Rigidbodymechanics；Practicalapplication【Keywords】Universityphysics；

相比较而言，大学不再仅仅是一门课程，让学生浅尝辄止，学生

在大学的学习中理应进行深入分析与研究。我们所学习的课程并不

相互之间都有一定的联系，相辅相成。而物理作为都是独立存在的，

理解性逻辑科目，需要同学们的兴趣以及很好的专注能力和思考问题的能力才能以继续学习。

刚体在其运动的过程中也具有牛顿三大定律中惯性运动的属性，物体具有保持自身原有运动状态不变是它的一种性质，任何物体都具有惯性。

一、刚体惯性运动概述

刚体力学被称为力学课程教学的现状与存在的问题理论力学，它的主要任务是使学生在一定基础上掌握质点、质点系和刚体系统机械运动的基本规律和基本研究方法。

二、惯性运动在刚体力学

在新时代教育风气的提倡中，大学生自主学习的时间有明显增高趋势，我们也不难发现，对于有自己学习方法的同学来说，理论研究的学习其实并不难而两极分化也十分明显，对于自制力较为薄弱的同学来说，摆脱了老师的控制之后成绩大不如从前，出现这样的问题更加表明老师引导的重要性，即使学生有为自己负责的能力，教师还是应当负起责任，努力让孩子们提高学习的乐趣，找到适合自己的

刚体模型是研究物体转动而引入的，大学物理中我们有效学习方法。

主要关心一种比较简单的转动形式：定轴转动。这部分内容是大家不熟悉且有困难的内容，但确是大学物理里非常重要的一部分内容。

学习时与质点力学的知识体系比较是一个不错的选择。此外，定轴转动的是一种简单的运动形式，其转动的方向只有两个可能，因此，涉及的物理量往往只用正负就可以区别，一般刚体问题都是从刚体上的任意点出发，然后求和推广到整个刚体。

刚体运动学是对刚体定轴转动的描述，刚体上各点都在做圆周运动，因此，关于圆周运动的角量描述可用于刚体上各点的运动情况。同

以下几个内容是希望教师重点关注的内容：时在刚体动力学中，

1.刚体的定轴运动

对于刚体的定轴运动，教师提炼出一下五点核心内容，即转轴位置不变；刚体位置由一个角坐标确定；每个转动平面都与轴垂直，并且运动情况相同；任一点在转动平面内绕轴心做圆周运动；各质点角

角速度、角加速度相同。位移、

2.转动定律及其应用

转动惯量等于各质点的质量与各质点到转轴距离平方的乘积之

和。其具有可加性数量的重要特征，需要学生重点注意。关于影响转动光亮大小的因素沃恩可分为以下三点：刚体总质量，质量的分布以及转轴位置。学生应当明确其转动惯性大小量度的物理意义。

实验指出刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比，即根据M=Ja。合外力矩和转动惯量都是相对于同一转轴而言的；转动定律是与牛顿第二定律地位相当的基本方程。

3.转动动能及转动的动能定理对于此部分的学习，我们应当注意以下问题：定轴转动定律是合外力矩对归纳刚体的瞬时作用规律，公式中各量均需是同一时刻对同一刚体、同一转体而言，否则是没有意义的。在定轴转动中，由于合外力矩Mz和角加速度β的方向均在转轴方位，通常用代数量表示。我们需正确引导学生在此方向上的学习上。

4.定点运动时的惯性运动

在定点运动的这种运动状态，若将刚体和定点重合，在这样的特殊情形下会产生特殊效果，此时刚体的外力矩为零，出现三种刚体可能的运动状态，分别为：刚体绕中心惯量线轴进行匀角速转动；对特定坐标系的规则运动；普通运动。以上三种刚体运动情况不存在任何共同点，因此要用运动学特征量来确定惯性运动是存在一定难度上。

三、总结

对于大学生而言，正确的学习方式以及学习方法极其重要，大学

而是要进行深入研究，在未来成为自己的知识学习不再是泛泛而谈，

的工作或者是学术钻研的方向，学生应当在初步学习阶段所以在打好基础的层面上再进行深入研究。在这样的过程中，导师的引导同样十分重要。提高课堂教学的有效性，是深化大学课改的关键；关注学生的自主学习，以学生的发展为本，是教育改革的核心。教师应多反思钻研，找到适合学生灵活应用有效的教学方法，提高课堂效率。

学好物理不只是可以让学生在考试中考出一个好成绩，物理学对我们的生活也有着很好的指导作用。同时，物理的基础教学也关系到更高深的物理学研究，关系到我们人类社会的发展，因此物理教学的重要性显而易见。而实验教学作为物理教学中必不可少的重要环节，不仅可以帮助学生更好地学习物理，也可以提高学生的综合素质，因此针对物理实验教学的改革急需落实。【参考文献】

[1]蔡建乐.刚体力学的张量表述[J].湖南城市学院学报.[2]马文麒.刚体力学教学讨论两则[J].大学物理.