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试论力学学科的发展与力学知识的普及

发布时间:2021-07-31 08:46:34 浏览数:

摘 要:对力学方面的知识进行研究由来已久,经过物理学界不断的专研、思考才发展到如今的程度。本文描述了从过去经典力学的形成、发展,最终发展成现代力学的这个过程,并对现如今的力学知识结构进行了分析与研究。同时还对目前发展最快的力学研究前景进行了展望,并对力学知识普及提出了一些建议。

关键词:力学;力学知识;发展趋势;普及

长时间以来,通过人们对各种各样物体运动现象的观察,使得物理学家逐渐意识并总结出物体运动的规律,从最初的浅显到后来的深入,由最初的表面现象到后来的根源规律,这就是人类认识、归纳总结力学知识的过程。在最初的认识力学之后,后人们研究、探讨力学规律都是在前人探索的基础上进行深入的。

任何一个物体的位置的转换,都叫做物体的机械运动。例如:液体的流动,气体的漂移以及固体位置的改变等等。力学是研究物体所受到的力与物体运动之间关系的科学。而我们所研究的力学,它的主要内容就是这种物体运动。任何物体都受到力的作用,都会在力的作用下做功,进而产生位置的转移。因此,在现身生活中机械运动是很常见的一种现象,进而力学也是自然科学中一项最为基础的学科,常常被应用到人类生活中的各项活动中。甚至可以从宏观物理层次深入到微观物理层次,且力学原理一样可以得到应用。

1.以牛顿力学为例回顾力学发展过程

牛顿为力学的快速发展提供了强大的推动力,可以说现代力学知识基础体系是根据牛顿对力学的观点想法而构建成的。同时,牛顿的其他物理方面的成就也推动了力学的发展,对整个物理学科都产生了无可替代的巨大作用,牛顿对物理学界的贡献是不可估量的,他的三大定律相互结合,相互影响,即可以解释宏观上的物体间的受力关系,还可以解释天体之间的相互受力关系,甚至可以将这两者归结到一个力学系统中,并以此为基础构建起力学的知识系统。

在整个力学系统中,牛顿力学主要研究对象时宏观存在的物体,在同一个的参考系统中,这些物体的运动速度与光速相比慢很多。牛顿所研究的力学中的物理量通常都是带有方向性的矢量,如:功、动量以及力等。同时,在这种带有方向性的物理量的力学范围内,除了含有质点力学定理外,还有力学运动定律,这两者才是构成体系的主要知识构架。

2.现代力学的发展前沿与趋势

随着我国科学技术的快速发展,我国无论是在工业水平上还是各项课题的理论体系上都得到进步,而大部分这些得到深入研究的学科的知识基础都是现代力学。在上世纪,根据我国当时的国情,我国必须要将全部的注意力投放在工业发展上面,利用这一时机,力学也得到了重视。在那段时间力学方面的成就显著,以其为理论知识基础的工业也获得了巨大的进步。

3.力学与其它学科的交叉

力学是一项基础学科,很多其他方面的自然学科都是以力学为基础,或者是与力学相互紧密联系,互相影响,互相作用。与力学相互作用或者以力学为基础的自然学科根据其结构组成分为以下三个方面:第一种情况,在力学范围内也有很多不同的方面,而这些小的分支学科共同形成一个与力学交叉的自然学科;第二种情况,力学中的一部分小的分支学科与其他方面的学科共同形成一个与力学交叉的自然学科;第三种情况就是将前两种情况结合得到的。

在上世纪,力学和其他的学科出现了交叉现象,这种学科之间的交叉对工业和科学的发展起到了巨大的作用,比较鲜明的例子;工程力学就是在这个阶段形成的,力学与地学的结合形成了地球流体力学,为人类油气资源的开发起到了重要的作用,力学与生医学的结合形成了生物力学,生物力学在医学上的应用挽救了许多人的生命。展望21世纪,随着力学的布断发展,同时新学科不断的出现,两者的交叉将更加的强大。这里提到的交叉学科一般是被普遍认为是在21世纪有重大发展和影响的领域,他们分别为:力学与地学的交叉,力学与生命科学的交叉,力学与物理学的交叉等。

4 推广力学知识

长久以来,虽然力学知识一直被人们所运用,但是人们根本就没有意识到那些属于力学范畴,因此,人们尚且没有认识到力学知识在日常生活中的重要性,除此之外,就是力学研究人员或者物理学家对于力学知识进行单纯的研究、探索,没有想到利用力学知识为人们提供方便,并加大对力学知识的宣传与普及,使得人们都及时有效地了解力学,而不是认为只有专家、学者才能研究力学,才能接触力学。不要让力学给人们留下高不可攀且不能为人们提供便利的印象。要知道,现代工业以及各行各业中都随处可见力学知识的运用。因此,未来科技的发展,力学的贡献将是不可限量的,只有更好地掌握力学知识、构建良好的力学知识系统,才能在各项创新发明中取得优异的成绩。力学研究人员的任务是艰巨的,急需要继续大力推进力学知识的深度研究,还需要宣传普及力学知识。(作者单位:吉林大学物理学院)

参考文献

[1]张少钦.认识论与现代力学的发展[J].南昌航空工业学院学报(社会科学版).2003,(03)

[2]李双蓓,文晓海,王成立.研究力学史看力学的发展与创新[J].广西大学学报(哲学社会科学版). 2006,(S1).

[3]朱加贵,刘启华,孙其珩.力学发展的回顾与前瞻[J].南京工业大学学报(社会科学版). 2004,(01).

[4]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版). 2001,(02).

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