TEACHING OF CLASSICAL MECHANICS WITH THE HELP OF THE HISTORY OF MECHANICS1)

经典力学主要涵盖牛顿力学、拉格朗日力学及哈密顿力学等三大部分内容。现行高校教育体系下所开设的理论力学课程,承担了经典力学基础知识普及的教学重担。历经数百年发展所臻于完善的经典力学体系,对于绝大数理工科学生来说不啻为一大挑战。在教学中,融入并贯彻力学史主线的经典力学教学,可带来意想不到的良好效果。     

欧美理科经典力学教材的现代化(一)——传统教学内容的形成

本文是研究欧美理科经典力学教材内容更新系列论文的第1篇,通过10部教材的分析研究传统教学内容的形成。在20世纪初物理学革命之后,经典物理学的力学部分的教材在50年代后称为经典力学。经典力学课程为现代物理学准备力学和数学的基础,在50年代和60年代形成了大致稳定的传统教学内容。力学理论包括牛顿力学、拉格朗日力学和哈密尔顿力学,力学问题包括中心力场中质点运动、非惯性系中质点运动、刚体空间运动、离散和连续系统振动等。     

经典力学从牛顿到伯克霍夫

本文简述经典力学从牛顿力学到伯克霍夫力学的发展过程，以及各阶段的内容和意义     

理论力学课程中的历史人物及其相关工作

概述理论力学课程中出现的历史人物的学术职业生涯及其与课程相关的力学贡献.包括古代力学（1600年前）的亚里士多德、阿基米德、达.芬奇和斯梯芬,经典力学奠基阶段（17世纪）的伽利略、惠更斯、莱布尼兹和牛顿,阶段力学发展阶段（18世纪）的雅科布.伯努利、约翰.伯努利和丹尼尔.伯努利、伐里农、欧拉、达朗贝尔、库伦和拉格朗日,以及经典力学成熟阶段（19世纪）的潘索、科里奥利、哈密尔顿和傅科.     

欧美理科经典力学教材的现代化(二)——传统教学内容的更新

本文是研究欧美理科经典力学教材内容更新系列论文的第2篇,阐述经典力学教学内容改革的动因,并通过3部教材最新版的分析研究传统教学内容的更新。在19世纪70年代,经典力学的代数结构、几何描述和混沌运动的研究受到广泛关注,经典力学重新成为蓬勃发展的学科。这使得经典力学教材内容有必要进行更新。教材内容更新的一种途径是修订时补充新的内容。3部广泛采用的经典力学教材的最新修订都引入了混沌动力学的内容。代数结构的内容只整合进入适用于高级力学课程的教材,而整体微分几何的应用还没有进入经典力学教材。     

理论力学研究性教学新探索:刚体运动基点法公式与连续介质速度场分解

基础力学课程体系是现代工程教育的重要基础。理论力学作为力学课程体系的起点,提供了力学基本概念和原理。一方面,以离散体系(质点/刚体)为研究对象的理论力学与以连续体系(介质/变形微元体)为对象的连续介质力学,它们之间既存在密切联系又差异明显;另一方面,源于理论/经典力学的动力系统理论和非线性科学研究对应用力学学科产生了广泛影响。围绕这两个侧面,作者将在《理论力学研究性教学新探索》系列教研论文中阐释它们之间的联系。本篇探讨刚体运动基点法公式和连续介质速度场分解之间的关系,它们分别给出刚体模型和连续介质模型的速度分布规律,前者依赖刚体转动角速度矢量,而后者由速度梯度张量所刻画。本文将说明,两者存在对应理论关系,且刚体基点法公式是连续介质速度场分解的退化形式,即忽略变形效应。     

工科理论力学教学体系改革的探索与实践

本文针对目前工科理论力学教学体系的现状,从当前工程的需要、计算技术的冲击与面向２１世纪等角度提出理论力学教学体系必须进行改革的原因．重点介绍了所编写的理论力学教材新体系．     

基础力学课程教材及教学体系分析(一)——国内基础力学教材基本情况简述

对力学基础教材,着重在理论力学与材料力学教材与教学体系等进行了分析研究。对国内力学课程与教材建设历史概况、国内力学课程教材建设的成绩与问题、国内力学教材使用情况、引进的国外基础力学原版教材情况、国外理论力学教材体系、国外材料力学教材体系、国外力学相关课程网络资源及教学技术应用与质量评价等多方面进行了阐述。最后,通过对国外教材的研究,发现其所具有的诸多特点与特色,可为国内力学基础课程教材和课程改革提供思路和方向。本文为之一,主要阐述国内基础力学教材基本情况等内容。     

欧拉和力学的变分原理

<正> 欧拉(Leonhard Euler 1707—1783)在经典力学发展中的历史功绩,在于将数学分析方法应用于力学问题。因此,欧拉理应被认为是分析力学的奠基人之一。分析力学这门科学是以少数假定为基础,山这些假定出发,导出物体的平衡和运动的全部规律。目前,力学的变分原理是分析力学的基础,也就是数学上用变分关系的形式表示的基本的、原始的规则,     

复合材料损伤—破坏机制与模型

本文首先综述了纤维复合材料损伤与断裂机制,然后概要介绍用经典力学方法和连续损伤力学方法建立的损伤-破坏分析模型。     

理论力学课程英译名称引发的思考

现有理论力学课程英文名称普遍译成"Theoretical Mechanics".作者从课程发展的历史主线以及欧美惯用表述出发,提出对此译文的质疑,并进一步探讨分析力学在整个经典力学体系中的地位.针对我国现有理论力学教学现状,比较中美高校理论力学教学内容上的差异,呼吁在高校理论力学教学内容中增加分析力学的比重.在课程教学中,注重力学发展史主线的描绘,帮助学生树立力学学科的历史发展观,以进一步适应人才培养与时代发展需求.     

工科特色理论力学课程育人的三维融合模式建设

课程思政是提升工科人才培养质量,落实立德树人根本任务的重要途径．人才培养目标的高要求给工科课程思政带来较大挑战．本文以同济大学的工科人才培养为背景,探讨了具有同济标志工科特色的理论力学课程思政内容建设．课程教学中以时间尺度上经典力学的发展脉络为纵线,融合力学支撑的科学和工程前沿研究以及同济大学参与的国家重大工程等维度元素,实现理论力学课程思政的协同育人目标．     

Reflection on English translation of course name Theoretical Mechanics

现有理论力学课程英文名称普遍译成"TheoreticalMechanics".作者从课程发展的历史主线以及欧美惯用表述出发，提出对此译文的质疑，并进一步探讨分析力学在整个经典力学体系中的地位.针对我国现有理论力学教学现状，比较中美高校理论力学教学内容上的差异，呼吁在高校理论力学教学内容中增加分析力学的比重.在课程教学中，注重力学发展史主线的描绘，帮助学生树立力学学科的历史发展观，以进一步适应人才培养与时代发展需求.     

Hamilton原理四种表达形式的异同

Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理四种表达形式的异同陈滨（北京大学力学系北京１００８７１）１．引言Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理是经典力学中的重要原理。它是以泛函（Ｈａｍｉｌｔｏｎ作用量）驻值的变分形式给出的力学系统动力学原理，并可以作为整个力学系统动力学研究的基础，Ｈａｍ...     

关于经典力学的公理体系

<正> 经典力学指的是牛顿力学和狭义相对论力学.本文介绍它们的公理体系(牛顿三定律和爱因斯坦的两个公设)存在的不足和克服的方法,并且着重于牛顿力学.1.一个历史悬案牛顿是第一个使力学公理化的科学家.他的三个运动定律构成了牛顿力学的公理系统.但这个体系     

层状弹性体系力学及其应用

层状弹性体系力学是弹性力学的一个分支。首先介绍层状弹性体系力学的发展历史。其次介绍N层弹性体系的力学分析与计算,内容包括基本假定、应力和位移分量的表达式、定解条件、根据定解条件建立求解积分常数的线性代数方程组、由线性代数方程组求解积分常数、贝塞尔函数的计算、积分计算公式、数值积分、后续的力学计算以及计算算例。最后介绍层状弹性体系力学在科学研究和工程设计中的应用。     

《一九七八～一九八五年全国基础科学发展规划(草案)理论和应用力学》的总论部分

经典力学是研究物质机械运动规律的科学.现在,力学正在突破经典力学的范畴,进入一个新的发展时期.     

基础力学课程微课体系的构建1)

微课和传统课堂教学的有机结合可以帮助基础力学课程走出课时压缩的困境并实现层次化教学,因此构建基础力学微课体系有重要意义。首先阐明了构建基础力学微课体系的基本思想,在此基础上提出了微课体系的基本框架和实现的具体步骤,然后基于基础力学的课程特点构建了微课体系各部分的详细目录,最后分别以知识点\动点、动系和定系选择的基本原则" 和\弯曲强度典型例题" 说明了微课内容的选择和组织。总之,基础力学微课体系的构建以传统课堂教学为基础,与课堂教学相结合,重内容、轻形式,循序渐进,逐步发展完善。     

人车系统的稳定性问题

作为有趣的经典力学问题,关于脚踏车动力学的研究可以追溯到1898年的Whipple和1900年的Carvallo。但是正如Grammel的著名陀螺力学著作中所指出,由于几乎所有的研究者都将驾车人作为固定于车座的刚体,忽略了人的主观意志作用,因此所得结论与实际出入甚大。例如车速低于12或高于20(公里/小时)将导致不稳定的结论就明显不合理,因     

分析和综合方法在理论力学中的应用

剖析了分析和综合方法在理论力学学科体系的建立及研究方法中的应用,理解这些应用,对于提高教学和学习效果大有裨益．