关于力系等效、主矢和合力概念的讨论

力系简化问题是工程力学课程非常重要的一节,深入理解该问题对于后续力学课程的学习和力学知识的正确运用具有很重要的指导作用。然而教科书中对于该部分的讲解不够清晰,给学生和青年教师带来了较大的困惑。因此,笔者根据自己的教学实践和科研经历,力求通过对相关问题的论述,理清力系简化,主矢和合力等概念,这对于力学教学和科研问题中力学知识的成功运用具有重要作用。     

从动力学角度看力系等效与简化

力系等效与简化本质上是动力学问题,但在理论力学教学和教材中习惯于放在刚体静力学部分,并且通常仅限于研究作用在刚体上的力系.本文从动力学角度研究作用在一般质点系上的力系,将刚体作为质点系的特例,用多种简洁的途径得到理论力学中关于力系等效、力系简化的全部结论.自1996年起在清华大学面向工科院系开设的理论力学课程中进行了教学实践,取得了很好的效果.     

工程实例在建筑力学课程教学中的应用1)

建筑力学是一门服务于工程实际的基础力学课程,如何将所学知识与实际工程有机地结合在一起尤为重要。本文分析了建筑力学课程教学中存在的问题,提出了将实际工程应用到建筑力学课堂的教学方法。以作者的横向课题"城市轨道交通U型梁受力性能及施工风险成本研究"为例,详细论述如何将该课题应用到建筑力学课程的梁的弯曲章节,并通过问卷调研方式对该方法的教学效果进行验证。验证结果表明该方法在提高学生学习兴趣、学生掌握知识的能力以及学生将所学知识应用到工程实际的能力皆优于常规教学方法,建议该方法大力推广应用。     

我怎样讲力系等效、简化和平衡——————理论力学教学札记之二

 力系等效简化是理论力学的重要内容, 传统的教学 方法需要较多学时, 对多种情况分类给出很多规则和结论, 针对此问题探讨 改进讲授思路.     

“感而遂通”参与式教学法1)——在结构力学课程中的探索与实践

在国家双一流战略对人才培养的明确目标下,结构力学课程应以实现力学概念的工程价值作为课程教改的终极目的. 本文以“感而遂通”为主题,改变课堂教学结论性概念陈述的枯燥乏味模式,在课堂教学形象化和多维化的基础上,通过自助参与式的实践行为,感知力学知识的本源,让力学知识生动活泼起来,完成力学知识的吸收、理解和思考. 以学生的长远发展能力为教学目标,激发学生主动学习的能力,培养创新思维能力.     

工科专业背景下材料力学建模能力的培养与实践1)

为了培养学生运用材料力学解决复杂工程问题的能力,在授课时要注重理论分析与试验的结合. 文章在试验观测的基础上,提出基本假定,对梁截面进行受力分析,通过截面的几何关系、材料的物理关系和梁的静力平衡关系,建立钢筋混凝土梁开裂载荷的力学模型,并通过试验对计算公式的准确性进行验证. 力学模型的建立过程体现了运用材料力学解决工程问题的一般方法,提高了学生的学习、科研兴趣,增强了学生的动手能力和试验观测、分析能力,也加深了学生对材料力学基本理论知识的理解,进而培养学生灵活运用材料力学知识解决复杂工程问题的能力.     

从竞赛看基础力学教与学的质量提升——全国基础力学青年教师讲课比赛和全国周培源大学生力学竞赛相关分析与思考

通过对全国基础力学青年教师讲课比赛、全国周培源大学生力学竞赛、参赛各学校情况以及各校基础力学课程的教学课时等方面数据进行相关性数据分析,初步揭示了教师、学生与其教学情况之间的关联度等问题. 希望通过这些数据分析对基础力学教学的未来、教学质量的监控及其改革等提供借鉴和参考.     

基于平板电脑的理论力学课堂教学模式1)

针对理论力学课程教学中传统黑板板书和PPT课件演示两种方式的不足,提出了一种基于平板电脑的新型课堂教学模式。文中介绍了该教学模式的基本组成及独特优势,并结合作者的教学实践给出了基于平板电脑的3种具体课堂教学方案,讨论了它们的优势和不足。     

黏弹性理论中广义Maxwell模型的教学法及其在非晶态固体中的应用

黏弹性力学是固体力学研究的重要组成部分,如何开展黏弹性力学教学对于学生理解相关知识至关重要。本文以黏弹性力学最为经典的Maxwell模型为例展示整个教学过程：首先从基本黏弹性元件出发,推导Maxwell模型及其广义表达式,然后结合非晶固体应力松弛实验曲线,从变形单元激活特征时间角度出发,将经典Maxwell模型应用于非晶固体变形,结合实际案例和计算练习来加深学生对于该模型的理解和应用。相比于传统黏弹性力学课程,本文考虑广义Maxwell模型中多个并联单元特征时间在对数时间尺度的Gauss分布形式,这对于非晶态固体的变形研究以及黏弹性理论的课程教学过程具有重要借鉴价值。     

把小微元分析法的教学贯彻流体力学课程的始终

 小微元分析法是流体力学最重要的基本功之一, 用该法求解流体 力学问题具有概念清晰、 过程简洁等优点. 因此, 在教学中应将该方 法贯彻全课程的始终, 并不断加以深化, 使学生学会从物理本质上简化 问题, 建立合理的力学模型.     

工程实例在建筑力学课程教学中的应用

建筑力学是一门服务于工程实际的基础力学课程,如何将所学知识与实际工程有机地结合在一起尤为重要。本文分析了建筑力学课程教学中存在的问题,提出了将实际工程应用到建筑力学课堂的教学方法。以作者的横向课题"城市轨道交通U型梁受力性能及施工风险成本研究"为例,详细论述如何将该课题应用到建筑力学课程的梁的弯曲章节,并通过问卷调研方式对该方法的教学效果进行验证。验证结果表明该方法在提高学生学习兴趣、学生掌握知识的能力以及学生将所学知识应用到工程实际的能力皆优于常规教学方法,建议该方法大力推广应用。     

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。     

科氏惯性力实验装置与实验

介绍了自主设计和研制的科氏惯性力实验装置的构造、原理和特点,以及据此开设的科氏惯性力实验.该仪器的研制贴近教学实际,为理论力学课程开设科氏惯性力实验提供了必要的条件.十多年的教学实践表明,科氏惯性力实验内容精彩,呈现的力学现象奇妙有趣,能够加深学生对科氏惯性力概念的理解,收到了良好的教学效果.     

平面体系几何组成规则的理解和简化分析技巧

平面体系的几何组成分析是结构设计和计算的重要基础,也是结构力学学习的难点。将平面几何不变体系的组成规则归结为一个铰接三角形规则,有助于规则的理解;同时,作者根据长期的教学经验总结出了5点简化分析技巧,并结合题目对技巧的应用作了具体说明,对于进一步加深规则的理解和掌握规则的灵活应用具有重要的指导意义。     

交互式和可视化的弹塑性力学教学方法探讨与实践1)

交互式教学方法的实施可引导学生参与到课堂教学中,调动学生学习的积极性和主动性。利用MATLAB软件的图形用户界面模块,建立了弹塑性力学经典问题数据库,设计了交互式参数输入和可视化结果输出平台。通过改变应力解答中各物理量的设定值,可直观地显示应力的二维或一维分布,使学生不再被枯燥抽象的公式困扰,还能通过可视化界面直观形象地理解应力的分布特征。交互式和可视化的弹塑性力学教学方法的实施,既能增加学生的专业兴趣,加深学生对所学知识的理解,又能使教师获得教学成就感。     

力学和数学中的“调和”释义1)

力学的教学过程中经常涉及``调和'这个概念,其与数学基础理论和力学应用紧密联系,了解该概念的本义与延伸,可以帮助学生更恰当准确地理解和掌握相关知识点。本文将力学学习过程中经常遇到的多个与``调和'有关的名词联系起来,给出了详细的解释,并示例应用,有助于相关知识点的教学活动。     

理论力学课程中3W1H教学法的应用

理论力学作为高等工程类专业技术基础课程,以理论分析为基础,充分培养学生理论与实际相结合的分析问题与解决问题的能力.本文结合自身教学实践和体会,给出了在理论力学课程中3W1H教学法的实施过程和应用方案,该教学法的应用对于启迪学生思维,引导学生进行力学问题分析和求解,提高学生的学习能力和工程实践应用能力具有良好效果和借鉴作用.     

清华大学钱学森班的理论力学教学实践

扼要介绍了给清华大学钱学森班讲授8年的 理论力学课及其升级课程``动力学与控制基础'的教学实践情况,分析了新时代学生基础差异化、教学要求多样化、学生成长需求个性化对教学的挑战,对新建课程的教学内容、体系、教材、考核等安排做了说明。     

力学专业的微积分学习1)

简单讨论了力学专业学习中微积分课程的内容、意义、作用和学习方法,是计划在北京大学出版社出版的《微积分导引》的序言。     

关于力系简化中主矢是不是力的讨论

 在国内多数理论力学教材与相关教材里，对任意力系的简化中，均认为主矢不是力， 其只是各力的矢量和. 笔者认为这样定义在理论上与实际上无多大意义; 这样定义有前后矛 盾、不统一之处; 易使学生在理解上产生疑问与困惑; 易使学生在计算力 系简化时产生错误的结果. 因此，笔者认为应明确定义力系简化中的主矢(假如仍用此名称) 是力，不用只抽象定义其是各力的矢量和.