淺析高中力學在將來的應用與展望

李偌瑜

摘 要：高中力學又稱為經典力學，其在社會各生產領域占據著舉足輕重的角色。正因為高中力學在社會各領域中的廣泛應用，才有了科學技術突飛猛進發展的當今社會。力學的應用改變了世界和人類社會。教師可圍繞高中力學這個核心點，簡要分析高中力學在將來的應用和展望，希望通研究可以對高中力學進行更加深入的探討。

關鍵詞：高中力學；應用；展望

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2019）06-0184-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.06.121

一、高中力學概述

高中物理最重要的一個部分就是力學。根據不同性質和作用，可以對力學進行分類。在對高中力學知識學習過程中，必須要對三個知識進行重點關注，它們是力的平衡、力的分解和力的合成，這三部分對深入理解和掌握力學知識也同樣重要。就如同牛頓在蘋果樹下發現了萬有引力一樣，物理學原理都是從實際生活中發現的，力學也不例外。這些力學知識和原理從生活中發現，通過我們的研究和利用，最后再應用到生產和生活當中，使它發揮作用，這就是科學的價值和魅力所在。下面我們就來分析一下高中力學在將來的應用問題。

二、高中力學的應用與展望

（一）高中力學在橋梁建設領域應用

建筑力學是以高中力學為基礎發展而來。建筑力學可分為理論力學、材料力學、結構力學三大部分。在一座橋梁中，力學的最大作用是要保證橋梁體的牢固性。如中國的石拱橋就是力學在橋梁建設領域最好的實踐案例，看著簡單的石頭堆砌成的拱橋，卻屹立千年不倒不塌。橋梁建設者根據拱橋的受力分析，運用力的平衡原理分析石頭的受力值，保證橋梁整體的穩固。可見力學在中國古代建筑領域就已經被人們利用到了橋梁建設中，從中我們也看出了中國古人的智慧。橋梁設計采用了高中力學有關知識，反應承載力具備的靜力功能，還包括材料力學相關知識理論。最為著名的港珠澳大橋，是中國人把當代力學運用到橋梁建設中的完美體現。相信不久的將來，人們會在自然條件更加惡劣的條件下建設出更多橋梁奇跡。

（二）高中力學在機器人領域的應用

機器人是可以接受人類指揮也可以運行預先編排的程序的機器裝置。提到機器人就一定要提機器人動力學，這門學科是對機器人機構的力和運動之間關系與平衡進行研究的學科。它是一個比較復雜的動力學系統。現代機械學朝著高速、精密、重載的方向不斷發展，機構動力學已經成為機械產品性能好壞的關鍵問題。高中力學是機構動力學的基礎。研究者忽略連桿的慣性和關節的摩擦后得出了動力學方程，通過分析關節約束反力的方法分析了逆動力方程，在假設關節無摩擦，各支桿為不對稱的細桿條件下完成了逆動力學分析。為使關聯機器人能進入實際應用階段，對其技術還需做進一步研究，這些問題是高中力學將來的發展方向。而且，機器人越來越受到人們的需要和青睞，能夠服務人們的機器人也有了市場化的趨勢。機器人的服務功能也向著助老、助殘、商用服務、特種服務方向發展。服務機器人的需求和創新在一定程度上也推動了高中力學在機器人領域的運用。

（三）高中力學在航空航天領域應用

力學與材料科學、能源科學影響著航天事業的持續發展進步。當前各國在航空航天領域都加快了發展速度，航空航天技術也有了日新月異的發展，這些技術的更迭和進步反過來也給力學帶來了更多的挑戰，促使力學理論更加系統，體系更加完善。高中力學是力學的基礎，因此航空航天技術也是高中力學將來應用的一個重要領域。在萊特兄弟發明飛機之前，人們的意識中始終認為只有密度低于空氣的物質才能飛上天，所以人們發明了熱氣球。后來隨著流體力學的發展，很多密度相對較大的物質也被送上天了，人們才改變這個觀念，后來萊特兄弟發明了飛機成為一個劃時代的標志?，F如今，航空關鍵技術很多都采用力學相關理論知識，主要有空氣動力學、結構力學、材料力等，一些和力學相互關聯的新技術催生出來。未來，力學發展將會為航空航天領域帶來更大機遇，同時隨著技術的不斷更新，也對力學的研究進行補充，豐富了高中力學，在教學中有一定助益。

（四）高中力學在運輸領域應用

隨著我國經濟實力的提升，交通運輸行業呈現出不斷增長的態勢。人們對快速便捷交通方式的需求下，我國的高鐵迎來了井噴式的發展。說起高鐵，我們頭腦中都會呈現它類似于“子彈頭”一樣的形狀，與我們以前看見的方方正正的綠皮火車有很大的區別。為什么高鐵要設計成這種形狀？我們可以用高中力學知識加以解答。應用于高速鐵路的列車采用流線型子彈頭設計，可以有效減少空氣阻力、壓力，運行速度便會達到設計要求。盡管我國高鐵技術在世界上來說處于領先的位置，但是在技術的創新上我們還有很大的發展空間。在穩定性和降低噪音的角度，我們立足高中力學，還有很多可以攻克的問題，提高發展技術。同時，我們可以大膽設想，將來，為了滿足人們出行的需求，運用高中力學原理研究出比高鐵速度更快更安全的運輸方式；或者在運輸途徑上，除了現在的公路、海運、航空運輸外，研究出超低空飛行的小型飛行器，降低陸路運輸壓力，還可以提高運輸效率。

（五）高中力學在土建工程領域應用

隨著我國建筑行業的快速發展，高中力學在土木工程領域運用也越來越廣泛，高中力學與建筑力學完美結合，形成了更加完善的力學理論。靜力學、運動學和動力學是組成理論力學的重要組成部分，他們是構成力學的基礎。之所以稱為基礎是因為它們十分重要。在實際工作中，應用力學的合成、分解、平衡等力學原理進行建筑設計和施工，使高中力學在土建工程領域中的發展呈現出多樣化的態勢。力學的原理在土建工程中解答了很多實際問題，與土建工程理論形成交叉，對未來土建工程發展給予重要指導作用。

三、結語

高中力學在現代科學技術上發揮了重要作用，并且在社會各技術領域的實踐中得到了廣泛應用和發展。在各項科學技術不斷發展的時代潮流中，高中力學融合各領域技術，促進了人類社會的歷史性進步。隨著科學技術更深入的發展，很多人們沒有涉足的領域也將會有人類的痕跡。高中力學在這些領域同樣會發揮其巨大的科技價值，為人類造福。

參考文獻：

[1] 李娜.建筑力學工學結合教學模式研究[J].商，2012（24）.

[2] 徐鑒.機器人動力學與控制專題序[J].力學學報，2016（4）.

[責任編輯 胡雅君]