北航理论力学王琪
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《理论力学》课程思政设计与实践探讨 2中国民航大学航空工程学院天津 300300;)摘要:全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的有效措施。
《理论力学》对培养学生的专业认同感和自豪感起到重要作用。
本文对《理论力学》课程如何进行思政元素的有机融入与课堂实践进行了探讨。
利用现代信息技术进行多维度、多层次思政设计,通过开展特殊作业、实时更新思政案例、创新课堂授课方式、改进教学模式等措施,丰富课程思政内涵,起到“如盐化水”的教学效果。
关键词:理论力学,思政设计,思政案例,课堂实践随着国家大飞机和发动机专项的快速推进,民航运输业和航空制造业呈现融合发展的态势,对民航维修工程高端人才培养提出了更高的要求[1]。
《理论力学》课程作为航空维修类专业的基础课程,在专业认同感和民族自豪感培养中起到重要作用。
将思想政治育人元素融入课程教学各个环节,培养学生爱国主义情怀与对科学不懈追求的精神,塑造学生正确的人生观、价值观、工程伦理观。
一、《理论力学》课程思政目标《理论力学》是大部分工科专业课的基础,能使学生了解所学专业的重要性,产生专业认同感和自豪感。
《理论力学》课程思政的主要目标为:1、培养学生逻辑和创新意识。
《理论力学》课程知识具有很强的逻辑性和系统性[2],可以有效培养学生的逻辑思维和创新意识。
纵观各个工程应用“大国重器”的研制历程不难发现,力学在探索自然规律、突破技术瓶颈中起到的重要作用,学好力学可以使学生在知识赋予的力量下,具备敢于探索未知、追求真理的勇气。
2、激发学生航空报国的家国情怀。
随着国家大飞机和发动机专项的快速推进,航空运输业和制造业对民航维修工程人才提出了更高的要求。
通过开展课程思政,将爱国情怀和民族自豪感与课程内容有效融合,可以激发学生航空报国的家国情怀。
二、《理论力学》课程思政改革的实施路径1、多维度、多环节一体化课程思政建设。
将思政教育理念融入理论力学教学环节的每一部分,构建教学大纲、教案、课件、讲稿、考核等多维度一体化思政教育授课体系。
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理论力学第三版课后习题答案【篇一:理论力学教程思考题答案第三版.doc】2r?.。
这表示质点的径向与横向运动在相互影响,它们一起才?2,a??rar??r??r?能完整地描述质点的运动变化情况1.3答:内禀方程中,an是由于速度方向的改变产生的,在空间曲线中,由于a恒位于密切面内,速度v总是沿轨迹的切线方向,而an垂直于v指向曲线凹陷一方,故an总是沿助法线方向。
质点沿空间曲线运动时,ab?0,fb?0z何与牛顿运动定律不矛盾。
因质点除受作用力f,还受到被动的约反作用力r,二者在副法线方向的分量成平衡力fb?rb?0,故ab?0符合牛顿运动率。
有人会问:约束反作用力靠谁施加,当然是与质点接触的周围其他物体由于受到质点的作用而对质点产生的反作用力。
有人也许还会问:某时刻若fb与rb大小不等,ab就不为零了?当然是这样,但此时刻质点受合力的方向与原来不同,质点的位置也在改变,副法线在空间中方位也不再是原来ab所在的方位,又有了新的副法线,在新的副法线上仍满足fb?rb?0即ab?0。
这反映了牛顿定律得瞬时性和矢量性,也反映了自然坐标系的方向虽质点的运动而变。
1.4答:质点在直线运动中只有a?而无an,质点的匀速曲线运动中只有an而无a?;质点作变速运动时即有at又有an。
1.5而dr即反应位矢r大小的改变又反映其方向的改变,是质点运动某时刻的速度矢量,dtdrdr?j而dr?r?i?r??。
在直线运动中,?r只表示r大小的改变。
如在极坐标系中,dtdtdt规定了直线的正方向后,drdrdrdr。
且的正负可表示的指向,二者都可表示质点dtdtdtdt的运动速度;在曲线运动中drdrdrdr?,且也表示不了的指向,二者完全不同。
dtdtdtdtdvdv表示质点运动速度的大小,方向的改变是加速度矢量,而只是质点运动速度大小dtdtdvdvaan,而?a?。
dtdt的改变。
在直线运动中规定了直线的正方向后,二者都可表示质点运动的加速度;在曲线运动中,二者不同,1.6答:不论人是静止投篮还是运动投篮,球对地的方向总应指向篮筐,其速度合成如题1.6v球对人v人对地题1-6图图所示,故人以速度v向球网前进时应向高于篮筐的方向投出。
(a-2)(a-3)(b-1)第1篇工程静力学基础第1章受力分析概述1-1图a 、b 所示,Ox 1y 1与Ox 2y 2分别为正交与斜交坐标系。
试将同一力F 分别对两坐标系进行分解和投影,并比较分力与力的投影。
习题1-1图解:(a )图(c ):11 sin cos j i F ααF F +=分力:,11 cos i F αF x =11 sin j F αF y =投影:,αcos 1F F x =αsin 1F F y =讨论:=90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。
ϕ(b )图(d ):分力:,22)cot sin cos (i F ϕααF F x −=22sin sin j F ϕαF y =投影:,αcos 2F F x =)cos(2αϕ−=F F y 讨论:≠90°时,投影与分量的模不等。
ϕ1-2试画出图a 和b 习题1-2图比较:图(a-1)与图(b-1)不同,因两者之F R D值大小也不同。
(c)(d )1-3试画出图示各物体的受力图。
习题1-3图或(a-2)(a-1)(b-1)(c-1)或(b-2)(e-1)(a)1-4图a 所示为三角架结构。
荷载F 1作用在铰B 上。
杆AB 不计自重,杆BC 自重为W 。
试画出b 、c 、d 所示的隔离体的受力图,并加以讨论。
习题1-4图1-5图示刚性构件ABC 由销钉A 和拉杆D 支撑,在构件C 点作用有一水平力F 。
试问如果将力F 沿其作用线移至D 或E (如图示),是否会改为销钉A 的受力状况。
解:由受力图1-5a ,1-5b 和1-5c 分析可知,F 从C 移至E ,A 端受力不变,这是因为力F 在自身刚体ABC 上滑移;而F 从C 移至D ,则A 端受力改变,因为HG 与ABC为不同的刚体。
(f-1)(f-2)(f-3)F1(d-2)(c-1)F(b-2)(b-3)F习题1-5图(b-3)(a-3)(b-2)(b-1)(c)1-6试画出图示连续梁中的AC 和CD梁的受力图。
第43卷第2期力学与实践2021年4月M a tla b 求解理论力学问题系列(_)刚体系统及桁架受力问题高云峰〇(清华大学航天航空学院,北京100084)如果在理论力学教学中引入M a t l a b ,根据经验, 只需要三次课,就可以让学生掌握代数方程和微分 方程的数值求解、符号推导、动画演示等,让学生对 理论力学问题的理解有飞跃式的提升;而教学中某 些解题技巧性的内容则可以压缩,保持总学时不变。
具体来说:(1)在静力学中,以往对于复杂系统的受力分析通常要适当取分离体,有时需要高度的技巧W ;同时 由于传统计算能力的限制,往往只要求解出某些部 件的受力;如果采用M a t l a b 处理,可以采用统一的 处理方式,把系统全部拆开,快速求出所有部件的受 力,对系统的整体和各部件受力有更全面的了解。
(2)在运动学中,以往分析系统运动时,强调求 特定时刻或特定位置某点或刚体的速度和加速度,而 系统的整体运动特点、某些点的运动轨迹有时难以想 象;而采用M a t l a b 处理,可以求出系统任意点或刚 体在任意时刻的速度和加速度等运动量,特别是其 画图和动画演示功能,可以快速直观地显示系统的 整个运动过程、给出任意点的运动轨迹。
(3)在动力学中,以往绝大部分问题都只能列写 动力学方程,通常没有解析解,传统数学分析的方法 也用不上,系统丰富复杂的动力学现象很难从方程 中看出;而采用M a t l a b 处理,可以获得系统整个运 动过程中的受力、速度和加速度等量,还可以快速直 观地演示系统的运动过程。
考虑到目前理论力学教学中对于数值计算、符 号推导很少介绍,为此专门准备系列理论力学教学 文章,每篇介绍1〜2个典型的理论力学问题及如何 利用M a t l a b 进行处理。
系列文章具体计划分为如下本文于2020-06-01收到。
1) E-m ail: gaoyunfeng@专题:(1) 静力学专题1篇:刚体系统及桁架的受力问题(着重介绍M a t l a b 中代数方程的数值求解和符号求解(2)运动学专题1篇:典型机构的运动分析(着重介绍M a t l a b 中非线性方程组的求解、动画显示,如何对运动方程求导数);(3)动力学专题2篇:单摆和椭圆摆的运动和周期(着重介绍M a t l a b 中微分方程的数值求解、计算 可靠性、根据数据的快速傅里叶变换求周期)、乒乓 球滚动问题(着重介绍M a t l a b 中分段积分的处理方法,以及与分段对应的积分中断点问题);(4) 综合运用专题1篇:数据转换问题(着重介绍在不同坐标系中看到结果,包括运动和动力学问 题)。