浅析高中力学在将来的应用与展望

李偌瑜

摘 要：高中力学又称为经典力学，其在社会各生产领域占据着举足轻重的角色。正因为高中力学在社会各领域中的广泛应用，才有了科学技术突飞猛进发展的当今社会。力学的应用改变了世界和人类社会。教师可围绕高中力学这个核心点，简要分析高中力学在将来的应用和展望，希望通研究可以对高中力学进行更加深入的探讨。

关键词：高中力学；应用；展望

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2019）06-0184-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.06.121

一、高中力学概述

高中物理最重要的一个部分就是力学。根据不同性质和作用，可以对力学进行分类。在对高中力学知识学习过程中，必须要对三个知识进行重点关注，它们是力的平衡、力的分解和力的合成，这三部分对深入理解和掌握力学知识也同样重要。就如同牛顿在苹果树下发现了万有引力一样，物理学原理都是从实际生活中发现的，力学也不例外。这些力学知识和原理从生活中发现，通过我们的研究和利用，最后再应用到生产和生活当中，使它发挥作用，这就是科学的价值和魅力所在。下面我们就来分析一下高中力学在将来的应用问题。

二、高中力学的应用与展望

（一）高中力学在桥梁建设领域应用

建筑力学是以高中力学为基础发展而来。建筑力学可分为理论力学、材料力学、结构力学三大部分。在一座桥梁中，力学的最大作用是要保证桥梁体的牢固性。如中国的石拱桥就是力学在桥梁建设领域最好的实践案例，看着简单的石头堆砌成的拱桥，却屹立千年不倒不塌。桥梁建设者根据拱桥的受力分析，运用力的平衡原理分析石头的受力值，保证桥梁整体的稳固。可见力学在中国古代建筑领域就已经被人们利用到了桥梁建设中，从中我们也看出了中国古人的智慧。桥梁设计采用了高中力学有关知识，反应承载力具备的静力功能，还包括材料力学相关知识理论。最为著名的港珠澳大桥，是中国人把当代力学运用到桥梁建设中的完美体现。相信不久的将来，人们会在自然条件更加恶劣的条件下建设出更多桥梁奇迹。

（二）高中力学在机器人领域的应用

机器人是可以接受人类指挥也可以运行预先编排的程序的机器装置。提到机器人就一定要提机器人动力学，这门学科是对机器人机构的力和运动之间关系与平衡进行研究的学科。它是一个比较复杂的动力学系统。现代机械学朝着高速、精密、重载的方向不断发展，机构动力学已经成为机械产品性能好坏的关键问题。高中力学是机构动力学的基础。研究者忽略连杆的惯性和关节的摩擦后得出了动力学方程，通过分析关节约束反力的方法分析了逆动力方程，在假设关节无摩擦，各支杆为不对称的细杆条件下完成了逆动力学分析。为使关联机器人能进入实际应用阶段，对其技术还需做进一步研究，这些问题是高中力学将来的发展方向。而且，机器人越来越受到人们的需要和青睐，能够服务人们的机器人也有了市场化的趋势。机器人的服务功能也向着助老、助残、商用服务、特种服务方向发展。服务机器人的需求和创新在一定程度上也推动了高中力学在机器人领域的运用。

（三）高中力学在航空航天领域应用

力学与材料科学、能源科学影响着航天事业的持续发展进步。当前各国在航空航天领域都加快了发展速度，航空航天技术也有了日新月异的发展，这些技术的更迭和进步反过来也给力学带来了更多的挑战，促使力学理论更加系统，体系更加完善。高中力学是力学的基础，因此航空航天技术也是高中力学将来应用的一个重要领域。在莱特兄弟发明飞机之前，人们的意识中始终认为只有密度低于空气的物质才能飞上天，所以人们发明了热气球。后来随着流体力学的发展，很多密度相对较大的物质也被送上天了，人们才改变这个观念，后来莱特兄弟发明了飞机成为一个划时代的标志。现如今，航空关键技术很多都采用力学相关理论知识，主要有空气动力学、结构力学、材料力等，一些和力学相互关联的新技术催生出来。未来，力学发展将会为航空航天领域带来更大机遇，同时随着技术的不断更新，也对力学的研究进行补充，丰富了高中力学，在教学中有一定助益。

（四）高中力学在运输领域应用

随着我国经济实力的提升，交通运输行业呈现出不断增长的态势。人们对快速便捷交通方式的需求下，我国的高铁迎来了井喷式的发展。说起高铁，我们头脑中都会呈现它类似于“子弹头”一样的形状，与我们以前看见的方方正正的绿皮火车有很大的区别。为什么高铁要设计成这种形状？我们可以用高中力学知识加以解答。应用于高速铁路的列车采用流线型子弹头设计，可以有效减少空气阻力、压力，运行速度便会达到设计要求。尽管我国高铁技术在世界上来说处于领先的位置，但是在技术的创新上我们还有很大的发展空间。在稳定性和降低噪音的角度，我们立足高中力学，还有很多可以攻克的问题，提高发展技术。同时，我们可以大胆设想，将来，为了满足人们出行的需求，运用高中力學原理研究出比高铁速度更快更安全的运输方式；或者在运输途径上，除了现在的公路、海运、航空运输外，研究出超低空飞行的小型飞行器，降低陆路运输压力，还可以提高运输效率。

（五）高中力学在土建工程领域应用

随着我国建筑行业的快速发展，高中力学在土木工程领域运用也越来越广泛，高中力学与建筑力学完美结合，形成了更加完善的力学理论。静力学、运动学和动力学是组成理论力学的重要组成部分，他们是构成力学的基础。之所以称为基础是因为它们十分重要。在实际工作中，应用力学的合成、分解、平衡等力学原理进行建筑设计和施工，使高中力学在土建工程领域中的发展呈现出多样化的态势。力学的原理在土建工程中解答了很多实际问题，与土建工程理论形成交叉，对未来土建工程发展给予重要指导作用。

三、结语

高中力学在现代科学技术上发挥了重要作用，并且在社会各技术领域的实践中得到了广泛应用和发展。在各项科学技术不断发展的时代潮流中，高中力学融合各领域技术，促进了人类社会的历史性进步。随着科学技术更深入的发展，很多人们没有涉足的领域也将会有人类的痕迹。高中力学在这些领域同样会发挥其巨大的科技价值，为人类造福。

参考文献：

[1] 李娜.建筑力学工学结合教学模式研究[J].商，2012（24）.

[2] 徐鉴.机器人动力学与控制专题序[J].力学学报，2016（4）.

[责任编辑 胡雅君]