量纲分析在弹性力学教学中的认知价值与应用案例COGNITIVE VALUE AND APPLICATION CASES OF DIMENSIONAL ANALYSIS IN THE TEACHING OF ELASTIC MECHANICS
袁学波
摘要(Abstract):
量纲分析是连接物理直觉与数学形式的重要桥梁,在弹性力学教学中具有独特的认知价值。本文从教学视角探讨量纲分析在应力公式建立中的应用,旨在帮助学生通过物理量关系理解弹性力学方程的本质。以三个典型问题为例——楔形重力坝问题、楔形体楔面受分布力问题、楔形体受顶端集中力及力偶问题——展示量纲分析在不依赖复杂推导情况下,如何直观推测应力特征形式。教学实践表明,该方法能有效激发学生的物理思维,促进由公式记忆向物理理解的认知转化。
关键词(KeyWords): 弹性力学;量纲分析;应力分析
基金项目(Foundation): 西南交通大学高水平育人课程教改项目(GK20240112);; 2024—2026年四川省高等教育人才培养质量和教改项目“教育数智化转型背景下教学新形态的探索与实践——以力学核心课程为例”;; 国家自然科学基金(12402114)
作者(Author): 袁学波
DOI: 10.27024/j.wlygc.2025.10.23.03
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