高中力学在土木工程中的作用
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摘要：能创造全新的建筑环境的土木工程在现代人类文明的发展中起着重要作用。力学对于土木工程施工而言是其基本存在，决定着建筑产品的稳定性。已广泛应用于土木工程中的力学，是高中物理知识体系的重要组成部分。为了深入地了解高中物理力学知识，研究物理力学知识在土木工程中的作用很有必要。本文分析了高中物理力学知识的基本内容及其高中物理力学知识在土木工程中发挥的独特作用：力学其与土木工程相关性很大。高中物理力学知识能实际运用在土木工程的发展中，土木工程为高中物理力学知识的正确性以及激发新的力学问题方面创造了自然的实验环境，能有效验证和补充物理力学知识。
关键词：高中力学；土木工程；作用
能创造全新的建筑环境的土木工程在现代人类文明的发展中起着重要作用。力学对于土木工程施工而言是其基本存在，决定着建筑产品的稳定性。已广泛应用于土木工程中的力学，是高中物理知识体系的重要组成部分。为了深入地了解高中物理力学知识，研究物理力学知识在土木工程中的作用很有必要。本文分析了高中物理力学知识的基本内容及其高中物理力学知识在土木工程中发挥的独特作用。
1. 高中力学基本内容
作为高中物理学重要的学习领域，力学被定义为不可或缺的机械系统中对象之间力的交互，如运动学（直线运动），牛顿运动定律，曲线运动，机械能及其守恒定律等，这些力学的显著基本特征是施力对象和受力对象是交互存在的，也就是说，当一个对象受到力时，必须有另一个对象施加力。根据其性质力可分为重力，分子力，摩擦力，弹性，电磁力等。根据其作用力分为不同效果的力譬如拉力，支撑力，压力和阻力等。同时，力的分解，综合和平衡也是高中物理力学学习研究中非常重要的板块。源于生命的物理学原理和物理知识都可以应用于现实生活中。力学也不例外。在现实生活中，为解决实际问题，力的分析方法往往能派上用场。
2. 高中力学与土木工程的联系
在分为理论力学，材料力学和结构力学三个部分的建筑力学是土木工程应用的基本理论。建筑力学与此同时依赖于高中力学的基础和发展。作为建筑力学的基础内容，理论力学主要研究物体的平衡问题和物体在力的作用下的分析方法。材料力学主要研究各种物理材料在各种外力作用下的变化及其应用的力学范围。主要研究土木工程中的结构优化问题是结构力学。高中力学与建筑力学联系紧密。在建筑力学中扮演各自角色的理论力学，材料力学和结构力学这三个部分是在高中力学的基础上扩展发展而来的，同时建筑力学推动着高中力学的发展，因为广泛使用在实际工程问题中的建筑力学可以总结出越来越多的综合力学原理和知识。
力学其与土木工程相关性很大。高中物理力学知识能实际运用在土木工程的发展中，土木工程为高中物理力学知识的正确性以及激发新的力学问题方面创造了自然的实验环境，能有效验证和补充物理力学知识。
3. 高中力学在土木工程领域的发展应用
高中力学借助现代科学技术越来越广泛地应用在土木工程领域。各种力学理论也应运而生。理论力学，流体力学，固体力学等是高中力学在土木工程领域中的最主要应用。
运动学，静力学和动力学是作为所有力学的基础的理论力学的主要内容。力合成，分解和平衡的力学原理是理论力学的主要原理，三角规则，平行四边形规则，正交分解等是理论力学的分析方法。静力学和动力学都应用于牛顿运动定律。作为最重要、最基础学科的学科，理论力学是所有力学分支建立的基础。建筑力学的发展离不开理论力学力学的理论支持。
集中在固体材料研究上的具体分为材料力学，塑性力学，弹性力学等的固体力学，是一门因致力于研究受温度，外力，变形等因素影响的固体介质而广泛应用于建筑领域的新兴学科，在土木工程领域发挥举足轻重的作用。计算各种物体的合成，分解和平衡的材料力学运用的就是机械原理。固体力学的动力学源于高中力学中的力量和摩擦力。与此同时，固体力学领域随着科学技术的飞速发展和计算机的广泛应用在计算机仿真系统和仿真技术方面得到了充分的应用。
大禹治水，都江堰建设和罗马供水管道系统这些可以追溯到世界早期的接近人们的生产实践的工程都能看到流体力学原理应用的影子。可见流体力学的系统已经很早就形成了。作为高中力学的重要内容的流体力学的基础是浮力和液体平衡理论。在土木工程实践中流体力学的作用和实用性也反映在在现代社会中石油和天然气开采上，为满足石油和天然气开采的需要以及确定地下的影响上离不开流体力学的原理的解释和说明。
4. 高中力学在土木工程中的作用
高中物理力学在土木工程及其各行各业的发展中具有不可限量的用武之地，几乎所有建设项目尤其许多优秀建筑物的建筑结构的安全性离不开力学理论的支撑和进步。换句话说，包括压力，摩擦，合力等高中力学知识可以为很多常见的土木工程提供科学、合理的理论支撑，许多优秀建筑物的建筑结构的安全性和稳定性就在高中力学的应用下得以实现。
（1）压力在土木工程中的作用
在土木工程施工过程中，如果项目的对象是桥梁，建筑物最大承载水平影响着工程材料的选定和建筑工程的實际宽度、桥墩和桥梁的压缩数据。为了保证施工的工程质量，桥梁的稳定性符合标准这一点必须要得到保证。这就是将将压力知识有效应用于土木工程建设以提高其稳定性的典型的例子。压力是我们研究现代土木工程实际应用的重点。其实不只这一点，包括压力，摩擦等高中力学知识可以为很多常见的土木工程提供科学、合理的理论支撑，而且压力不仅是土木工程施工后工程稳定性的参考数据，也是检验土木工程施工后工程质量过关与否的一个重要指标。譬如在土木工程施工过程中以及在建设工作完成后，为确保项目的整体质量符合标准，项目的质量也可以通过工作负责人员测量与建筑物压力有关的数据来衡量。
（2）摩擦在土木工程中的作用
作为我国土木工程施工技术的重大进步，摩擦力的作用在新形势下的土木工程力学的应用也很广泛，施工技术成本的降低和施工的稳定性的优势都能在土木工程施工中合理应用摩擦力而出现，摩擦的实际应用在土木工程的建设中主要体现在以下几个方面：施工中材料原有的阻力和力的运动方向被滑轮调整或改变后，摩擦实际上发挥重要作用，相关人员可以较为轻松地运输建筑材料；通过在施工过程中扩大不同部位的接触面来增加压力面来进一步提高稳定性其实也无疑应用到了摩擦的原理。没有摩擦力发挥的重要作用这些土木施工的过程很难实现。 （3）重力在土木工程中的作用
重力及其相关的计算公式是土木工程施工主要的应用工具也是其力学中最重要的部分。毋庸置疑，目前检验土木工程施工项目质量的核心指标之一就是重力。不同施工材料购买的要求在施工过程中不同阶段对可以通过重力及其相关的计算公式来分析得到。应用整个建筑工程中不同的建筑材料时考虑可能出现的重力因素有助于测试出不同建筑部件施工前的可能效果和项目的稳定性。基于不同角度或分离或组合使用包括重力在内的综合压力因素，力学在土木工程施工中的作用和土木工程的整体施工效率可以最大限度地发挥和进一步的提高，例如土木工程建筑中无、有用功率之间的关系在重力和反作用力相结合的情况下可以很好被转换，这可以提高土木工程中建筑材料运输的质量和效率。
（4）合力在土木工程中的作用
可以发挥不同的独立作用的力学譬如压力、重力和摩擦力等如果联合起来形成力学合力，发挥在不同程度上促进了中国土木工程和建筑的更好更快发展的重要作用也不容小觑。在土木工程建设中能量守恒定律的实际应用就是重要的表现之一。例如建筑材料本身所具有的各种压力、重力和摩擦力，叠加形成合力，其能量在我们经常使用的杠杆原理的转化下可变成直接使用的保证建筑材料整体架构稳定的巨大能量。以合力为代表的这些力学知识、原理是一项重要的先进的工程施工技术基础。另外，土木工程建设整体施工结构的稳定性可在施工重力、压力、摩擦力的相互平衡和相互制约下（即在一定程度上平衡土木工程施工过程中的不同力量）得到实现。
综上述所，高中物理力学作为土木工程力学的重要基础在土木工程及其各行各业的发展中具有不可限量的用武之地，几乎所有建设项目尤其许多优秀建筑物的建筑结构的安全性离不开力学理论的支撑和进步。同时也相信随着科学技术的不断进步，高中物理力学知识与各种先进的土木工程技术会愈加深入的结合，高中物理力学知识在土木工程中的作用也会越来越大。
参考文献
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[2] 范钦珊，陈建平.理论力学[M].高等教育出版社，2010：1-7.
[3] 吴康健.《建筑力学》教学中存在问题及对策[J].办公自动化，2012（18）.
作者简介：方霄鹏（2001.06-），男，汉族，四川德阳人，高三在读，对工程类学科具有强烈的学习兴趣和探究热情。
（作者单位：四川省德阳市第五中学）
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