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应用KPK力学方法研究落体的运动

2021-01-27皇甫泉生严非男顾铮

上海理工大学学报 2020年6期

皇甫泉生,严非男,顾铮

(上海理工大学 理学院,上海 200093)

自从牛顿揭示了力是改变物体运动状态原因的本质之后,人类对自然的认识发生了一大飞跃,引领力学走上了正确的道路,取得了辉煌的成就,牛顿关于力的三大定律成为了经典力学的基本定律。但是物理学的各分支沿着各自的道路发展,使经典物理学的各分支学科之间缺乏基本的相似性和类比。德国卡尔斯鲁厄物理课程[1-2](KPK)开发者全面梳理了经典物理学中的知识体系,在力学中引入了动量流强度的概念,将物体之间的相互作用看成是动量的流动,而动量流强度就是经典力学体系中的力,构建了与经典力学等价[2]的卡尔斯鲁厄物理课程的力学体系,使力学与电学有了基本的相似性,可以进行广泛的类比[3-4]。类比的思想方法在教与学和创新中起到的启示作用是非常积极的,而KPK物理课程在这方面的优势是毋容置疑的,常言说“他山之石,可以攻玉”,如果希望将这一新的力学体系运用于我们的教学中,需要我们深入学习和研究KPK物理课程,充分地进行探索实践、消化吸收、掌握KPK的力学体系。落体是生活中较常见的运动物体,这里不妨通过用KPK力学方法来解决落体中的一些问题,作为运用KPK力学体系的一次探索实践。

1 卡尔斯鲁厄物理课程的力学体系

卡尔斯鲁厄物理课程(KPK)的开发者全面地审视了经典物理学,仔细地梳理其中的物理量,将描述物体运动状态的物理量分……

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