高中力学知识在生活中的应用分析论文_姬生平

高中力学知识在生活中的应用分析论文_姬生平

摘要:在社会的不断发展过程中,物理这门科学对我们生活的方方面面产生着重要的影响。不管是茹毛饮血的原始时代,还是在高度文明的现代社会,物理一直存在,并且随着人类对物理的探索,而使得人们从物质、精神上受益颇多。本文首先阐述了高中力学知识在我们日常生活中重要性,然后从重力、弹力、摩擦力三个方面分析高中力学知识在生活中的具体应用。

关键词:高中力学;生活;应用

前言

科学知识作为社会发展的重要推动力量,物理学中的力学知识在生活中的应用体现出物理知识的重要价值,尤其是高中物理力学中的重力、弹力、摩擦力等知识的运用,不仅提高了人们的生活质量与工作效率,而且也降低了人工力的投入,不断推动着现代生活水平的提高。本文针对高中力学知识在生活应用的研究分析,可以更为明确的了解到力学知识的重要理论意义。

一、高中力学知识在生活中的重要性

物理是一门实用性学科,物理知识在生活中无处不在。例如我们吃饭用的筷子、修理东西用的扳手等等都是运用的力学的杠杆原理发明的。力学是高中物理课程的重要核心内容之一,其对于电学等很多相关学科的发展也产生着重要的影响。高一所学习的牛顿三定律中,对力的概念、作用以及本质做出了明确的解释:第一定律中就阐明了力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出:力的作用效果,力使物体获得加速度;第三定律揭示力的本质:力是物体间的相互作用。

我们学习力学知识,可以从中培养自己对力学的应用能力,创造更为便利、高效的生活方式。

二、高中力学知识在生活中的具体应用分析

(一)重力在生活中的应用分析

由地球产生的万有引力抵消自转向心力后的分力就是重力。物体的重力的计算式为G=mg,物体的质量m是恒定的,但g的取值与地理位置有关。随着物体所处的地理位置纬度的降低,g值将因为地球自转而减小。为了更详细地说明,在这里需引入一个概念:地轴。它贯穿南北两极,是地球自转所绕的轴。随着纬度的降低,我们脚踩的地面距离地轴逐渐变远,也可以说在垂直于地轴平面上的自转半径逐渐变大,从而导致向心力变大,需要更多的万有引力抵消,最终使得重力减小,重力加速度g也就减小。因此,我们在赤道发射火箭所消耗的燃料也就更少,这也是我们国家在海南建造卫星发射基地的原因之一。但地球自转所需的向心力远小于地球的万有引力,所以,我们在生活中通常直接把其万有引力看成重力。重力是我们日常生活感受最多的一种力,遍布在我们日常生活的各个方面,其应用非常广泛和重要。例如我们能够“脚踏实地”,就是因为有地球重力。可以说,如果没有重力,我们就不能很轻松的把水喝进嘴里,起跳以后将无法轻松地落回到地面上。充分利用重力知识,既是我们维持日常正常生活的必需,也是创造更便捷、更丰富生产生活方式的重要手段。

(二)弹力在生活中的应用分析

弹力是由于发生弹性形变的物体,发生恢复形变或有恢复形变趋势而产生的一种力,在弹性限度内有弹性形变的物体都会产生弹力。弹力在我们日常生活中非常常见,在很多体育运动中就运用到了弹力的知识,比如撑杆跳高这项运动。撑杆跳高所使用的是一种叫做撑杆的体育器材,运动员利用撑杆在发生形变时产生的弹力,来跳过很高的标杆。撑杆利用弹力知识的原理是:由高复合材料制作而成的撑杆,具有较小的密度和适中的弹力系数,运动员在起跳压杆的一瞬间,撑杆发生了弯曲,此时产生的弹性形变改变了撑杆的形状,然后运动员在跳跃过程中,弹性势能转化为动能。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从撑杆跳这项运动中,可以看出,撑杆因弹性形变而产生的弹力,使得撑杆的弹性势能转变为动能和重力势能,从而带动运动员的身体越过标杆,进而达到预期的目的。弹力的计算公式为F=kx,K指的是弹力系数,X则指的是发生弹性形变的长度。此公式在高中课本中只适用于弹性限度内的弹簧,但通过类比,我们也可知道撑杆在弹性限度内弯曲程度越大,弹力越大,弹性势能也越大。运动员需要在比赛中将撑杆弯曲至恰到好处,并以合适的弹跳力度与跨跃姿势完成越过标杆的动作。由此能够得知,弹力在这类体育运动中的重要利用价值和应用方式。

除了在体育运动中,弹力知识有着广泛运用之外,在我们日常生活中,弹力的应用也非常多。比如为了能够让房门可以自动关上,我们会在门的门的内侧到门把手之间挂一根弹力适中的弹簧,这样我们在推拉门时,由于弹力方向与物体发生弹性形变的方向是相反的,利用这一原理就可以使得门在被推开以后,可以自动关上。

(三)摩擦力在生活中的应用分析

摩擦力是高中物理中一个重要的知识点,一个物体在另外一个物体表面发生相对运动或者相对运动趋势时,其间所产生的阻碍物体相对运动的力就叫做摩擦力。摩擦力产生的条件有三个:一是两个物体之间有压力;二是运动面是粗糙的;三是两个物体之间有相对运动的趋势。摩擦力在生活中的应用非常广泛,比如我们在行走过程当中,或者左脚在前,或者右脚在前。向前的脚在抬起的过程中,人体的重心就会向前移动,而后面的脚则会用力的蹬地,此时后面的这只脚就会因为地面对人的向前的静摩擦力的作用,而推动着人向前走。这是重力与摩擦力共同作用的结果。我们知道,在冰面上是难以行走的,因为冰面很滑导致我们双脚难以站立容易摔倒。我们所认知的“滑”在物理学上表现为摩擦因数小,这会使在较平滑面上的物体在相同压力下受最大静摩擦力较小,容易在其他力的扰动下滑动。而当我们的脚可以轻易滑动时,我们便会难以寻找平衡而摔倒。由此可知,人们能够行走的条件是双脚必须与地面(或其它接触面)有足够大的最大静摩擦力,以保证当脚与地面接触时不会轻易发生相对运动。

由于摩擦力的作用方向与相对运动或者相对运动趋势是相反的,所以我们在行走中的两只脚在不断的交替中,受到摩擦力的影响,就能够持续的往前走,这个过程就是鞋面与地面静摩擦力的作用下实现的。又比如在汽车车轮的设计上,车轮一般都会被设计成各种各样的花纹,这样汽车在行驶过程当中,由于车轮和地面接触面积所使用了大量花纹,从而使得车轮和地面有了更多的摩擦面尽量增加动摩擦因数,这样就可以让汽车在行驶中和汽车动力之间形成了平衡,以此达到汽车可以平稳运行、避免汽车运行失灵问题的发生。除此之外,除了上述案例之外,比如利用皮带提拉重物等生活中的常见现象,也都是利用摩擦力来实现的。利用摩擦力以达到移动效果的方式,不论是人的行走还是车的移动,亦或是其它还未发现或发明的方式,我们都希望其与运动面接触时接触部分是相对静止的,即从相对静止中谋求相对运动。

三、结论

通过对高中物理力学知识中的重力、弹力以及摩擦力这三个重要知识点的生活应用分析后得出,力学知识与人们的生产生活有着密切的联系,不管是利用重力测量墙面是否垂直,还是利用摩擦力设计可以让汽车平稳行驶的车轮,力学在生活中利用的例子不胜枚举。作为一名高中生,应该更加认真的学习物理学知识,更为熟练的掌握力学知识,同时多观察周边的生活现象,将物理与生活相结合,将会发现物理是一门非常有趣的学科。

参考文献

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[2]王璨.浅析物理学在人类生活实践中的应用[J].中国科技投资,2016(26):124.

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24333412

[4]贺泊鑫.力学知识在现实生活中的应用[J].科技风,2017,2:177.

论文作者:姬生平

论文发表刊物:《科技中国》2017年12期

论文发表时间:2018/5/2

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