探究生活中力学的奥秘
随着时间的流逝,我们逐渐开始对力学进行了深入的理论学习,掌握了一定的力学知识,能够从理论上分析特定的力学模型。但我们缺少的却是将理论应用于实践的能力。通过参加这次的讲座,老师给我们讲了力学在生活中最常见的应用和一些与力学有关的有趣现象。启示我们要在生活中发现力学的奥秘,发现它的神奇之处,只有这样才不至于在枯燥的学习之中失去对力学的兴趣,也只有这样我们才能充分发挥自己的积极性和创造力,将所学的力学知识应用于生活实际,创造价值。
理论力学所研究的对象(即所采用的力学模型)为质点 或质点系时,称为质点力学或质点系力学;如为刚体时,称为刚体力学。因所研究问题的不同,理论力学又可分为 静力学、运动学和动力学三部分。静力学研究物体在力作用下处于平衡的规律。 运动学 研究物体运动的几何性质。动力学研究物体在力作用下的 运动规律。 理论力学的重要分支有振动理论、运动稳定性理论、陀螺仪理论、变质量体力学、刚体系统动力学以及自动控 制理论等。这些内容,有时总称为一般力学。 理论力学与许多技术学科直接有关,如水力学、材料 力学、结构力学、机器与机构理论、外弹道学、飞行力学 等,是这些学科的基础。在生活中,理论力学经常应用于三角形支架稳定(野外 烧锅架)千斤顶、加油站的屋顶桁架结构、吊车滑轮组结构。各种机械零件和建筑物结构应用最广泛,如铰链连接,塔吊,二力杆等等。同时,在我们生活中最意想不到简单的东西也涉及到理论力学,如指甲刀,剪子这些都是应用杠杆原理。钳子,板子这些也是杠杆原理。滑轮。有一种可以粘在墙上的粘钩,那是用的大气压强。总之,理论力学在生活中的应用相当的广泛,学好理论力学就等于学好了科学,学会了生活。 在这次讲座中,老师首先讲的便是一种有趣的现象。晾衣服时绳子越长越容易断,而绳子越弯却不容易断,根据平面汇交力系的平衡原理可以解释此类现象。绳子越直,绳子与水平面的夹角就越小,进而夹角的正弦值就会越小,要想使得绳子的张力与衣物的重力平衡,需要很大的张力,因而绳子越直,就越容易断。利用此类原理,我们也可以将它应用于生活实际,如车子陷入泥潭中,利用一根绳子和附近的一棵树就可以将车子拉出来,再如两个大力士拔河,你只需在绳子的中点用一个很小的力就能将两个大力士拉到等等。诸如此类的现象生活中不胜枚举,我们只要能发动脑筋,多多思考,便能发现生活中力学的奥秘,提要的其中的乐趣。
菜刀是生活中很常见的用具了,可是在它上面我们也卡已发现不少的力学原理。首先在刀把上我们可以发现一些力学的原理,中国的菜刀刀把比较短,而且是圆滚滚的,刚好有一个手掌的宽度那么长,其实这刀把连上刀 身就是一个杠杆原理,属于一个简单机械,刀把短,所以力矩就短,刀身使力臂加长,所以菜刀是一个费力杠杆,费力杠杆的好处是可以 有效的缩短力的作用距离,比如说,现在哪有使菜刀切菜把刀举过头顶的,而是抬起来不高,就可以轻松切掉如果抬高了,而菜刀本身又是费力杠杆,那么又会做更大的功,这就是刀把短的好处,不像有些外国的刀,刀很漂亮,但是很不实用。此外,刀锋上也有力学的原理 。刀锋就是刀刃,并不是我 们简单的所想到的快与慢的问题,这其中包含了压力与压强的关系刀 越锋利,切东西越省力气,这实际上就是刀刃薄使被切物体减
小了了 受力面积, 也就是说在压力一定的情况下,受力面积越小,压强越大, 越容易切开东西,所以菜刀要经常保持刀刃锋利。其实菜刀这个结合体把我刚才说的这些都联系了起来,我现在就 将它们综合起来:菜刀首先需要一定的质量,然后就可以游了足够的重力,在重力 一定的前提下,加上刀刃的锋利试菜刀对物体的压强足够将物体切 开,另外菜刀又是一个费力杠杆,不用移动多大距离就能产生很大的 作用效果,加上前面的能量的转化,还有压强的增大,就是菜刀在我 们用的时候为什么非常称手的原因了。其实,在我们的身边和生活里有很多的现象与物力上的联系很大,菜刀只是其中一个,其余的我们只不过没有去想,我们的生活是 事可也离不开物理知识的,所以说力学是一门基础学科,一把小小 的菜刀就有这么多的力学知识,可见科学就在我们的身边,研究它对 我们提高队伍里的兴趣很有帮助, 生活中还有很多很多的有趣现象等 待我们去研究,去发现。
剃须刀也是力学在生最常见的应用之一,从它的发展历程中可以体会到力学的神奇之处。剃须刀可按结构分为安全刮脸刀、电动剃须刀、机械剃须刀三类安全刮脸刀:由刀片和锄形刀架组成。使用时,将刀片装在刀架上,握持刀架手柄即可进行剃刮。安全刮脸刀有两种,一种是在刀架上装一片双刃刀片;,另一种是刀架上装两片单刃刀片。用前一种刮脸刀剃刮时,使用者需调整刀片刃口与胡须接触角度,才能保证剃须效果。后一种刀架手柄较长,刀片分上、下两层并联安装在刀架上。剃刮时刀架头部能在刀架上部的枢轴上随面形变化而转动,从而使刀片刃口保持很好的剃刮角度;并且,当前部刀片将胡须根部拉出后,随即被后部刀片从根部切断。电动剃须刀:微型电动机靠电能驱动,带动内刀片动作,利用剪切原理,将伸入孔中的胡须切断。电动剃须刀可按内刀片的动作特点,分为旋转式和往复式两种。旋转式剃须刀可分为剃须区和不剃须区,离转轴较远的一端运动的线速度比较大,一般都用此处进行剃须。通过计算可以确定最合适的剃须距离。应用曲柄框架机构,将电机转动变为刀片的平动,显然比上面的旋转式更为合理和有效。机械剃须刀:利用机械储能机构带动刀片剃刮胡须。有两种类型,一种内部装有旋转仪,利用发条储能,发条释放时使旋转仪高速旋转,带动刀片剃刮;另一种内部装有陀螺仪,上面缠有拉线,拽动拉线,陀螺仪便带动刀片进行剃刮。
生活中我们会发现火车头一般都很厚重,我们不仅会想,火车头做得轻些好吗? 火车头做得轻些可不行!原因倒不是因为材料和技术不允许,而是,火车头一旦做的轻了,它对后面车厢的拉力就会明显减少。 火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力。 当火车前进时, 车轮向后推铁轨,铁轨反过来向前推车轮。这个相互推的力产生在车轮与铁轨相接触的地方,叫做摩擦力。摩擦力的大小与两物体(车轮与铁轨)压紧的力的大小有关,若是火车头做的轻便了,那么这个压紧的力就减小了,火车就拉不动后面的车厢了。
我们也会发现为什么旋转球不走直线?罚点球的队员把球踢出去后,对方守门员朝着来球的方向扑去,但是球在半途中改变了方向,绕过守门员射进了球门,球场上响起了一片喝采声...... 这种被解说员称为“香蕉球”的射门技巧是由于射出的球高速旋转而形成的,但为什么旋转的球体就不走直线了呢?这就要用空气动力学中一条重要结论来解释了。这条结论简述为:物体在流体中运动,它周围的流体相对它流速越大处压强就越小,当球如图所示的方向旋转着前进时,球的
左侧面的气流相对球面来说流动速度较小,这时球左侧的压强大于右侧,则球受了一个向右的力,所以球从对方大门右侧射入。
还有跳高时为什么要助跑?在体育比赛中,跳远的运动员选择较长的助跑距离, 而跳高 运动员的助跑距离则要短得多。如果选择较长的助跑距离,是否就跳不高呢?跳高运动员能腾起越过横杆,靠的是助跑的惯性力和起跳蹬 地的支撑反作用力。由于惯性力的方向是水平向前的,而支撑反作用力是垂直(或近似垂直)向上的,所以起跳后的身体重心沿着一个抛物线轨迹运动。这个抛物线轨迹的高度,取决于起跳时腾起初速度和腾起角的大小,也就是说,腾起初速度和腾起角是增加跳高高度的关键。一般说来,应该尽可能增大这两项数值,最大腾起角为90度。然而,由于跳高不是单纯的垂直向上运动, 越过横杆还必须有一个向前的力量;再则,还须充分利用水平速度来增大腾起初速度,因此,腾起角应小于90度。至于腾起初速度 ,则和运动员的素质和技术的熟练程度密切相关。 腾起初速度越大,跳得就越高。当腾起角一定时,腾起初速度是起决定作用的。
像这样的例子还有很多。
我们所处的是一个充满神奇的世界,只要我们用心去发现,并且探索其中的奥秘,相信就会收获无穷无尽的乐趣。
探究生活中力学的奥秘
随着时间的流逝,我们逐渐开始对力学进行了深入的理论学习,掌握了一定的力学知识,能够从理论上分析特定的力学模型。但我们缺少的却是将理论应用于实践的能力。通过参加这次的讲座,老师给我们讲了力学在生活中最常见的应用和一些与力学有关的有趣现象。启示我们要在生活中发现力学的奥秘,发现它的神奇之处,只有这样才不至于在枯燥的学习之中失去对力学的兴趣,也只有这样我们才能充分发挥自己的积极性和创造力,将所学的力学知识应用于生活实际,创造价值。
理论力学所研究的对象(即所采用的力学模型)为质点 或质点系时,称为质点力学或质点系力学;如为刚体时,称为刚体力学。因所研究问题的不同,理论力学又可分为 静力学、运动学和动力学三部分。静力学研究物体在力作用下处于平衡的规律。 运动学 研究物体运动的几何性质。动力学研究物体在力作用下的 运动规律。 理论力学的重要分支有振动理论、运动稳定性理论、陀螺仪理论、变质量体力学、刚体系统动力学以及自动控 制理论等。这些内容,有时总称为一般力学。 理论力学与许多技术学科直接有关,如水力学、材料 力学、结构力学、机器与机构理论、外弹道学、飞行力学 等,是这些学科的基础。在生活中,理论力学经常应用于三角形支架稳定(野外 烧锅架)千斤顶、加油站的屋顶桁架结构、吊车滑轮组结构。各种机械零件和建筑物结构应用最广泛,如铰链连接,塔吊,二力杆等等。同时,在我们生活中最意想不到简单的东西也涉及到理论力学,如指甲刀,剪子这些都是应用杠杆原理。钳子,板子这些也是杠杆原理。滑轮。有一种可以粘在墙上的粘钩,那是用的大气压强。总之,理论力学在生活中的应用相当的广泛,学好理论力学就等于学好了科学,学会了生活。 在这次讲座中,老师首先讲的便是一种有趣的现象。晾衣服时绳子越长越容易断,而绳子越弯却不容易断,根据平面汇交力系的平衡原理可以解释此类现象。绳子越直,绳子与水平面的夹角就越小,进而夹角的正弦值就会越小,要想使得绳子的张力与衣物的重力平衡,需要很大的张力,因而绳子越直,就越容易断。利用此类原理,我们也可以将它应用于生活实际,如车子陷入泥潭中,利用一根绳子和附近的一棵树就可以将车子拉出来,再如两个大力士拔河,你只需在绳子的中点用一个很小的力就能将两个大力士拉到等等。诸如此类的现象生活中不胜枚举,我们只要能发动脑筋,多多思考,便能发现生活中力学的奥秘,提要的其中的乐趣。
菜刀是生活中很常见的用具了,可是在它上面我们也卡已发现不少的力学原理。首先在刀把上我们可以发现一些力学的原理,中国的菜刀刀把比较短,而且是圆滚滚的,刚好有一个手掌的宽度那么长,其实这刀把连上刀 身就是一个杠杆原理,属于一个简单机械,刀把短,所以力矩就短,刀身使力臂加长,所以菜刀是一个费力杠杆,费力杠杆的好处是可以 有效的缩短力的作用距离,比如说,现在哪有使菜刀切菜把刀举过头顶的,而是抬起来不高,就可以轻松切掉如果抬高了,而菜刀本身又是费力杠杆,那么又会做更大的功,这就是刀把短的好处,不像有些外国的刀,刀很漂亮,但是很不实用。此外,刀锋上也有力学的原理 。刀锋就是刀刃,并不是我 们简单的所想到的快与慢的问题,这其中包含了压力与压强的关系刀 越锋利,切东西越省力气,这实际上就是刀刃薄使被切物体减
小了了 受力面积, 也就是说在压力一定的情况下,受力面积越小,压强越大, 越容易切开东西,所以菜刀要经常保持刀刃锋利。其实菜刀这个结合体把我刚才说的这些都联系了起来,我现在就 将它们综合起来:菜刀首先需要一定的质量,然后就可以游了足够的重力,在重力 一定的前提下,加上刀刃的锋利试菜刀对物体的压强足够将物体切 开,另外菜刀又是一个费力杠杆,不用移动多大距离就能产生很大的 作用效果,加上前面的能量的转化,还有压强的增大,就是菜刀在我 们用的时候为什么非常称手的原因了。其实,在我们的身边和生活里有很多的现象与物力上的联系很大,菜刀只是其中一个,其余的我们只不过没有去想,我们的生活是 事可也离不开物理知识的,所以说力学是一门基础学科,一把小小 的菜刀就有这么多的力学知识,可见科学就在我们的身边,研究它对 我们提高队伍里的兴趣很有帮助, 生活中还有很多很多的有趣现象等 待我们去研究,去发现。
剃须刀也是力学在生最常见的应用之一,从它的发展历程中可以体会到力学的神奇之处。剃须刀可按结构分为安全刮脸刀、电动剃须刀、机械剃须刀三类安全刮脸刀:由刀片和锄形刀架组成。使用时,将刀片装在刀架上,握持刀架手柄即可进行剃刮。安全刮脸刀有两种,一种是在刀架上装一片双刃刀片;,另一种是刀架上装两片单刃刀片。用前一种刮脸刀剃刮时,使用者需调整刀片刃口与胡须接触角度,才能保证剃须效果。后一种刀架手柄较长,刀片分上、下两层并联安装在刀架上。剃刮时刀架头部能在刀架上部的枢轴上随面形变化而转动,从而使刀片刃口保持很好的剃刮角度;并且,当前部刀片将胡须根部拉出后,随即被后部刀片从根部切断。电动剃须刀:微型电动机靠电能驱动,带动内刀片动作,利用剪切原理,将伸入孔中的胡须切断。电动剃须刀可按内刀片的动作特点,分为旋转式和往复式两种。旋转式剃须刀可分为剃须区和不剃须区,离转轴较远的一端运动的线速度比较大,一般都用此处进行剃须。通过计算可以确定最合适的剃须距离。应用曲柄框架机构,将电机转动变为刀片的平动,显然比上面的旋转式更为合理和有效。机械剃须刀:利用机械储能机构带动刀片剃刮胡须。有两种类型,一种内部装有旋转仪,利用发条储能,发条释放时使旋转仪高速旋转,带动刀片剃刮;另一种内部装有陀螺仪,上面缠有拉线,拽动拉线,陀螺仪便带动刀片进行剃刮。
生活中我们会发现火车头一般都很厚重,我们不仅会想,火车头做得轻些好吗? 火车头做得轻些可不行!原因倒不是因为材料和技术不允许,而是,火车头一旦做的轻了,它对后面车厢的拉力就会明显减少。 火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力。 当火车前进时, 车轮向后推铁轨,铁轨反过来向前推车轮。这个相互推的力产生在车轮与铁轨相接触的地方,叫做摩擦力。摩擦力的大小与两物体(车轮与铁轨)压紧的力的大小有关,若是火车头做的轻便了,那么这个压紧的力就减小了,火车就拉不动后面的车厢了。
我们也会发现为什么旋转球不走直线?罚点球的队员把球踢出去后,对方守门员朝着来球的方向扑去,但是球在半途中改变了方向,绕过守门员射进了球门,球场上响起了一片喝采声...... 这种被解说员称为“香蕉球”的射门技巧是由于射出的球高速旋转而形成的,但为什么旋转的球体就不走直线了呢?这就要用空气动力学中一条重要结论来解释了。这条结论简述为:物体在流体中运动,它周围的流体相对它流速越大处压强就越小,当球如图所示的方向旋转着前进时,球的
左侧面的气流相对球面来说流动速度较小,这时球左侧的压强大于右侧,则球受了一个向右的力,所以球从对方大门右侧射入。
还有跳高时为什么要助跑?在体育比赛中,跳远的运动员选择较长的助跑距离, 而跳高 运动员的助跑距离则要短得多。如果选择较长的助跑距离,是否就跳不高呢?跳高运动员能腾起越过横杆,靠的是助跑的惯性力和起跳蹬 地的支撑反作用力。由于惯性力的方向是水平向前的,而支撑反作用力是垂直(或近似垂直)向上的,所以起跳后的身体重心沿着一个抛物线轨迹运动。这个抛物线轨迹的高度,取决于起跳时腾起初速度和腾起角的大小,也就是说,腾起初速度和腾起角是增加跳高高度的关键。一般说来,应该尽可能增大这两项数值,最大腾起角为90度。然而,由于跳高不是单纯的垂直向上运动, 越过横杆还必须有一个向前的力量;再则,还须充分利用水平速度来增大腾起初速度,因此,腾起角应小于90度。至于腾起初速度 ,则和运动员的素质和技术的熟练程度密切相关。 腾起初速度越大,跳得就越高。当腾起角一定时,腾起初速度是起决定作用的。
像这样的例子还有很多。
我们所处的是一个充满神奇的世界,只要我们用心去发现,并且探索其中的奥秘,相信就会收获无穷无尽的乐趣。