生
活
中
的
力
学
学号: [1**********]9
学院:机械学院
专业:测控仪器与技术
姓名:蒋国辉
手机:[1**********]
力学是一门自然科学,与我们的生活有着紧密的联系。我们平时都很难想到力学在生活中具体有着什么作用,然而力学在生活中的应用有很多,人人都知道几乎所有的实体都和力学有着关系,我们的祖先在很久之前就利用力学知识来有效地提高生产效率,改善生活质量。生活中的很多东西隐含了多方面的力学理论知识。总结它们的共性与异处可以应用于体育运动、军事等生产生活的多个方面。本文通过几个例子来通过对生活事物的描述以及一些简单的解析来介绍一些身边的力学应用。
一、飞机为什么会飞
翼剖面又称翼型。典型的翼型上凸下平,人们通常称流线型。根据流体的连续性和伯努利定理可知,相对远前方的空气来说,流经上翼面的气流受挤,流速加快压力减小,甚至形成吸力(负压力)而流过下翼面的气流流速减慢。于是上下翼面就形成了压力差。这个压力差就是空气动力。按力的分解法则,将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力由发动机提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力,将飞机托向空中。
二、拔河比赛比的是什么?
根据牛顿第三定律(即当物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必然同时给物体甲一个反作用力,作用力与反作用力大小相等,方向相反,且在同一直线上),对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。对拔河的两队进行受力分析就可以知道,只要所
受的拉力小于与地面的最大静摩擦力,就不会被拉动。因此,增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。
首先,穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子,能够增大摩擦系数,使摩擦力增大;还有就是队员的体重越重,对地面的压力越大,摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时,大人很容易获胜,关键就是由于大人的体重比小孩大。
另外,在拔河比赛中,胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。比如,脚使劲蹬地,在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如,人向后仰,借助对方的拉力来增大对
地面的压力,等等。其目的都是尽量增大地
面对脚底的摩擦力,以夺取比赛的胜利。
三、足球中的“香蕉球”现象
如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。进攻方的主罚队员,起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。
为什么足球会在空中沿弧线飞行呢?原来,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是拔脚踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的
空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小(伯努利方程)。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。乒乓球中,运动员在削球或拉弧圈球时,球的线路会改变,道理与“香蕉球”一样。
四、生产实习的受力问题
刀、刨等切削工具的刃部叫做劈,劈的纵截面是
一个三角形,如图使用劈的两个截面推压物体,把物
体劈开,设劈的纵截面是一个等腰三角形,劈背的宽
度是d,劈的侧面的长度是L。说明为什么劈的两侧面之间的夹角越小(即越锋利的切削工具)越容易劈开物体。
解析:根据力的分解法画力F的分力F1、F2的
矢量图,有矢量△OFF1与几何△ABC相似,得
dLABBCFF1FF1,即
F1F2LFd
L
当F一定时,劈的两侧面之间的夹角越小,即d越小, d就越大,F1、F2就越大。即两侧面夹角越小的工具就越容易批劈开物体。
五、过山车
过山车中涵盖了能量守恒、加速度和力等物理知识。
在开始旅行时,过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最
高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上,从这时起,带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能,即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。
第一种能,即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少(因为高度下降了),但它不会消失,而是转化成了动能,也就是运动能。不过,在能量的转化过程中,由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量,从而损耗了少量的机械能。这就是为什么要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低的原因:过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上,下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快,这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样,乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点,从而产生一种要被抛离的感觉,因为质量中心正在加速向下。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的,否则在到达顶峰附近时,小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了,它的质量中心在“身后”,在短时间内,它虽然处在下降的状态,但是它要"等待"质量中心越过高点被引力推动。
到达“疯狂之圈”时,沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯。这时,乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉,因为这时产生了一种表观的离心力。事实上,在环形轨道上由于铁轨与过山车相互作用产生了的一种向心力。这种环形轨道是略带椭圆形的,目的是为了"平衡"引力的制动效应。当过山车达到圆形轨道的最高点时,事实上它会慢下来,但如果弯曲的程度较小时,这种现象会减弱。一旦过山车走完了它的行程,机械制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由气缸来控制的。
六、为什么肥皂泡总先上升后下降
日常生活中,我们常希望肥皂泡能飘浮于空中,形成一道美丽的风景。但我们常常是看到肥皂泡开始时上升,随后便下降,这是为什么呢?
这个过程和现象是因为在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。
随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而
其受到的重力不变,这样,当重力大于
浮力时,肥皂泡就会下降。
学习生活中的力学的感想
简简单单的力学原理,就可以带给我们这么多的创造和乐趣,通过这几周对生活中的力学这门课程的学习,我深深地感受到了自然科学的力量。在以往的力学学习中,我们都会觉得力学是非常枯燥的,是难以捉摸的。但现在我了解了一些生活中可见可知的力学实例,知道了物理、力学知识在生活中是可知可感的。我们或许缺少的就是理论联系实际的意识,能够学到理论知识确实很重要,然而无法同实际相联系,那么理论知识也是屠龙之术,毫无作用可言了。虽说课时有点短,但老师讲的很是仔细认真,一些在生活中常见的现象老师都给我们做了详细的力学解释,听后让我恍然大悟。这个课让我学会了要用科学的思维来思考生活见到的现象。在这里要对老师说一句辛苦了。
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生
活
中
的
力
学
学号: [1**********]9
学院:机械学院
专业:测控仪器与技术
姓名:蒋国辉
手机:[1**********]
力学是一门自然科学,与我们的生活有着紧密的联系。我们平时都很难想到力学在生活中具体有着什么作用,然而力学在生活中的应用有很多,人人都知道几乎所有的实体都和力学有着关系,我们的祖先在很久之前就利用力学知识来有效地提高生产效率,改善生活质量。生活中的很多东西隐含了多方面的力学理论知识。总结它们的共性与异处可以应用于体育运动、军事等生产生活的多个方面。本文通过几个例子来通过对生活事物的描述以及一些简单的解析来介绍一些身边的力学应用。
一、飞机为什么会飞
翼剖面又称翼型。典型的翼型上凸下平,人们通常称流线型。根据流体的连续性和伯努利定理可知,相对远前方的空气来说,流经上翼面的气流受挤,流速加快压力减小,甚至形成吸力(负压力)而流过下翼面的气流流速减慢。于是上下翼面就形成了压力差。这个压力差就是空气动力。按力的分解法则,将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力由发动机提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力,将飞机托向空中。
二、拔河比赛比的是什么?
根据牛顿第三定律(即当物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必然同时给物体甲一个反作用力,作用力与反作用力大小相等,方向相反,且在同一直线上),对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。对拔河的两队进行受力分析就可以知道,只要所
受的拉力小于与地面的最大静摩擦力,就不会被拉动。因此,增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。
首先,穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子,能够增大摩擦系数,使摩擦力增大;还有就是队员的体重越重,对地面的压力越大,摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时,大人很容易获胜,关键就是由于大人的体重比小孩大。
另外,在拔河比赛中,胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。比如,脚使劲蹬地,在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如,人向后仰,借助对方的拉力来增大对
地面的压力,等等。其目的都是尽量增大地
面对脚底的摩擦力,以夺取比赛的胜利。
三、足球中的“香蕉球”现象
如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。进攻方的主罚队员,起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。
为什么足球会在空中沿弧线飞行呢?原来,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是拔脚踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的
空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小(伯努利方程)。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。乒乓球中,运动员在削球或拉弧圈球时,球的线路会改变,道理与“香蕉球”一样。
四、生产实习的受力问题
刀、刨等切削工具的刃部叫做劈,劈的纵截面是
一个三角形,如图使用劈的两个截面推压物体,把物
体劈开,设劈的纵截面是一个等腰三角形,劈背的宽
度是d,劈的侧面的长度是L。说明为什么劈的两侧面之间的夹角越小(即越锋利的切削工具)越容易劈开物体。
解析:根据力的分解法画力F的分力F1、F2的
矢量图,有矢量△OFF1与几何△ABC相似,得
dLABBCFF1FF1,即
F1F2LFd
L
当F一定时,劈的两侧面之间的夹角越小,即d越小, d就越大,F1、F2就越大。即两侧面夹角越小的工具就越容易批劈开物体。
五、过山车
过山车中涵盖了能量守恒、加速度和力等物理知识。
在开始旅行时,过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最
高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上,从这时起,带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能,即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。
第一种能,即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少(因为高度下降了),但它不会消失,而是转化成了动能,也就是运动能。不过,在能量的转化过程中,由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量,从而损耗了少量的机械能。这就是为什么要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低的原因:过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上,下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快,这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样,乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点,从而产生一种要被抛离的感觉,因为质量中心正在加速向下。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的,否则在到达顶峰附近时,小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了,它的质量中心在“身后”,在短时间内,它虽然处在下降的状态,但是它要"等待"质量中心越过高点被引力推动。
到达“疯狂之圈”时,沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯。这时,乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉,因为这时产生了一种表观的离心力。事实上,在环形轨道上由于铁轨与过山车相互作用产生了的一种向心力。这种环形轨道是略带椭圆形的,目的是为了"平衡"引力的制动效应。当过山车达到圆形轨道的最高点时,事实上它会慢下来,但如果弯曲的程度较小时,这种现象会减弱。一旦过山车走完了它的行程,机械制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由气缸来控制的。
六、为什么肥皂泡总先上升后下降
日常生活中,我们常希望肥皂泡能飘浮于空中,形成一道美丽的风景。但我们常常是看到肥皂泡开始时上升,随后便下降,这是为什么呢?
这个过程和现象是因为在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。
随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而
其受到的重力不变,这样,当重力大于
浮力时,肥皂泡就会下降。
学习生活中的力学的感想
简简单单的力学原理,就可以带给我们这么多的创造和乐趣,通过这几周对生活中的力学这门课程的学习,我深深地感受到了自然科学的力量。在以往的力学学习中,我们都会觉得力学是非常枯燥的,是难以捉摸的。但现在我了解了一些生活中可见可知的力学实例,知道了物理、力学知识在生活中是可知可感的。我们或许缺少的就是理论联系实际的意识,能够学到理论知识确实很重要,然而无法同实际相联系,那么理论知识也是屠龙之术,毫无作用可言了。虽说课时有点短,但老师讲的很是仔细认真,一些在生活中常见的现象老师都给我们做了详细的力学解释,听后让我恍然大悟。这个课让我学会了要用科学的思维来思考生活见到的现象。在这里要对老师说一句辛苦了。
, OvUW1Wylh5ii