物理學(xué)在生活中運(yùn)用的深思考

王懿喆

[摘 要]在我們周圍大千世界中，物理知識(shí)都需要充分的運(yùn)用，從而改變生活，提升生活、工作質(zhì)量、效率。拓寬物理知識(shí)的運(yùn)用，解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題。本文簡(jiǎn)要結(jié)合當(dāng)前生活中常見(jiàn)的物理電磁學(xué)與力學(xué)知識(shí)幾個(gè)方面闡述物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用方式，通過(guò)典型例子闡述運(yùn)用物理知識(shí)能改變我們的生活。

[關(guān)鍵詞]電磁學(xué)；力學(xué)；杠桿原理；受力分析

中圖分類號(hào)：S471 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）02-0107-01

物理科學(xué)作為自然科學(xué)的重要分支，也是一門歷史悠久的自然學(xué)科，不僅對(duì)物質(zhì)文明的進(jìn)步和人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的深化起了重要的推動(dòng)作用，而且對(duì)人類的思維發(fā)展也產(chǎn)生了不可或缺的影響。隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，物理學(xué)的運(yùn)用已滲入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。

1 電磁學(xué)在生活和工作中的應(yīng)用

電磁起重機(jī)利用低電壓低電流來(lái)控制高電壓高電流的電路，利用電磁原理搬運(yùn)鋼鐵物品的機(jī)器。電磁起重機(jī)的主要部分是電磁鐵。接通電流，電磁鐵產(chǎn)生磁性把鋼鐵物品牢牢吸住，吊運(yùn)到指定的位置。切斷電流，磁性消失，鋼鐵物品就放下來(lái)了。電磁起重機(jī)使用十分方便，可以應(yīng)用在鋼的吊運(yùn)、廢鋼鐵回收部門和煉鋼車間等。電磁吸盤是用來(lái)吊運(yùn)具有導(dǎo)磁性的黑色金屬及其制品。電磁吸盤主要由金屬殼體和纏繞在鐵芯的線圈所構(gòu)成，用撓性電纜將直流電輸送給線圈繞組，撓性電纜圈繞在起重機(jī)上的電纜卷筒上。采用電磁吸盤作取物裝置可以大大縮短鋼鐵料及其制品的裝卸時(shí)間，并可減輕裝卸人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以在冶金機(jī)構(gòu)工廠、冶金專用碼頭及鐵路貨場(chǎng)電磁吸盤應(yīng)用廣泛。

利用電磁鐵來(lái)搬運(yùn)鋼鐵材料的設(shè)備叫做電磁起重機(jī)。起重機(jī)工作時(shí)，只要電磁鐵線圈里電流不停，被吸起的重物就不會(huì)落下，看不見(jiàn)的磁力比堅(jiān)固的吊鏈更可靠。但如果因某種原因斷了電，磁性消失，吊物失落。就會(huì)造成事故，因而有的生產(chǎn)電磁起重機(jī)上裝有停電保磁系統(tǒng)，如果運(yùn)送的重物提起掉電時(shí)，蓄電池存儲(chǔ)電延長(zhǎng)使用防止吊物投入然詩(shī)詞突然失磁落下來(lái)而造成事故的危險(xiǎn)。電磁線圈不能搬運(yùn)灼熱的鐵塊，一般起吊溫度為200度以下的鋼材，當(dāng)溫度在500度時(shí)，電磁吸盤的起重能力就會(huì)下降50%左右，當(dāng)溫度為700度時(shí)，電磁吸盤沒(méi)有起重能力。因?yàn)槌^(guò)600度高溫的鋼鐵磁性能很弱甚至消失。因此鋼鐵廠使用電磁鐵會(huì)嚴(yán)格限制被吊運(yùn)鋼件的溫度。大的電磁起重機(jī)，能提起近百噸重物。

電磁鐵通過(guò)里面的線圈的電流產(chǎn)生磁性，線圈的金屬導(dǎo)電性各不相同，也就有了生產(chǎn)電磁鐵的繞組的不同線圈，通常我國(guó)鋼鐵企業(yè)選用的電磁鐵有銅線圈、鋁線圈、鋁箔線圈，若按同樣數(shù)量的線圈產(chǎn)生磁性大小看，銅線繞組要優(yōu)于鋁線、鋁箔線圈。但若按電磁鐵重量比較銅線繞組的電磁鐵自重要重于其他兩種，從制造成本考慮當(dāng)然銅線圈要高于其他兩種。這就根據(jù)不同作業(yè)限制需要考慮材料選用。

2 動(dòng)、定滑輪在生活中的應(yīng)用

天安門國(guó)旗班的戰(zhàn)士們每天清晨都要舉行升旗儀式。主要用的就是定滑輪及其工作特點(diǎn)：根據(jù)定滑輪的不省力、不費(fèi)力，能改變力的方向；升旗時(shí)，用力向下拉繩子，國(guó)旗向上升；從而用定滑輪便能實(shí)現(xiàn)升旗的需要；所以升旗裝置中的定滑輪起到了改變用力的方向的作用。

家里裝修房子往高層上運(yùn)送材料，利用的就是動(dòng)滑輪的工作原理動(dòng)滑輪省1/2力多費(fèi)1倍距離，而且僅限于豎直向上用力時(shí)，用力傾斜的角度越大，用的力越多，所以可以將一些重的較重的裝修材料通過(guò)滑輪裝置用最省力的辦法運(yùn)到指定的位置。

3 杠桿原理在生活中的運(yùn)用

3.1 以腳踏式垃圾桶的制造原理為例：

蓋子是繞著蓋子與桶結(jié)合的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的，這個(gè)軸就是支點(diǎn)。有一根金屬向上頂蓋子，這個(gè)力使蓋子打開(kāi)，所以被定為動(dòng)力，而頂開(kāi)時(shí)遇到的阻力來(lái)自蓋子的重力。動(dòng)力和阻力都是蓋子受到了，而不是蓋子對(duì)別的物體作用的力。腳踏的力是動(dòng)力，踏的那根垃圾桶底下的金屬棒，也是繞著一根軸轉(zhuǎn)動(dòng)的，這根軸是支點(diǎn)，金屬棒另一端負(fù)責(zé)向上頂蓋子的，蓋子向下壓金屬棒，所以這才是阻力，這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的杠桿原理在生活中的運(yùn)用。

3.2 剪東西生活中的例子

如果我們分別用花剪（刀刃比較短）和洋裁剪刀（刀刃比較長(zhǎng)）剪紙板時(shí)花剪較省力但是費(fèi)時(shí)；而洋裁剪則費(fèi)力但是省時(shí)。

3.2.1 剪較硬物體

要用較大的力才能剪開(kāi)硬的物體，這說(shuō)明阻力較大。用動(dòng)力臂較長(zhǎng)、阻力臂較短的剪刀。

3.2.2 剪紙或布

用較小的力就能剪開(kāi)紙或布之類較軟的物體，這說(shuō)明阻力較小，同時(shí)為了加快剪切速度，刀口要比較長(zhǎng)。用動(dòng)力臂較短、阻力臂較長(zhǎng)的剪刀。

3.2.3 剪樹(shù)枝

修剪樹(shù)枝時(shí)，一方面樹(shù)枝較硬，這就要求剪刀的動(dòng)力臂要長(zhǎng)、阻力臂要短；另一方面，為了加快修剪速度，剪切整齊，要求剪刀刀口要長(zhǎng)。用動(dòng)力臂較長(zhǎng)、阻力臂較短，同時(shí)刀口較長(zhǎng)的剪刀。

所以說(shuō)，杠桿是生活中不可缺少，又很奇妙的。通過(guò)了解杠桿原理，我們能夠使生活中的很多困難的事變得簡(jiǎn)單。

4 物理知識(shí)在未來(lái)生活中的暢想

4.1 家庭中洗衣機(jī)的用水量大，為了節(jié)水，要在保證洗干凈衣服的前提下盡可能的節(jié)約用水。試想方案如下：

4.1.1 將洗衣機(jī)做成傾斜的，這種傾斜的造型并不是為了美觀或標(biāo)新立異，10度的斜面設(shè)計(jì)，傾斜了10度后，它的水位就相對(duì)加深了，能達(dá)到較大水量的洗滌效果。所以它省水。

4.1.2 常規(guī)洗衣機(jī)，均通過(guò)波輪或滾筒的反復(fù)旋轉(zhuǎn)，擾動(dòng)水流，使衣物移動(dòng)發(fā)生相對(duì)摩擦等機(jī)械方式來(lái)完成。這需用很多洗滌劑，耗水、耗電量大，也同樣污染環(huán)境。另外衣物易纏繞，對(duì)品質(zhì)好的衣物且易磨損，洗滌效果不理想。如果利用超聲波原理在洗衣機(jī)內(nèi)部裝有超聲波高頻振蕩器，從而產(chǎn)生高頻振蕩波，使水流及衣物間產(chǎn)生大量微小氣泡，利用氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的氣壓沖擊波，使污垢與衣物徹底分離，自動(dòng)完成洗滌工況，可不用或少用洗滌劑，減少洗滌劑的化學(xué)環(huán)境污染，也節(jié)水30%以上，節(jié)約水資源，洗滌效果很好。

4.2 除了洗衣機(jī)，坐便器也是家庭中的用水大戶，用水量大約占居民用水量的35%左右，一個(gè)三口之家一個(gè)月就要沖掉3千多升水。

4.2.1 我們可以考慮在坐便器的水箱中注水的同時(shí)存積部分空氣，利用供水管道中的壓力來(lái)壓縮內(nèi)部積攢的空氣，再推動(dòng)水以較高的速度流入便盆。水沖力大，所以能節(jié)約水。

4.2.2 淋浴器節(jié)水的設(shè)想：根據(jù)人體的自重采用腳踏式開(kāi)關(guān)的形式，人需要用水時(shí)腳站到上面，通過(guò)自重壓力打開(kāi)通水的閥門，然后實(shí)現(xiàn)淋浴，不需要水的時(shí)候，人離開(kāi)閥門，水自動(dòng)關(guān)閉。這樣隨時(shí)開(kāi)閉起到了節(jié)水的作用。

4.3 另外現(xiàn)代的人群對(duì)公共區(qū)域的衛(wèi)生更加講究，住賓館時(shí)毛巾的衛(wèi)生程度已經(jīng)越來(lái)越受大家的關(guān)注，設(shè)想在賓館中洗澡后不再直接用毛巾擦洗，而是設(shè)計(jì)一個(gè)類似烘干手的原理，人站在前面能夠通過(guò)紅外線傳感掃描到人體的體溫后自動(dòng)加熱吹風(fēng)，然后實(shí)現(xiàn)快速烘干，避免了毛巾消毒不徹底帶來(lái)的衛(wèi)生問(wèn)題。

物理知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)用確實(shí)很多。只要我們勤于觀察。不斷思考，開(kāi)創(chuàng)思維。加以運(yùn)用。我們的世界會(huì)變得更加便捷，環(huán)保，美好。

參考文獻(xiàn)

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