淺析日常生活中的物理規(guī)律

邵凌岑

摘要：物理，從字面上解釋就是萬物存在，或者說萬物運(yùn)行之道理，雖然我們從初中時(shí)才開始系統(tǒng)地學(xué)習(xí)物理這門學(xué)科，但其實(shí)物理學(xué)的知識(shí)在生活中處處可見，比如下雨天總是先看到閃電才聽到雷聲，冬天從室外進(jìn)入室內(nèi)眼睛上會(huì)有一層白霧等等。物理學(xué)包括很多內(nèi)容，大到恒星宇宙，小到各種粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與規(guī)律，它與我們的生活方方面面息息相關(guān)。本文將書上的物理知識(shí)與日常生活聯(lián)系起來，從力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)等角度解釋生活中一些常見的物理現(xiàn)象，揭示這些現(xiàn)象背后的規(guī)律與原理，進(jìn)而從理解自然向改造自然轉(zhuǎn)變，不斷提高人類利用自然、改造自然的能力。

關(guān)鍵詞：物理規(guī)律 日常生活 中學(xué)物理

一、生活中的力學(xué)物理規(guī)律

日常生活中，我們發(fā)現(xiàn)汽車在行駛的山區(qū)時(shí)，輪胎磨損程度會(huì)比平地要大，這是由于在山區(qū)行駛時(shí)，山區(qū)道路多是曲折盤旋，上下凹凸不平，當(dāng)車輛的重量確定后，路面越粗糙，輪胎與道路間的摩擦力越大。此外，車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)對(duì)輪胎的磨損也較大，是因?yàn)檐囕v轉(zhuǎn)向時(shí)的向心力是由輪胎與路面間的摩擦力提供的，轉(zhuǎn)向需要額外的摩擦力，所以使輪胎磨損程度增大；在高速公路轉(zhuǎn)彎處，我們發(fā)現(xiàn)外側(cè)的道路要比內(nèi)側(cè)稍微高了一點(diǎn)，這樣就可以讓地面對(duì)汽車的支持力提供一部分轉(zhuǎn)向所需的向心力，從而減小摩擦力，減輕對(duì)輪胎的磨損，在經(jīng)過彎道時(shí)，汽車都會(huì)減低速度大小，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)物體速度與向心力的關(guān)系： ，當(dāng)汽車的質(zhì)量和轉(zhuǎn)彎弧度一定時(shí)，汽車速度太大車輛有很大幾率飛出路面。汽車高速行駛在下凹的路上時(shí)就可以看作是在進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，同樣地，汽車輪胎所受摩擦力也會(huì)增大，磨損程度增大。通過力學(xué)原理的研究，駕駛員們可以規(guī)范駕駛，在轉(zhuǎn)向時(shí)注意控制車速，道路設(shè)計(jì)者也應(yīng)該遵循這些普遍規(guī)律，利用這些物理知識(shí)科學(xué)設(shè)計(jì)道路，降低交通事故發(fā)生的概率，同時(shí)更好的保護(hù)司機(jī)們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、生活中的光學(xué)物理規(guī)律

海市蜃樓可以說是生活中最令我們驚奇的光學(xué)現(xiàn)象了，是遠(yuǎn)方景象反射太陽光經(jīng)過大氣折射以及全反射后產(chǎn)生的光學(xué)幻象。眾所周知，光線在穿過密度不同的兩種介質(zhì)時(shí)傳播方向會(huì)發(fā)生改變，這也就是常說的光線折射。在沙漠中常產(chǎn)生海市蜃樓現(xiàn)象是由于接近沙漠的下層空氣溫度較高，屬于光疏介質(zhì)，上層空氣溫度較低，屬于光密介質(zhì)，溫度不同的上下層空氣密度不同，當(dāng)高處的光線從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)時(shí)，折射角增大，而人的眼睛會(huì)誤認(rèn)為光依舊是按照直線傳播，順著入射光線往回看，看到的其實(shí)是實(shí)際物體下方的景象。而海邊出現(xiàn)海市蜃樓的物理原理與沙漠正好相反，水的比熱容比較大，白天水面上方的空氣溫度偏低，而更上方的空氣溫度較高，這樣就形成了上疏下密的介質(zhì)，當(dāng)水面上的物體斜向上反射太陽光時(shí)，由于是從光密介質(zhì)傳播到光疏介質(zhì)，所以折射角會(huì)變大，人看到的也不是實(shí)際物體的景象。

三、生活中的電學(xué)物理規(guī)律

摩擦起電，同性相斥、異性相吸等等都是我們從小就聽過的電學(xué)常識(shí)，電學(xué)知識(shí)的應(yīng)用以及各種電器的發(fā)明，不斷推動(dòng)了時(shí)代的發(fā)展，也便捷了我們的日常生活。伴隨著便捷而來的也有危險(xiǎn)，人體可承受的最大電壓只有36 V，因觸碰高壓電而產(chǎn)生的危險(xiǎn)事故在生活中也屢見不鮮?，F(xiàn)在電的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸主要通過高壓電纜，當(dāng)電纜發(fā)生故障時(shí)我們常常見到維修工人身著金屬網(wǎng)爬上巨大的高壓電架進(jìn)行維修，高壓電纜是非常危險(xiǎn)的，而為工人提供安全保障的就是他們身上的金屬網(wǎng)，依照靜電屏蔽原理，金屬網(wǎng)可以屏蔽電纜上的電。所謂靜電屏蔽是指一個(gè)空腔導(dǎo)體位于電場時(shí)，電荷只會(huì)聚集分布在介質(zhì)的外表面，而導(dǎo)體的內(nèi)部不存在電荷。當(dāng)維修工人維修電纜時(shí)，身上穿的金屬網(wǎng)就相當(dāng)于空腔導(dǎo)體，空腔導(dǎo)體內(nèi)沒有電荷，所以工人不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。同樣，在野外高壓輸電網(wǎng)遇到雷雨天氣會(huì)容易遭受雷擊，設(shè)計(jì)師會(huì)在輸送高壓電的電纜上方安裝幾根與大地相連的導(dǎo)線，這些導(dǎo)線就組成了一個(gè)稀疏的金屬網(wǎng)，也就是空腔，根據(jù)靜電屏蔽原理，這樣就可以規(guī)避被雷擊的風(fēng)險(xiǎn) [1]。

四、生活中的聲學(xué)物理規(guī)律

走在馬路上如果遇到救護(hù)車鳴笛，我們聽到的鳴笛聲聲調(diào)會(huì)先升高后降低；高速行駛的汽車駛向測速點(diǎn)時(shí)，就會(huì)被測出速度；這都是多普勒效應(yīng)的體現(xiàn)和應(yīng)用，根據(jù)這一原理，物理學(xué)家研制了多普勒測速儀。當(dāng)車輛疾馳而過時(shí)，車輛發(fā)出的聲波，向觀測者運(yùn)動(dòng)，而車輛具有速度，車輛速度與聲速均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速，速度疊加變大，使單位時(shí)間內(nèi)傳播的完整聲波個(gè)數(shù)增多。聲波頻率越大，觀測者收到的音調(diào)就越高。同理，聲源遠(yuǎn)離時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)接收的完整聲波個(gè)數(shù)減少，頻率降低，音調(diào)變低。而多普勒測速儀則是向運(yùn)動(dòng)物體發(fā)出固定頻率的等幅電磁波，電磁波經(jīng)過物體反射被測速儀接收，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)物體與測速儀存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，接收信號(hào)頻率與發(fā)出信號(hào)頻率存在差異，從而計(jì)算出相對(duì)速度。

五、生活中的熱學(xué)物理規(guī)律

生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴都蘊(yùn)藏著物理規(guī)律，在炎熱的夏天我們常會(huì)喝冷飲解暑，當(dāng)細(xì)細(xì)的吸管插入冷飲時(shí)，就算不用嘴吸，冷飲也會(huì)沿著吸管自動(dòng)向上流，這就是毛細(xì)現(xiàn)象。毛細(xì)現(xiàn)象是由于液體的表面張力和潤濕現(xiàn)象共同引起的，當(dāng)毛細(xì)管插入液體時(shí)，毛細(xì)管表面的液體分子間的引力遠(yuǎn)大于液體內(nèi)部分子間的作用力，所以毛細(xì)管內(nèi)部的分子勢能比液體內(nèi)部的分子勢能小。根據(jù)能量最低原理，任何體系總是傾向于內(nèi)部勢能最小的狀態(tài)，因此液體分子總是盡量擠入附著層，減小體系內(nèi)部的總勢能。液體不斷的上升的過程中，體系總能量不變，形式會(huì)發(fā)生改變，液體內(nèi)分子損失的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙后w分子的重力勢能[2]。

六、結(jié)語

生活和物理的關(guān)系是非常緊密的，生活中處處都蘊(yùn)藏著物理規(guī)律，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，物理知識(shí)在實(shí)踐中的不斷應(yīng)用，深入了解生活中物理現(xiàn)象，不僅有助于我們養(yǎng)成善于觀察，善于思考和提出問題的習(xí)慣，而且能讓我們對(duì)書本上的物理知識(shí)理解的更加透徹。身處科技迅速發(fā)展的信息時(shí)代，我們應(yīng)該不斷提升自身的科學(xué)探究和實(shí)際實(shí)踐能力，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)自身實(shí)踐探索能力和知識(shí)運(yùn)用能力，成為對(duì)社會(huì)有用的人才[3]。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬興源.靜電平衡原理與靜電屏蔽應(yīng)用[J].現(xiàn)代視聽，2010，（S2）：151.

[2]劉愛國.毛細(xì)現(xiàn)象的能量來源[J].大學(xué)物理，1994，（12）：9—10.

[3]李浩偉.生活中的物理知識(shí)分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017，（02）：149.

（作者單位：鄭州市四中）