高中力學(xué)知識在生活實(shí)踐中的應(yīng)用研究

摘要：在初中階段所學(xué)的力學(xué)知識僅僅是為了高中力學(xué)做鋪墊，相比而言，高中力學(xué)知識更加抽象，但是在現(xiàn)實(shí)生活中有著較強(qiáng)的適用性。本文以高中力學(xué)知識在生活實(shí)踐中的應(yīng)用為研究內(nèi)容，通過幾個典型的案例進(jìn)行分析，加深人們對于力學(xué)知識的認(rèn)識，激發(fā)我們高中生對高中力學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)個人物理知識體系的發(fā)展與完善。

關(guān)鍵詞：高中 力學(xué) 生活實(shí)踐 應(yīng)用

物理是一門源自于生活的傳統(tǒng)學(xué)科，人們在分析、總結(jié)日常生活中的各種現(xiàn)象的過程中創(chuàng)造了物理這一學(xué)科，并且，通過對物理學(xué)的深入研究，使其在生活中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。高中物理學(xué)設(shè)計(jì)知識范圍較廣，其中以力學(xué)與生活的關(guān)系最為緊密，在日常生活的各個方面，均能夠發(fā)現(xiàn)高中物理力學(xué)知識的存在。因此，加強(qiáng)高中力學(xué)知識在生活實(shí)踐中的應(yīng)用研究，能夠促進(jìn)我們高中生形成物理力學(xué)知識學(xué)習(xí)興趣，并實(shí)現(xiàn)個人高中物理力學(xué)知識體系的進(jìn)一步完善。

一、地球引力中的高中力學(xué)知識

一顆蘋果落在了牛頓的頭上，使牛頓發(fā)現(xiàn)了地球引力。然而，對于我們來說，引力是日常生活中最容易被忽視的一種力。對于引力的認(rèn)識，教材中并未進(jìn)行明確的討論，力的抽象性導(dǎo)致我們高中生在理解引力的過程中存在一定的困難。針對這一情況，可以借助地球自轉(zhuǎn)這一實(shí)際情況進(jìn)行分析。

眾所周知，地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了白晝與黑夜，根據(jù)離心力的產(chǎn)生機(jī)理，在地球自轉(zhuǎn)的過程中，地球表面的物體也在隨之高速轉(zhuǎn)動，應(yīng)產(chǎn)生與運(yùn)動切線方向垂直的離心力，也就會脫離地球表面向大氣層運(yùn)動。然而，這一現(xiàn)象并沒有出現(xiàn)，其原因就是由于引力的存在。不同質(zhì)量的物體之間存在著相互吸引的力，地球與人之間的引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于隨地球自轉(zhuǎn)的人所產(chǎn)生的離心力，這也就不難解釋為何人在原地跳高的情況下需要耗費(fèi)大量的能量，且垂直起跳高度存在局限性。

為掙脫地球引力的束縛，人類在不同時期都進(jìn)行過嘗試，如我國早期的萬戶。但是，較為成功的當(dāng)屬利用熱脹冷縮原理的熱氣球，通過給熱氣球內(nèi)空氣加熱，使其膨脹后降低密度，由此產(chǎn)生的浮力大于地球引力的作用，熱氣球自然就飛向了空中。還有就是目前最流行的航空航天通用升空法：大于等于7.9km/s的發(fā)射速度，發(fā)射高度越高，發(fā)射速度越大。

二、牛頓第一定律在生活中的應(yīng)用

所謂牛頓第一定律，也被稱為慣性定律，在初中階段就已經(jīng)對這一知識點(diǎn)有了初步接觸，而高中物理知識中的牛頓第一定律的內(nèi)容則更加豐富，它將物體保持原有狀態(tài)的情況進(jìn)行了分類說明，并強(qiáng)調(diào)只有外力介入的情況下才能夠打破物體的慣性狀態(tài)[1]。對于牛頓第一定律在生活中的應(yīng)用案例較多，這里以道路交通安全與牛頓第一定律之間的關(guān)系進(jìn)行介紹。

（一）車速與摩擦力之間的安全距離分析

隨著人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為較為普遍的代步工具，在高速公路、城市道路上，通常會看到各種不同類型的限速標(biāo)志，以及一些用于識別與前方車輛距離的標(biāo)識牌。對于相關(guān)標(biāo)志、標(biāo)識牌的設(shè)計(jì)，其目的就是為了保證行車安全，其原因在于高速行駛的交通工具在遇到緊急情況進(jìn)行剎車時，會由于慣性的存在而繼續(xù)保持一定距離的行駛，在摩擦力的作用下最終停止下來，剎車所經(jīng)過的距離就是安全距離。一般情況下，如不考慮緊急剎車后車輛制動導(dǎo)致的車翻等情況時，汽車在120km/h速度下的剎車安全距離為104.2m，100km/h速度下的剎車安全距離為77.0m，80km/h速度下的剎車安全距離為53.7m。由此可見，對于同一輛車來說，車速越快，在剎車過程中的慣性也就越強(qiáng)，通過摩擦力制動的距離也就越長。

（二）汽車制動過程中的力學(xué)技巧

通常來講，汽車制動也是存在著一定的技巧，在高中物理力學(xué)方面的考試題目中，曾有一題對汽車安全制動方式進(jìn)行了討論。其大致內(nèi)容為“某汽車在山間道路上行駛，由于不熟悉路況，駕駛?cè)藳]有及時發(fā)現(xiàn)前方懸崖，當(dāng)發(fā)現(xiàn)懸崖時已經(jīng)超出了安全制動距離，在這種情況下，改如何對車輛進(jìn)行制動？”

對于此類題目，其明確指出了車輛常規(guī)制動方式后將直接跌落懸崖，因此，需要采用其他制動方式。根據(jù)能量守恒原理，汽車在制動之前所具有的動能是一致的，在制動過程中，汽車動能將悉數(shù)轉(zhuǎn)化為摩擦力產(chǎn)生的內(nèi)能。在摩擦力一定的情況下，延長摩擦力的作用距離就成為消耗汽車動能的最佳方法[2]。所以，為保證汽車能夠及時停下，則需要按照圖1所示進(jìn)行制動。

這里需要提醒的一個駕車小常識就是，對沒有安裝ABS（剎車防抱死）系統(tǒng)的汽車來說，在緊急制動的過程中應(yīng)避免持續(xù)剎車，而是利用點(diǎn)剎的方式，因?yàn)槲覀兪熘畲箪o摩擦力總是略大于滑動摩擦力的，點(diǎn)剎則是運(yùn)用了這一點(diǎn)，通過增大阻力，使汽車能有足夠時間夠繼續(xù)轉(zhuǎn)向，從而避免出現(xiàn)車輪抱死后的車翻或車輛方向無法控制等問題。

三、浮力在生活中的應(yīng)用

我們對于浮力并不陌生，前文所提到的熱氣球就涉及到浮力相關(guān)的知識，然而，浮力在生活中的應(yīng)用并不僅如此。一般情況下，我們所接觸到的浮力主要是指物體在流動液體中所受到的力的作用，物體所受浮力大小與其排開液體的體積成正比，等于排開液體所受到的重力。

浮力在生活中的應(yīng)用較為廣泛，其中使我印象最為深刻的就是韓國政府在處理已經(jīng)側(cè)翻、沉沒的“世越號”游輪時所使用到的相關(guān)技術(shù)。由于缺少水面重型起重設(shè)備，“世越號”游輪一直處于傾覆的狀態(tài)，這嚴(yán)重影響了搜救速度，為此，韓國政府組織人員在“世越號”游輪左側(cè)底部安裝了大量的定位銷，并將裝有化學(xué)藥劑的氣囊與定位銷相連接，當(dāng)氣囊內(nèi)的化學(xué)藥劑進(jìn)行反應(yīng)后，氣囊內(nèi)的氣壓升高，氣囊體積不斷增大，氣囊所受浮力也隨之增加，“世越號”游輪左側(cè)受到浮力的作用部分改變了游輪傾覆狀態(tài)，為進(jìn)一步搜救提供了便利[3]。而這一行為便是仿照了魚，魚通過吸入和排出氣體來改變魚鰾的大小從而改變自身密度來實(shí)現(xiàn)上浮和下潛。

浮力作為高中物理力學(xué)知識的一種表現(xiàn)形式，其大小與諸多因素相關(guān)。因此，對于浮力在生活中的應(yīng)用，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行討論，否則，將由于計(jì)算參量的錯誤將導(dǎo)致應(yīng)用效果并不理想，甚至造成嚴(yán)重的后果。

四、結(jié)語

高中物理中的力學(xué)知識作用在生活的方方面面，在很多細(xì)節(jié)中體現(xiàn)出來，這充分展示出了力學(xué)原理對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?。作為一門應(yīng)用型學(xué)科，我們高中生在學(xué)習(xí)物理力學(xué)基礎(chǔ)理論知識的同時，還需要具備一定的理論實(shí)踐能力。在日常生活實(shí)踐中，加強(qiáng)對物理力學(xué)知識的理解，培養(yǎng)力學(xué)知識的創(chuàng)新應(yīng)用能力，從而促進(jìn)個人全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙為京.高中物理力學(xué)知識的生活化教學(xué)研究[J].新課程·下旬，2017，（21）.

[2]劉文昕.淺談高中物理知識在生活中的應(yīng)用分析[J].教育界：綜合教育研究，2015，（25）.

[3]吳冠達(dá).淺談高中物理力學(xué)知識在未來發(fā)展中的應(yīng)用[J].未來英才，2017，（23）.

（作者簡介：王安浙，浙江省寧波第二中學(xué)，高中學(xué)歷。）