試論生活中的力學(xué)現(xiàn)象

◆彭博為

(山東省平邑縣第一中學(xué))

在進(jìn)行實(shí)際的物理力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)，無論是對學(xué)生的邏輯思維能力方面，還是在空間想象能力方面都有一定的要求。當(dāng)我們進(jìn)行物理力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)，不能夠一味地從書本中進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的獲取，還需要結(jié)合實(shí)際生活中常見的力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行思維的擴(kuò)展，更好地去探索力學(xué)知識(shí)。單純的書本知識(shí)，常常導(dǎo)致學(xué)生群體中的一部分人對物理力學(xué)知識(shí)思考不透徹。對生活中的物理力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行必要的觀察與思考，并利用具體的實(shí)例，進(jìn)行各種力學(xué)現(xiàn)象的討論。進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的空間想象能力，更好地去理解，去學(xué)習(xí)物理力學(xué)知識(shí)。

一、生活中具體的力學(xué)現(xiàn)象的討論

1.生活中常見的重力現(xiàn)象的討論

當(dāng)我們乘坐電梯時(shí)，當(dāng)電梯由靜止到開始上升時(shí)，我們會(huì)感覺自己有下沉的感覺。而且在電梯由靜止到開始下降時(shí)，則會(huì)覺得自己有輕飄飄的感覺。但是并不代表我們自身所受到的重力變大變小，我們所受到的重力并沒有發(fā)生任何變化。我們在電梯的下底板放上一個(gè)精準(zhǔn)電子秤，然后讓一個(gè)同學(xué)站于電子秤上面，然后進(jìn)行電梯上升與下降的操作，并對電子秤上所顯示數(shù)值做好數(shù)據(jù)記錄工作。我們從后續(xù)的數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電梯在上升提速的過程中，發(fā)生超重現(xiàn)象，導(dǎo)致電子秤上顯示的數(shù)值增大。而在急速下降時(shí)，發(fā)生失重現(xiàn)象，導(dǎo)致了電子秤上的顯示的數(shù)值在減小。而在電梯進(jìn)行勻速上升與下降時(shí)沒有與重力平行方向上的加速度，電子秤上所顯示的數(shù)值與該同學(xué)靜止站在電子秤上一樣。增加與減少的數(shù)值，是由于電梯在加速過程中的加速度造成的。計(jì)算重力的公式為G=mg，該同學(xué)在電梯中比例系數(shù)g與該同學(xué)的體重m并沒有發(fā)生變化，因此該同學(xué)所受重力并沒有發(fā)生變化。簡單乘坐電梯就能從不同的感受中更好地了解重力相關(guān)的知識(shí)，這就要求學(xué)生在生活需要不斷探索不斷去發(fā)現(xiàn)思考。

2.生活中常見的摩擦力現(xiàn)象的討論

摩擦力是生活中必不可少的一種力，在生活的各個(gè)方面都有所體現(xiàn)。在摩擦力的分類上，具體可以分為，靜態(tài)摩擦力、滾動(dòng)摩擦力與滑動(dòng)摩擦力三種。如果我們生活中缺少了摩擦力，那么我們會(huì)連走路都覺得困難，因?yàn)楫?dāng)我們在走路時(shí)，需要與地面進(jìn)行接觸，產(chǎn)生向前的摩擦力才能夠使我們前進(jìn)。當(dāng)然，摩擦力在生活中的很多時(shí)候，也是阻礙我們的一大力學(xué)因素。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)械大多采用了齒輪的帶動(dòng)原理，而齒輪之間如果摩擦力過大，則會(huì)導(dǎo)致齒輪在短時(shí)間內(nèi)就磨損嚴(yán)重，需要進(jìn)行頻繁的維護(hù)更換工作，增加工業(yè)生產(chǎn)的投入成本。不僅僅是在工業(yè)生產(chǎn)這種場合，在我們?nèi)粘Ｉ钪性谑褂娩摴P進(jìn)行書寫時(shí)，鋼筆原先完好的筆尖會(huì)因?yàn)殚L期使用而被磨損需要更換，主要的原因就是書寫時(shí)與紙張表面進(jìn)行摩擦，從而導(dǎo)致鋼筆筆尖磨損，縮短鋼筆的使用壽命。對于生活中摩擦力現(xiàn)象的觀察與思考，對于學(xué)習(xí)高中物理知識(shí)的學(xué)生群體來說十分重要，能夠更好地增加學(xué)生對于摩擦力相關(guān)知識(shí)方面的理解。在普通的工廠的生產(chǎn)流水線的傳送帶上，就存在許多可以供以思考的不同情況，傳送帶與上方的貨物之間，在不同的運(yùn)動(dòng)情況下，也存在著不同的摩擦力作用的情況。我們利用傳送帶與貨物的不同運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行不同情況的摩擦力的相關(guān)討論。具體的討論根據(jù)下圖所示進(jìn)行：

圖1中，將傳送帶進(jìn)行斜放處理，然后將貨物置于傳送帶上，讓兩者一起進(jìn)行斜向勻速運(yùn)動(dòng)。該放置的貨物雖然沒有與傳送帶之間發(fā)生相對位移，但是依舊受到了方向?yàn)樾毕蛏系撵o摩擦力。圖2中，將傳送帶進(jìn)行水平放置，然后將貨物置于傳送帶上，讓兩者一起進(jìn)行水平勻速運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，放置的貨物沒有與傳送帶之間發(fā)生相對位移，并且沒有相對位移的趨勢，因此該貨物沒有收到摩擦力的作用。圖3中，我們將傳送帶進(jìn)行人為的水平加速，傳送帶與貨物之間產(chǎn)生了相對位移，貨物相對傳送帶水平向左位移，所受到的滑動(dòng)摩擦力方向?yàn)樗较蛴?。圖4中，我們將傳送帶進(jìn)行人為的水平減速，貨物相對于傳送帶進(jìn)行了水平向右的相對位移，所受到的滑動(dòng)摩擦力為水平向左。

3.生活中常見的彈力現(xiàn)象的討論

在我們的日常生活中，除了重力和摩擦力兩種不可或缺的力之外，還處處存在彈力現(xiàn)象。并且彈力還以多種形式展現(xiàn)在生活中，無論是生活中的彈簧和橡皮筋拉伸時(shí)的張力，還是物品放在地面上對地面產(chǎn)生壓力時(shí)地面向上的支撐力，都體現(xiàn)了彈力現(xiàn)象。當(dāng)然，彈簧不僅僅只有進(jìn)行拉伸時(shí)才有彈力的產(chǎn)生，當(dāng)將其壓縮時(shí)也會(huì)有相應(yīng)的彈力產(chǎn)生，籃球等球類拍打到地面然后受到彈力作用彈起也體現(xiàn)了彈力現(xiàn)象。在我們?nèi)粘Ｉ钪?，通過對物體進(jìn)行觀察，能夠大致了解彈力產(chǎn)生的必要條件與彈力現(xiàn)象的具體形式。在日常生活中，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們用手捏扁空的鋁制的可樂瓶后不會(huì)恢復(fù)原來的形狀，如圖1所示。但是，用手捏扁空的塑料可樂瓶時(shí)，它會(huì)迅速恢復(fù)原來的形狀，除非用的力度過大，才會(huì)導(dǎo)致其無法恢復(fù)原先狀態(tài)。

鋁制的可樂瓶在被施力捏扁后，并沒有恢復(fù)原先形狀，這種屬于非彈性形變，并沒有產(chǎn)生彈力。在進(jìn)行判斷時(shí)，就要求學(xué)生需要在進(jìn)行平時(shí)的課本知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，對彈力相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行鞏固。而塑料可樂瓶在被捏扁之后，迅速恢復(fù)原來形狀，這種為彈性形變，產(chǎn)生了使其恢復(fù)原先形狀的彈力。當(dāng)對塑料可樂瓶施加的力過大時(shí)，可樂瓶將會(huì)如同圖二所示情況一樣，無法恢復(fù)其原狀，不是因?yàn)闆]有受到彈力作用，而是因?yàn)槭┝^大導(dǎo)致超出了其彈性限度，導(dǎo)致其無法恢復(fù)原狀。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行高中物理中的彈力相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)，如果不能準(zhǔn)確了解其產(chǎn)生的原理與彈力的定義的話，常常會(huì)導(dǎo)致我們在平時(shí)答題時(shí)因?yàn)楫a(chǎn)生的偏差而做錯(cuò)。學(xué)生對日常生活中彈力現(xiàn)象進(jìn)行必要的觀察和思考，然后將課堂所學(xué)的定義與知識(shí)進(jìn)行結(jié)合，才能夠事半功倍，更加準(zhǔn)確地去理解彈力相關(guān)的知識(shí)。

三、結(jié)語

學(xué)生進(jìn)行高中物理的力學(xué)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，不僅僅要對書本中的定義與解釋進(jìn)行進(jìn)一步理解，還需要加上必要的日常生活中的觀察與思考，才能更好地去攻克高中物理力學(xué)方面的一系列問題。物理力學(xué)知識(shí)源于生活，更好地利用生活中的力學(xué)現(xiàn)象，對這些現(xiàn)象進(jìn)行必要的探究，更好地不斷學(xué)習(xí)物理力學(xué)中所包含的知識(shí)。對日常生活中的力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行更多的觀察與思考，保證高中物理力學(xué)知識(shí)能夠更好地被學(xué)生掌握、學(xué)會(huì)。