理論力學(xué)論文 力學(xué)在生活中的妙用

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1、力學(xué)在生活中的妙用摘要：隨著學(xué)習(xí)的深入，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)生活中很多東西與力學(xué)息息相關(guān)，許多平常見怪不怪的現(xiàn)象都可以用力學(xué)知識(shí)進(jìn)行很好的解釋。比如籃球運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行三步上籃時(shí)，投籃的一瞬間不能正對(duì)籃環(huán)中心，否則由于慣性，反而投不中，而是要落后籃環(huán)中心一點(diǎn)投球，這是為了防止慣性；體操運(yùn)動(dòng)員和舉重運(yùn)動(dòng)員在比賽之前，總是要在手上抹些鎂粉，這樣做的目的都是為了增大摩擦力·····經(jīng)過仔細(xì)的推究，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)力學(xué)在生活中還有許多妙用。關(guān)鍵詞：力學(xué)原理、平衡尺、雞蛋撞地球、奇思妙用綜合地利用力學(xué)知識(shí)我們可以做出一些不符合“常理”的事情。下面將會(huì)詳細(xì)列舉幾個(gè)實(shí)例來說明力學(xué)在

2、生活中的妙用。（一）平衡尺如右圖所示，一把尺子，一小根細(xì)繩，一把榔頭柄，經(jīng)過一定的組合，形成讓人很驚訝的平衡而沒有掉下來。將其簡(jiǎn)化為力學(xué)模型：有兩根棒AE、AB，AE質(zhì)量忽略不計(jì)，AB質(zhì)量為m，AB端有一質(zhì)量為mB的物體，兩棒由繩DC連接，連接位置不固定，且AB、AE、DC的長(zhǎng)為已知量。求平衡條件。研究對(duì)象：整體受力分析：FE、mg、mBg∑FY=0，F(xiàn)E=mg+mBg1∑MA=0，F(xiàn)E·AE-mg·AFcosθ-ABcosθmBg=0AF=12AB,cosθ=mg+mBg·AE12mg+mBg·AB2取AE為研究對(duì)象FY=0,FE=T-FAMA=

3、0,FE·AE-AD-T·AD=0解得：T=FE·AEADFA=FE·(AE-AD)AD3取AB為研究對(duì)象MA=0,FE·(AE-ACcosθ)+mg·(AC-12AB)cosθ-mBg(AB-AC)cosθ=04又AC=DCsinθ,AD=DCtanθ5聯(lián)立得：cosθ=mg+mBg·AE12mg+mBg·ABmg+mBgAE-DCtanθ+mgcosθDCsinθ-12AB-mBgAB-DCtanθ這就是平衡條件。只要滿足平衡條件，就能夠立起來。將看似不可能的事情轉(zhuǎn)化為可能。（一）雞蛋撞地球這是一項(xiàng)流傳很廣很受學(xué)生歡迎的活動(dòng)，小小的雞蛋從五樓讓

4、其落到鋪著瓷磚的地面而不破碎，這聽上去感覺很難做到，即使加了一些緩沖裝置。然而，當(dāng)你從力學(xué)的角度研究這個(gè)問題時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，達(dá)成“雞蛋不碎”這一目標(biāo)挺簡(jiǎn)單的。首先介紹一下最基本的力學(xué)原理。1、由空中垂直下落的物體所受空氣阻力f與空氣的密度ρ、物體的有效橫截面積S、下落的速率v的平方成正比，阻力的大小可表示為f=CρSv2，其中C為阻力系數(shù)，一般在0.2～0.5之間，ρ=1.2kg/m3，物體下落經(jīng)過一段時(shí)間將達(dá)勻速。2、動(dòng)量定理表達(dá)式：Ft=△p其中△p指的是動(dòng)量的變化，F(xiàn)指的是沖力的大小，t指的是力的作用時(shí)間。雞蛋落地時(shí)，力的作用時(shí)間很短，造成雞蛋

5、所受的力比較大，所以要想雞蛋不碎，就必須減小雞蛋落地前的動(dòng)量或增大力的作用時(shí)間。3、一切物體都具有慣性。在“高空墜蛋”整個(gè)裝置落地的一瞬間，裝置靜止，然而雞蛋由于慣性，還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，造成與裝置擠壓、碰撞，容易損壞。如何將雞蛋由于具有慣性而造成的影響降到最低，還需要我們進(jìn)一步分析解決。其次就是制作裝置了，在這里簡(jiǎn)單地分析幾種裝置。降落傘型：降落傘型，顧名思義，就是利用降落傘，跳傘、宇宙飛船減速都運(yùn)用了這個(gè)方法，使受力面積增大，由公式f=CρSv2空氣阻力，以增大使雞蛋連同整個(gè)裝置平穩(wěn)落地。缺點(diǎn)就是：受大氣擾動(dòng)影響太厲害，穩(wěn)定性差。不倒翁型：不倒翁型，

6、就是使整個(gè)裝置像不倒翁一樣，把重心盡可能降低，使得裝置下落時(shí)能保持穩(wěn)定狀態(tài)，確保始終讓一個(gè)面著地。那么保護(hù)工作只需要在這一個(gè)面做好就行了，從而節(jié)省了材料。螺旋槳型：螺旋槳型，就是在整個(gè)裝置上方安置一個(gè)螺旋槳，靠流動(dòng)的空氣推動(dòng)或遙控，使螺旋槳旋轉(zhuǎn)起來，以提高安全性和準(zhǔn)確度。這極像直升飛機(jī)的飛行原理。這種方案因螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)而減小了裝置下落的速度，安全性更高。問題是如何保證螺旋槳始終朝上，螺旋槳一旦不朝上，準(zhǔn)確性將無從談起。如何保證螺旋槳平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)也是一個(gè)問題。（三）小結(jié)生活中涉及到力學(xué)的東西數(shù)不勝數(shù)，掌握一定的力學(xué)知識(shí)，不僅可以明白很多東西的工作原理，還

7、可以依靠其奇思妙用，創(chuàng)造出新的東西，甚至能打破常規(guī)。這需要我們親自去實(shí)踐了。