力学在实际生活中的应用

力学在实际生活中的应用

沈佳

许多学生可能认为物理是一门十分枯燥的学科，并且所学的知识离自己很遥远，在实际生活中根本用不到。然而随着高考改革的不断推进，现阶段的物理学习已经逐渐向以应用知识解决问题的方法考核为主，也就是三维目标中的“过程与方法”。作为为中学物理主干知识的力学部分，它与日常生活、生产实际和现代科技有十分紧密的联系。为了增加学生的学习兴趣，激发学习热情，在课堂上可以有意渗透一些与力学相关的生活实例。

例1

在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须平衡一定时间，才能被裁判视为成功。图1所示为陈艳青举起杠铃，获得冠军的瞬间。设陈艳青举起杠铃后双臂夹角为106°并处于平衡状态，陈艳青可通过开举前，改变两手握杆的距离来调节举起时双臂

的夹角。下面关于陈艳青抓举的说法中，正确的有( )。

A 。若双臂夹角变大，则陈艳青举起杠铃过程中对杠铃做功变

B 。若双臂夹角变大，则陈艳青举起杠铃过程中对杠铃做功不变

C 。若双臂夹角变大，则陈艳青使杠铃平衡时手臂用力减小

D 。若双臂夹角变大，则陈艳青使杠铃平衡时手臂用力增大

解析：若双臂夹角变大，在举起杠铃的过程中，杠铃升高的高度变小

所以陈艳青对杠铃做功变少，故选项A 、B 错误。根据平衡条件，陈艳

青使杠铃平衡时，杠铃的受力如图2所示。陈艳青双臂举杠铃的合力

与杠铃的重力平衡，若双臂夹角变大，由平行四边形定则可知力F 变大，

即陈艳青使杠铃平衡时手臂用力增大，故选项D 正确。

例2

刀、刨等切削工具的刃部叫做劈，劈的纵截面是一个三角形，如图

使用劈的两个截面推压物体，把物体劈开，设劈的纵截面是一个等腰三

角形，劈背的宽度是d ，劈的侧面的长度是L 。说明为什么劈的两侧面

之间的夹角越小(即越锋利的切削工具)越容易劈开物体。

解析：根据力的分解法画力F 的分力F1、F2的矢量图，有图1

图2 图3

矢量△OFF1与几何△ABC 相似，得

1

F BC F AB =，即1F L F d = F d L F F ==21 当F 一定时，劈的两侧面之间的夹角越小，即d 越小，

d

L 就越大，F 1、F 2就越大。即两侧面夹角越小的工具就越容易批劈开物体。

例3 为了把陷在泥坑里的汽车拉出来，司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上，开始时车与树相距12 m ，然后在绳的中点用400 N 的力F ，沿与绳垂直的方向拉绳，如果中点被匀速拉过60 cm ，如图5所示，假设绳子的伸长可以不计，求汽

车受到的拉力。

解析：由力的分解可得

例4 根据天文学家观测，月球半径为R=1738Km ，月球表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的1/6，月球表面在阳光照射下的温度可达127℃，此时水蒸气分子的平均速率v 0=2000m/s 试分析月球表面没有水的原因(取地球表面的重力加速度为9。8m/s 2)

解析：假定月球表面有水，则这些水蒸气分子在127℃时达到的平均速度v 0=2000m/s 必须小于月球表面的第一宇宙速度v 1，否则这些水将不会降落回月球表面从而导致月球表面没有水。取质量为m 的某水分子。

故

v 0 >v 1这些水分子会像卫星

一样绕月球转动而不落到

月球表面，使月球

表面无水。 图4

图5