论文——高中物理生活中的力学问题在教学中的应用

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1、论文高中物理生活中的力学问题在教学中的应用摘要：本文从物理模型、实例应用两方面对日常生活中的质点力学、刚体力学、流体力学的例子进行分析和讨论。旨在让学生明白物理学的基础性，也使力学教学贴近生活，走进生活；亦可增强物理教学的趣味性，激发学生的学习兴趣，提高学习的积极性和主动性。　　关键词：日常生活　物理模型　实例应用　STS　　物理学是一门基础学科，是现代科学技术的基础，物理知识在现代生活、社会生产、科学技术中有广泛的应用。力学是与日常生活关系最密切的物理学科之一，可以说在我们日常生活中，力学几乎无处不在。人们的衣食住行处处都与力学有着紧密的联系。本文从质点力学、刚体力学、流体力学的物理机理

2、分析日常生活中的力学问题，以及物理学与社会的联系，说明物理教学与实践的关系，使力学教学贴近生活，走进生活。以求激发学生的学习兴趣，达到更好的教学效果；提高学生分析问题和解决问题的能力；提高学生科学文化素质；为将来的创新打下一定的基础[1]。　　1质点力学教学　　1．1物理模型　　在很多实际问题中，物体的形状和大小与所研究的问题无关或者所起的作用很小，我们就可以在尺度上把它看作一个几何点，而不必考虑它的形状和大小，它的质量可以认为就集中在这个点上，这种抽象化的模型，叫做“质点”。例如，研究行星绕太阳运动时，虽然行星本身很大，但是它的半径比起它绕太阳运动的轨道半径却小得多，因此我们在这些问题中

3、就可以把行星看作质点。但在研究它们（例如地球）自转时，就不能把它们看作质点了。　　在一般情况下，一切物体都可以看作是质点的集合，所以，研究力学一般都从质点力学开始。质点力学是力学研究的基础，在中学阶段物理课程中的力学部分也是建立在质点力学的基础上的。如：牛顿定律、动量定理、动量守恒定理、动能定律、动能守恒定律、力矩、势能等等[2]。　　1．2实例应用　　1．2．1　走或跑的受力情况　　走或跑时，人体受的外力包括空气阻力、作用于身体总质心的重力以及地面支撑脚的力（简称为支撑反力）。支撑反力是地面对人脚的总的作用，它是竖直向上的压力与水平方向的静摩擦力的合力。许多人认为水平方向的静摩擦力就是使

4、人前进的外力。其实，人的走动并不等同于一个物体的平移，人体的总质心还在不断地上、下运动，正压力也会起加速作用。因此，静摩擦力并不是全部的起加速作用的外力。全面地说，起加速作用的外力是地面作用于支撑脚的支撑反力。　　为研究问题的方便，可以把支撑反力看成是体重反力与蹬地反力的合力。体重反力是指由于人体具有静态重量而产生的那一部分地面对脚的作用力，其大小总是等于体重，方向总是竖直向上，蹬地反力的大小取决于人以多大的力蹬地，方向则与人蹬地的方向相反。在脚刚落地至蹬地前的缓冲动作中，脚向前下方蹬地，蹬地反力斜向后〔图1（a）〕，因此支撑反力也斜向后，对人的前进起制动作用，使人体减速。而在蹬地动作中，

5、脚向后下方蹬地，蹬地反力斜向前〔图1（b）〕，因此支撑反力也斜向前，对人体起加速作用。　　走和跑是我们每个人每天都在做的活动，但在以前的教学中对其的力学分析不够透彻。通过该实例在教学中的应用，并对其进行比较全面的分析。既可使学生能理解相关的物理知识，也使学生学会如何用所学的物理分析问题，这样做的好处是可以提高学生分析问题的能力。也使力学教学贴近生活，走进生活。　　1．2．2神奇的劈和楔　　人们把刀、斧等切割工具的刃部叫作劈，而一头厚一头薄的斜面木料叫做楔。劈能轻而易举地劈开坚硬的物体，楔可使物体间接触得更紧密。古代有这样一个传说，明朝年间，苏州的虎丘寺塔因年久失修，塔身倾斜，有倒塌的危险。

6、当时，有人建议用大木柱将其撑住，可这样又大煞风景。不久，有一位和尚把木楔一个一个地从塔身倾斜的一侧的砖缝里敲进去，结果扶正了塔身，试分析原因。图２楔的受力图　　解析：因为楔的纵截面是一个三角形，使用它们的时候，在其背上加一个力，这个力产生的效果，就是楔（劈）的两个侧面形成两个推压物体的力，在力的作用下，楔把物体楔紧。设它们的纵截面是一等腰三角形，楔宽，它们的侧面长度是，如图2所示。由相似三角形可得，所以　　若三角形的顶角为，则有，即，　　综上所得：　　由此可知，当一定时，越小，就越大，因此，越薄的楔就越容易钉进物体里。显然，和尚正是利用了质点力学中力的分解原理解决了生活中遇到的这一大难题。

7、　　这个小小的实例虽然所涉及到的物理知识难度不大，但力的合成和分解教学是安排在高一课程中，学生的物理知识积累并不多，而且对力的分解与合成也是初步涉及。如果在课堂之中应用该实例进行教学，可以使学生对力的合成和分解的作用之大有着很深刻的印象，并对该知识点有较深刻的理解，有助于教师教学和学生学习。　　2　刚体力学教学　　2．1物理模型　　刚体是一种特殊的质点组，这种特殊的质点组具有这样的性质：就是其中任何两个质点间的距离不因力