理论力学论文 力学在生活中的妙用

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1、力学在生活中的妙用摘要：随着学习的深入，我们会发现生活中很多东西与力学息息相关，许多平常见怪不怪的现象都可以用力学知识进行很好的解释。比如篮球运动员在进行三步上篮时，投篮的一瞬间不能正对篮环中心，否则由于惯性，反而投不中，而是要落后篮环中心一点投球，这是为了防止惯性；体操运动员和举重运动员在比赛之前，总是要在手上抹些镁粉，这样做的目的都是为了增大摩擦力·····经过仔细的推究，我们会发现力学在生活中还有许多妙用。关键词：力学原理、平衡尺、鸡蛋撞地球、奇思妙用综合地利用力学知识我们可以做出一些不符合“常理”的事情。下面将会详细列举几个实例来说明力学在

2、生活中的妙用。（一）平衡尺如右图所示，一把尺子，一小根细绳，一把榔头柄，经过一定的组合，形成让人很惊讶的平衡而没有掉下来。将其简化为力学模型：有两根棒AE、AB，AE质量忽略不计，AB质量为m，AB端有一质量为mB的物体，两棒由绳DC连接，连接位置不固定，且AB、AE、DC的长为已知量。求平衡条件。研究对象：整体受力分析：FE、mg、mBg∑FY=0，FE=mg+mBg1∑MA=0，FE·AE-mg·AFcosθ-ABcosθmBg=0AF=12AB,cosθ=mg+mBg·AE12mg+mBg·AB2取AE为研究对象FY=0,FE=T-FAMA=

3、0,FE·AE-AD-T·AD=0解得：T=FE·AEADFA=FE·(AE-AD)AD3取AB为研究对象MA=0,FE·(AE-ACcosθ)+mg·(AC-12AB)cosθ-mBg(AB-AC)cosθ=04又AC=DCsinθ,AD=DCtanθ5联立得：cosθ=mg+mBg·AE12mg+mBg·ABmg+mBgAE-DCtanθ+mgcosθDCsinθ-12AB-mBgAB-DCtanθ这就是平衡条件。只要满足平衡条件，就能够立起来。将看似不可能的事情转化为可能。（一）鸡蛋撞地球这是一项流传很广很受学生欢迎的活动，小小的鸡蛋从五楼让

4、其落到铺着瓷砖的地面而不破碎，这听上去感觉很难做到，即使加了一些缓冲装置。然而，当你从力学的角度研究这个问题时，你会发现，达成“鸡蛋不碎”这一目标挺简单的。首先介绍一下最基本的力学原理。1、由空中垂直下落的物体所受空气阻力f与空气的密度ρ、物体的有效横截面积S、下落的速率v的平方成正比，阻力的大小可表示为f=CρSv2，其中C为阻力系数，一般在0.2～0.5之间，ρ=1.2kg/m3，物体下落经过一段时间将达匀速。2、动量定理表达式：Ft=△p其中△p指的是动量的变化，F指的是冲力的大小，t指的是力的作用时间。鸡蛋落地时，力的作用时间很短，造成鸡蛋

5、所受的力比较大，所以要想鸡蛋不碎，就必须减小鸡蛋落地前的动量或增大力的作用时间。3、一切物体都具有惯性。在“高空坠蛋”整个装置落地的一瞬间，装置静止，然而鸡蛋由于惯性，还会继续运动，造成与装置挤压、碰撞，容易损坏。如何将鸡蛋由于具有惯性而造成的影响降到最低，还需要我们进一步分析解决。其次就是制作装置了，在这里简单地分析几种装置。降落伞型：降落伞型，顾名思义，就是利用降落伞，跳伞、宇宙飞船减速都运用了这个方法，使受力面积增大，由公式f=CρSv2空气阻力，以增大使鸡蛋连同整个装置平稳落地。缺点就是：受大气扰动影响太厉害，稳定性差。不倒翁型：不倒翁型，

6、就是使整个装置像不倒翁一样，把重心尽可能降低，使得装置下落时能保持稳定状态，确保始终让一个面着地。那么保护工作只需要在这一个面做好就行了，从而节省了材料。螺旋桨型：螺旋桨型，就是在整个装置上方安置一个螺旋桨，靠流动的空气推动或遥控，使螺旋桨旋转起来，以提高安全性和准确度。这极像直升飞机的飞行原理。这种方案因螺旋桨的转动而减小了装置下落的速度，安全性更高。问题是如何保证螺旋桨始终朝上，螺旋桨一旦不朝上，准确性将无从谈起。如何保证螺旋桨平稳旋转也是一个问题。（三）小结生活中涉及到力学的东西数不胜数，掌握一定的力学知识，不仅可以明白很多东西的工作原理，还

7、可以依靠其奇思妙用，创造出新的东西，甚至能打破常规。这需要我们亲自去实践了。