淺談高中物理力學(xué)知識(shí)在未來(lái)發(fā)展中的應(yīng)用

吳冠達(dá)

摘要：高中物理是一門重要的學(xué)科，其中力學(xué)部分是高中生學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行后繼學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。力學(xué)部分知識(shí)框架看似簡(jiǎn)單，但是它與運(yùn)動(dòng)、能量等都有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，并結(jié)合閱讀中碰到的一些課外知識(shí)，淺談高中物理力學(xué)知識(shí)在未來(lái)發(fā)展中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中物理；力學(xué)；知識(shí)；實(shí)踐；應(yīng)用

力學(xué)部分是高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中最難的部分，這點(diǎn)在考試和平時(shí)做題過(guò)程中都可以體現(xiàn)出來(lái)。整個(gè)高中物理的力學(xué)部分可以總結(jié)為三個(gè)模塊：

牛頓力學(xué)。包括簡(jiǎn)單力學(xué)；直線運(yùn)動(dòng)、受力分析與牛頓定律等。

曲線運(yùn)動(dòng)。包括平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、天體運(yùn)動(dòng)等。

機(jī)械能與動(dòng)量。簡(jiǎn)單物體運(yùn)動(dòng)的判定和多個(gè)物體構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)多種運(yùn)動(dòng)情況的交替變換，尤其涉及一些臨界狀態(tài)和多種形式能量的變化。

一、簡(jiǎn)單力學(xué)的廣泛應(yīng)用

1、重力。重力是地球上或附近的物體由于地球的吸引而使物體受到的力。我們每天都要運(yùn)動(dòng)，有時(shí)做操，有時(shí)跑步，有時(shí)走路，無(wú)論我們?cè)趺从昧μS，最后都會(huì)落回地面，這就是重力的作用。蘋(píng)果落地是重力，兩個(gè)鐵球同時(shí)著地是重力，除此之外，重力在工業(yè)生產(chǎn)中也是非常重要。

超重力技術(shù)作為一種人為的改變重力場(chǎng)的特殊技術(shù)越來(lái)越受關(guān)注，被廣泛的應(yīng)用在化工、醫(yī)療、環(huán)保材料等制造領(lǐng)域，大比例的縮小了設(shè)備體積、使工藝過(guò)程效率成倍提高，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的實(shí)用技術(shù)。在浮選、洗滌、吸收、干燥、過(guò)濾、換熱、化學(xué)反應(yīng)等化工單元操作領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用，它具有傳統(tǒng)設(shè)備所不具有的很多優(yōu)點(diǎn)，如更小、更精、更安全，提供更高質(zhì)量的產(chǎn)品等，尤其是對(duì)環(huán)境污染少。超重力工程技術(shù)有望在今后一定時(shí)期內(nèi)成為工業(yè)生產(chǎn)的支柱技術(shù)。

2、彈力。提及“彈力”這個(gè)詞，我們首先會(huì)想到彈簧，彈簧是一種利用彈性來(lái)工作的機(jī)械零件。彈簧的種類復(fù)雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等。彈簧行業(yè)在整個(gè)制造業(yè)當(dāng)中雖然是一個(gè)小行業(yè)，但其所起到的作用是絕對(duì)不可低估的。日用品如打火機(jī)、玩具、鎖具、門鉸鏈、健身器、床墊、沙發(fā)等都有彈簧的影子，還有我們平常乘坐的汽車之所以很舒適都是減震器的功勞。

隨著科技的不斷發(fā)展，目前已經(jīng)研制出碳納米彈簧等多種新產(chǎn)品。碳納米管彈簧直徑可以達(dá)上百微米，而長(zhǎng)度可以達(dá)幾厘米，其紡絲結(jié)構(gòu)具有廣闊的應(yīng)用前景，有望應(yīng)用于可伸縮導(dǎo)體、柔性電極、微型應(yīng)變傳感器、超級(jí)電容器、集成電路、太陽(yáng)能電池、場(chǎng)發(fā)射源、能量耗散纖維等領(lǐng)域，為制備出肉眼可見(jiàn)的碳納米管電子器件提供了可能，還有望應(yīng)用于醫(yī)療器械，比如拉力傳感繃帶等。目前醫(yī)療上已經(jīng)應(yīng)用的有彈力襪，用于消除各種手術(shù)后的水腫、促進(jìn)傷口愈合；預(yù)防長(zhǎng)期臥床病人的下肢深靜脈血栓形成；恢復(fù)下肢靜脈手術(shù)后的功能，防治靜脈曲張的再次復(fù)發(fā)等方面有很好的療效。這種新型結(jié)構(gòu)還可以發(fā)展成具有多功能的碳納米管纖維復(fù)合材料加以利用。

二、綜合力學(xué)的廣泛應(yīng)用

對(duì)于力學(xué)原理的綜合應(yīng)用在生活中更是比比皆是。受力分析——輪船借助于水的浮力漂浮在水面；牛頓運(yùn)動(dòng)定律——飛機(jī)利用燃料轉(zhuǎn)化的能量來(lái)推進(jìn)，借助空氣的反作用力才可以在天空中飛行；平拋運(yùn)動(dòng)——子彈的射擊的射程和瞄準(zhǔn)是平拋運(yùn)動(dòng)原理最廣泛的應(yīng)用；圓周運(yùn)動(dòng)——鐘表的單擺等不勝枚舉。此外，還有新能源電動(dòng)汽車上的機(jī)動(dòng)車動(dòng)力回收轉(zhuǎn)換裝置，較好地解決了將機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力回收并轉(zhuǎn)化為電能的裝置，從而把浪費(fèi)的動(dòng)能很好地利用起來(lái)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能后，又反饋到機(jī)動(dòng)車本身進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)裝置?？梢允宫F(xiàn)有的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力增加100-300%，節(jié)省成本50-85%。

除了在現(xiàn)實(shí)生活中物理知識(shí)非常實(shí)用外，虛擬世界現(xiàn)在也大放異彩。手機(jī)APP里最經(jīng)典的游戲“憤怒的小鳥(niǎo)”為例，小鳥(niǎo)在彈性繩子上，拉動(dòng)彈性繩子，產(chǎn)生了彈性勢(shì)能。松開(kāi)繩子后，彈性繩子因?yàn)榛謴?fù)原樣，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成小鳥(niǎo)的動(dòng)能，所以小鳥(niǎo)被“發(fā)射”出去了。物理的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶岬搅耸謾C(jī)里，大家玩得不亦樂(lè)乎。此外，還有桌球游戲，兩球互碰撞的瞬間效仿的是動(dòng)量守恒原理，這也是物理學(xué)的一種應(yīng)用。

受益于這些小游戲的啟發(fā)，體感游戲一推出就收獲了大批用戶。它突破以往單純以手柄按鍵輸入的操作方式，體感游戲是一種通過(guò)肢體動(dòng)作變化來(lái)進(jìn)行（操作）的新型電子游戲。代表游戲有網(wǎng)球游戲、旋風(fēng)乒乓、彌雅瑜伽、愛(ài)動(dòng)網(wǎng)球、保齡 球游戲等多個(gè)體感運(yùn)動(dòng)游戲。新式的體感游戲還能夠模擬出三維場(chǎng)景，玩家手握專用游戲手柄，通過(guò)自己身體的動(dòng)作來(lái)控制游戲中人物的動(dòng)作，能夠讓玩家“全身”投入到游戲當(dāng)中，享受到體感互動(dòng)的新體驗(yàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

物理力學(xué)的這些知識(shí)看似簡(jiǎn)單，實(shí)際應(yīng)用起來(lái)千變?nèi)f化，當(dāng)然這也正是物理學(xué)的神奇所在。同時(shí)也是這些錯(cuò)綜復(fù)雜的知識(shí)脈絡(luò)結(jié)構(gòu)鍛煉了我們的思維，開(kāi)拓了我們的視野，可以讓我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)和工作中大展拳腳。

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