在生活中功、機械能知識運用

周星彤

（長沙市鐵路第一中學(xué)，湖南 長沙 410001）

引言

物理學(xué)科的發(fā)展歷史比較悠久，主要是研究物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)間相互作用規(guī)律的學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步發(fā)展，物理學(xué)逐漸成為社會發(fā)展以及現(xiàn)代社會繁榮的基石。除了生活中一些特有的物理現(xiàn)象以及規(guī)律的存在外，近些年來，隨著技術(shù)的不斷進步發(fā)展，越來越多的物理知識被廣泛應(yīng)用在人們的生產(chǎn)生活中，同時，人類活動也在不斷影響著物理規(guī)律的發(fā)生，隨著我們的不斷學(xué)習(xí)，對物理知識的運用也在不斷改變著，對物理知識的探求欲望也越來越旺盛，在物理學(xué)習(xí)中，我們不再滿足課本教材上單純的理論知識，而是更加積極的去探求生活中的物理知識，深入感知物理學(xué)科的魅力。

一、功與機械能

（一）功：物體受力的作用，并沿力的方向發(fā)生一段位移，力對物體就做了功。功有兩個要素：力和沿力的方向發(fā)生的位移，兩者缺一不可。功是標量，功的正負表示力對物體作正功還是負功。

（二）機械能：機械能是動能與部分勢能的總和，這里的勢能分為重力勢能和彈性勢能。決定動能的是質(zhì)量與速度；決定重力勢能的是高度和質(zhì)量；決定彈性勢能的是勁度系數(shù)與形變量。動能與勢能可相互轉(zhuǎn)化，機械能只是動能與勢能的和。機械能是表示物體運動狀態(tài)與高度的物理量。

二、在生活中功、機械能知識的運用

在我們實際的生產(chǎn)生活中，從運動學(xué)、力學(xué)到電磁學(xué)、光學(xué)再到熱學(xué)，物理知識在生活中的運用隨處可見，作為一名高中生來說，物理的學(xué)習(xí)樂趣更在于觀察實際生活中的物理知識運用，這種學(xué)習(xí)方式更能培養(yǎng)我們學(xué)會運用物理的思維方式發(fā)現(xiàn)各種物理現(xiàn)象，并利用物理的有關(guān)知識去進行解決，這不僅能夠鞏固我們所學(xué)的物理基礎(chǔ)知識，還能夠激發(fā)我們對物理知識的探索欲望，從而對物理知識的理解也更加深入透徹，物理知識自然得以提升。以下就是我所觀察到的在生活中功與機械能的知識運用。

（一）滑梯

滑梯的原理就是人在下滑過程中的重力勢能逐漸減小，動能逐漸增大，是能轉(zhuǎn)化為動能。

（二）舉重

舉重運動員將杠鈴居高的過程就是對杠鈴做功，增加了杠鈴的重力勢能，同時，在運動員將杠鈴放下的時候，杠鈴會在重力的作用下落下來，這時候重力勢能會轉(zhuǎn)化為動能。

（三）跳水

跳水運動員在進行跳水時都會做一個動作，就是利用跳躍的動作是跳板彎曲下來，這種作用原理就是彎曲的天半會將彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員跳水的動能，運動員記住動能上升，并在此過程中轉(zhuǎn)化為重力勢能，在下降的過程中再將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。

（四）撐桿跳高

跳高運動員在進行比賽時往往會選擇彈性好的撐桿，并在跳高之前進行助跑，主要原因是因為運動員的助跑動作可以加強運動員的動能，然后再利用彈性較好的撐桿將動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，這種轉(zhuǎn)化方式有利于運動員跳的更高，生生的過程中動能和彈性勢能都會轉(zhuǎn)化為重力勢能。

（五）過山車

不少過山車都會有一些環(huán)形軌道來增加刺激感，其主要是利用過山車在進入環(huán)形軌道向下運動的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，在圓環(huán)的最低點時過山車的速度最快，隨后在逐漸上升的過程中再由動能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能。

（六）滑板運動

滑板運動是近幾年興起的一項運動，多為青少年參與的運動，比較驚險刺激，其中的運動原理主要就是滑板運動員通過向后蹬地來獲得向前的力，從而使滑板速度增加，動能增大，在滑板上升的過程中，動能會轉(zhuǎn)化為重力勢能，促使運動員達到最高點并超出滑板軌道面，之后在落回軌道，重力勢能又會轉(zhuǎn)化為動能。

（七）鐘表

將鐘表的發(fā)條擰緊后，發(fā)條因發(fā)生彈性形變而具有彈性勢能.發(fā)條在恢復(fù)的過程中，可以帶動齒輪轉(zhuǎn)動，將彈性勢能轉(zhuǎn)化為齒輪的動能。

（八）限速制定

機動車的速度越大，動能也越大，剎車也會變得比較困難，所以對車輛設(shè)車速度進行限制，避免發(fā)生交通事故，其中，不同車型的車集市速度相同，但是會因為質(zhì)量的不同而制定不同的限制速度，質(zhì)量越呆，動能也越大，因此大型客車的限制速度比小型客車的限制速度更小。

（九）跳傘

跳傘運動員一般是先下落一段時間以后再打開降落傘做勻速直線運動，在勻速下落過程中，運動員和降落傘的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能下落。

（十）射箭

射箭運動主要是利用弓的形變使得彈性勢能增加，從而增強箭的動能，促使箭矢飛速移動。

（十一）帆船

帆船的產(chǎn)生是我國古代勞動人民的指揮結(jié)晶，現(xiàn)今已經(jīng)逐漸發(fā)展為一種水上運動，它主要是利用了風(fēng)的動能推動帆船的前進。

結(jié)語

綜上所述，在高中的物理學(xué)習(xí)中，理論知識的學(xué)習(xí)固然重要，但只有將理論知識的學(xué)習(xí)與實際生活中想聯(lián)系才能獲得更好的學(xué)習(xí)效果，并能夠帶給我們探索物理知識的欲望，激發(fā)我們的學(xué)習(xí)興趣。文中所描述的功與機械能在實際生活中的運用方式能夠讓我們更加理智的去看待現(xiàn)實生活中的物體運用原理，并將各種物理原理應(yīng)用到我們的實際生活中，一方面可以解釋生活中很多的應(yīng)用和現(xiàn)象，給我們帶來成就感，另一方面，我們也可以通過不斷的尋找應(yīng)用，去加深我們對物理知識的理解，將理論聯(lián)系實踐，實踐驗證理論的原則貫徹到我們的物理學(xué)習(xí)中。