力学知识在生产和生活中的应用
力学知识在生产和生活中的应用
知识符合文明的方向，是对物质世界和精神世界探索的结果的总和。知识仍然没有统一和清晰的定义。但是，判断知识价值的标准取决于它是否允许人类创造新物质，获得力量和力量等等。以下是与编辑者在生产和生命中应用机械知识有关的内容。
机械知识广泛用于日常生产，生活和现代技术，主要包括
（1）运动：例如跳高，潜水，体操，投篮，标枪等等；
（2）天体物理学：例如天体的运动，一些恒星的发现，人类空间活动等；
（3）交通安全：汽车制动，安全距离，速度限制等。
以上主题形成的实际问题具有新的想法和活泼的场景，这些情景对学生获得信息，分析和理解以及空间想象的能力有更高的要求。同时，它还测试了学生对基本学科知识的掌握。
解决此类问题和解决其他物理问题之间的区别在于，实际问题必须首先转换为物理问题。这就是为什么这种类型的问题使某些学生很难。为了实现这一转变，应注意以下几点：
1。从最基本的概念，法律和方法中考虑问题。基于实际情况的问题通常是非常规的，并且与常见问题类型不同。从“问题之海”总结的例程通常很难应用。目前，从分析和思考的最基本概念，法律和方法开始是正确的方法。这也是提议者的创造力。
2。分析实际现象的空间和时间特征。机械问题总是与时间和空间有关。从空间的角度来看，我们必须注意场景的细节并正确掌握部队的特征。从时间的角度来看，我们必须分析实际现象如何逐步发展，并将这种进化过程与典型的物理过程进行比较。 ，寻求转型。
3。提出问题并探索结果的含义。面对问题中给出的实际现象，应该能够掌握现象的基本特征，找出原因，原因...掌握这一因果关系链实际上是为了找到解决方案问题并将其转变为物理问题。它将自然而然地实现。
4。绘制示意图并选择一个良好的角度。这可以大大减少思考的困难，特别是对于需要高空间想象力的问题。
实施例1（天体物理学研究）天文观察表明，几乎所有遥远的恒星（或星系）都以自己的速度离开了我们。距离我们距离我们越远，它们越来越大的速度（称为逆行速度）越大。也就是说，宇宙正在扩大，不同恒星的经济衰退速度V与它们与我们的距离r成正比，即V = HR，其中H是一个称为哈勃常数的常数，该常数由天文学确定观察。为了解释上述现象，有些人提出了一种理论，即宇宙开始从爆炸的火球中形成。大爆炸之后，每个恒星都以不同的速度以恒定的速度向外移动，并且假定我们位于其中心。基于上述理论和天文观察结果，可以估算宇宙的年龄，其计算公式为t =。根据最近的观察，哈勃常数h = 3×10-2m/s﹒光年，宇宙年龄估计为大约几年。
分析这个问题涉及宇宙形成的大爆炸理论，即天体物理学研究的尖端内容。背景材料非常新颖，问题也提供了很多信息。标题中描述的现象是：所有恒星都离开了我们，距离越远，速度就越大。提供的一种理论是，宇宙是由大型火球的爆炸形成的，在爆炸均匀地向各个方向移动后产生的恒星。该理论如何用于解释所呈现的现象？您可以考虑一下：所有星星最初都位于同一地方。为什么有些星星很远，现在有些星星关闭？显然，这是因为那些速度较高的人走得更远，而速度较低的人越来越近。因此，长距离是由于速度很高。 V = HR仅表示V和R之间的定量关系。这并不意味着较大的速度是由于长距离造成的。
对于任何恒星开yun体育app入口登录，假设速度为v并且与我们的当前距离为r，那么恒星移动r的时间t是宇宙所需的年龄，t = r/v
将问题中给出的条件V = HR替换为上述方程式以获得宇宙的年龄t = 1/h
将哈勃常数H = 3×10-2m/s·光年放入上述方程中，我们获得t = 1010年。
评论：许多学生遇到如此陌生和尖端的测试问题，并且对自己缺乏信心。他们认为他们从未见过这样的问题，老师从未教过它，也无法解决问题，因此他们采取了放弃的态度。 。实际上，只要您冷静下来并进入问题的情况，所使用的物理知识就非常简单。了解因果关系是解决此类问题的关键。
示例2（2002年全国大学入学考试国家科学综合问题）（运动员在运动员上的蹦床网的力量）是一项运动，运动员在紧密的弹性网上跳，滚动和执行各种空中运动。运动员的质量为60公斤，从水平净表面上方32m的高度自由掉落，降落在网上后，跳回垂直方向的水平净表面上方5.0m的高度。众所周知开yunapp体育官网入口下载手机版，运动员和网络之间的接触时间为1.2秒。如果在此期间，网络在运动员上施加的力被视为恒定力，请找到该力的大小（g = 10m/s2）。
分析：运动员被视为具有质量M的粒子，从高度H1降下，并且首次接触网时的速度为V1 =（向下）。
弹跳后达到的高度为H2，离开网格时的速度为
V2 =（向上），速度ΔV= V1 + V2（向上）的变化，ΔT表示运动员与NET接触的时间，然后ΔV=AΔT。在接触过程中，运动员会受到向上的弹性力F和向下重力mg。根据牛顿的第二定律，F-MG = MA。
从以上公式，我们可以得到
f＝mg＋m·（＋）/ΔT，
代替数值为f = 1.5×102n。
评论：这个问题属于与传统的球落到地面并弹回的传统问题相同的物理模型，但是将场景放在蹦床中使问题更加实用和有趣。这个问题将网络对运动员施加的力视为恒定力，可以使用牛顿的第二定律与均匀可变速度运动的公式相结合来解决。在实际情况下，力应该是可变的力，因此获得的是在接触时间期间净力的平均力。
示例3（探测交通事故）在某个市区，一辆汽车以恒定的速度向东行驶，游客在Zebra Crossing的南部到北的道路穿越道路。当汽车司机发现游客经过D时，他在0.7秒内紧急地做出了反应，但仍击中并受伤了。如图所示，汽车终于停在C上。为了确定汽车驾驶员是否超速行驶，以及游客是否过速太快，警察派出一辆警车，以法定最大速度VM = 14.0m/s，在同一道路的同一道路上行驶汽车的起始制动点A导致事故。施加紧急制动器并在14.0m后停止。在事故现场= 17.5ｍ，= 14.0m，= 2.6m。事故中涉及的汽车的制动性能很好。问题：
（1）导致事故的汽车的初始速度VA是什么？
（2）游客越来越快？
解析
（1）警车和造成事故的汽车在制动后都产生了统一的减速动议，他们的加速度与汽车的质量无关。警车和导致事故的汽车的加速度可以被认为是平等的。
对于警车，VM2 = 2s;对于导致事故的汽车，VA2 = 2S'，然后VM2/VA2 = S/S'，即VM2/VA2 = S/（+）= 14.0/（17.5+14.0），因此M/s。
（2）对于造成事故的汽车，从v02 = 2s∝s，va2/vb2 =（+）/=（17.5+14.0）/14.0，因此，汽车的速度导致事故到事故B为vb = va = 14.0m/s。
从制动点到事故点涉及的汽车的时间是T1 = 2/（VA+VB）= 1s，驾驶员的反应时间为T0 = 0.7S，因此游客的速度越过路V'=/T0+T1 = 2.6/（0.7+1）≈1.53m/s。
扩展：物理力学中知识点的概述
1。机械师的建立
力学的演变可以追溯到远古时代，而直到最近几个世纪，其他物理学的发展才显着发展。原因是由人们对客观事物的理解决定的。在日常生活和生产劳动中，与大多数人接触的第一件事是宏观物体的运动，这是最简单的。最基本的运动是对象的位置的变化，这称为机械运动。我们注意到，机械师建立背后的动力来自人们对机械运动的研究，即力学的研究对象是机械运动及其应用的客观定律。理解这一点，我们可以清楚地了解力学的主要环境，这是对物体运动定律的研究。首先，它涉及对物体位置在时空和时间的位置的变化之间的关系，然后解释张力之间的关系。然后，从运动和力量开始，我们促进和建立一个完整的力学理论。为了实现上述目的，我们需要在研究过程中不断介绍新的物理概念和方法。在此期间，“事物”和“原因”的思维过程以及严格的逻辑系统逐渐改善和体现。 。澄清上述几点可以阻止我们在学习和审查过程中严格接受它们。它没有机械地复制它，而是自然而平稳的。
让我们走进机械师的门，看看它的宫殿有多宏伟。静态研究对象的最简单状态：简单状态：直线上的休息或统一运动。它还解释了解决机械问题的最基本方法，例如力量的分析和处理；力的合成。力和正交分解方法的分解。应该意识到这些方法在整个力学中都使用，对于我们研究机械运动定律而言是必不可少的手段。运动学的主要任务是研究物体的运动，但不涉及其运动的原因。牛顿运动定律的建立为研究力与运动之间的关系奠定了坚实的基础，即动态。在这一点上，理论上可以解决各种运动。但是，诸如碰撞之类的物体运动中会出现复杂的问题。打击，力更改等问题根本无法解决。机械建筑的建筑商从新的角度对物体运动定律进行了全面研究。深入的讨论揭示了力与运动之间的新关系。例如，力在空间上的积累 - 工作和时间的积累 - 冲动，然后获得其他两种解决机械问题的方法 - 功能关系和动量关系。它们与牛顿的运动定律一起，在力学方面形成了三方趋势。
2。引入力学概念
如前所述，力学的研究对象是机械运动及其应用的客观定律。为了实现这一目标，我们需要不断介绍许多概念。以运动学部分为例，以了解引入机械概念的动机和方法。毫无疑问，这将是机械审查的巨大好处。
让我们研究一辆在一条直路上行驶的汽车。第一个问题是如何在不同时间确定汽车的位置。为了准确确定汽车的位置，我们可以将汽车视为一个点，因此引入了质量点的概念。同时，引入参考对象当然是一个问题，即在参考对象上建立直线坐标，并使用具有正符号和负符号的数值可以准确地描述汽车的位置。然后，由于汽车的位置正在不断变化，因此还引入了位置的变化。至于引入速度，我不会在这里详细介绍。在学习物理学的过程中，可以说这些问题无处不在。因此，只有通过阐明引入某个概念的真实意图，我们才能对要研究的问题有深入的了解，并真正掌握一个物理概念。在物理学中，引入概念的方法完全体现了物理学的研究方法，例如：使用比率定义物理量。整个物理学中，此方法非常典型。
显然，要掌握一个概念的来源和概念的准确定义，以避免在某些类似的概念中混淆，这显然非常重要。例如力量和动力。动能和动量。加速度和速度等。这是俗话说，学习物理学需要“清晰的概念”。
3。机械定律的应用
物理概念的有机组合构成了物理的精彩定律。因此，一个明确的概念是掌握法律的重要先决条件。例如，牛顿的第二定律是由武力引起的。它由三个数量组成：质量和加速度。力学中的重要定律和定理是：牛顿1。2。三个法律；机械能保护定律；势头保护定律；普遍重力定律；动量定理和动能定理。掌握法律不是基于内存的。重要的是将它们应用于实际问题。例如，牛顿的第二定律在形式上并不复杂。但是，在解决连接问题时，许多学生总是无法掌握三个数量和研究对象之间的“对应关系”。这是一个例子。水平光滑轨道上有一辆汽车，该轨道受到恒定的水平拉力。如果固定在汽车上的物体，为什么汽车的加速度会降低？普遍的答案显然是：净外力保持不变，质量增加。但是，如果答案是净外力变小，这是正确的吗？这里的不同结果显然是由于研究对象的选择不同。在这里，确定研究对象和公式数量之间的对应关系起着关键作用，这也是牛顿第二定律应用的重要联系。
在基于运动学和动态定律解决问题时，也应该注意很多事情。例如，在统一的循环运动中，我们似乎并未清楚地指出哪种公式属于运动关系，哪些公式属于动态关系，但在实际问题中可能会造成混淆。例如：将一个小球与绳子绑在一起，以在光滑的水平表面上执行均匀的圆形运动。从公式V = 2NR/T中开元ky888棋牌官网版，我们可以知道，如果速度V增加，则可以减少周期t。但是，当卫星以均匀的圆形运动绕地球移动时，我们不能通过增加V来改变周期t。如果仅在v = 2nr/th时才进行，则会感到困惑。原因是动态原因被忽略了，即前者和后者之间的最大差异是中心力的差异。一种是绳索的弹性力，当r恒定时，可以任意提供不同尺寸的拉力。另一个是普遍的引力。当r恒定时，其大小也固定。在这种类型的问题上，最常见的错误是单方面的错误。另一个例子是机械节能和动量保护的两个重要机械定律。如果我们了解保护条件，我们可以灵活地应用它们吗？我们知道，保存机械能的条件是“只有重力确实起作用”。当某些人看到重力无法在某个问题中起作用时，他们立即得出结论，机械能不能保守，例如在光滑的水平表面上的均匀线性运动。这种错误的原因是我们只关注物理定律的文字表达，但我们不知道对它们的含义是最重要的。例如，动量保护定律的含义是，当满足保护条件时，即系统不受外部力量的影响，或者外力的产量为零，动量仅在系统内传递，总动量保持不变。
最后，让我们谈谈动能定理和动量定理。观察其形式，我们可以发现每个定理涉及两个状态变量和一个过程变量。注意这应该是定理正确应用的关键。我们也可以将状态视为一点点，而过程是一条线。应用时，必须是“两个点夹着线”，即状态数量和过程数量必须对应。这也是两个定理之间的相似性。至于他们，差异将不会在这里讨论。
可以从上面的讨论中可以看出，物理定律的应用不能仅仅能够使用它，而应了解其深层含义和在许多方面的适用条件中所包含的物理意义。只有这样，我们才能实现灵活地应用物理定律来解决问题，保持超然并在不断变化的情况下保持不变的目标。
4。逻辑推理在物理中的应用
可以说逻辑推理在机械上无处不在。严格的逻辑推理是正确应用物理定律来解决问题的唯一方法。让我们举个例子：曲线中移动的对象必须受外力的约束。逻辑推理过程如下：曲线运动的速度方向沿着轨迹的切线方向，并且曲线的切线方向在每个点都不同，因此曲线运动的速度方向必须恒定。更改。由于矢量，弯曲的运动必须是可变的速度运动，并且必须具有加速度。根据牛顿的第二定律，可以知道它必须受到联合外力的约束。当然，实际问题似乎并不是那么复杂，但是当您仔细思考时，事实证明，这只是思维过程相对较快。让我们举一个例子：如果净外力确实在对象上起作用不是零，则对象的势头必须改变，如果对象的动量发生变化，则净外力不一定会在对象上工作。该命题仍然可以通过逻辑推理证明正确。根据动能定理，当组合外力确实起作用时，物体的动能必须改变。因此，如果速度发生变化，则必须改变动量。相反，如果分支数量发生变化，动能不一定会改变（动量是矢量数量，动能是标量的数量），因此所得的外力不一定能起作用。并不难看到明确理解概念和牢固掌握法律是完成严格和正确逻辑推理的重要先决条件和足够条件。学生，请更多地关注。如果您更多的关注，您肯定会受益匪浅。
