力学在生活中的应用(5页).doc

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1、-力学在生活中的应用-第 5 页力学在生活中的应用学院：经济管理专业班级：09-1班姓名：张争辉力学在生活中的应用力学知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛，这一学期我们有更加详细的学习了力学与生活生产的关系，主要有体育运动方面：如跳高、跳水、体操、铅球、标枪等；天体物理方面：如天体的运行、一些星体的发现、人类的太空活动等；交通安全方面：汽车制动、安全距离、限速等。一、首先我将以前所学最基本的力学知识的应用作个总结：1重力的应用 我们生活在地球上，重力无处不在。如工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用

2、降低重心使球在下落过程中保护羽毛；汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行，这是利用重力的作用而节省能源；在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力，世界不可想象，水不能倒进嘴里，人们起跳后无法落回地面，飞舞的尘土会永远漂浮在空中，整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时，要让学生展开热烈的讨论，充分挖掘学生的想象力，知道重力与我们的生产生活实际密切相关。2摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力，它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太小的缘故；汽车上坡打滑时，在路面上撒些粗石子或垫上稻草，汽车就能顺利前进，这是靠增大粗糙程

3、度而增大摩擦力；鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减少摩擦而增大滑行速度；各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦，保证机器的良好运行。可见，人类的生产生活实际都与摩擦力有关，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要尽量减少。3弹力的应用 利用弹力可进行一系列社会生产生活活动，力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础，桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小；拔河需要用粗大一些绳子，防止拉力过大导致断裂；高压线的中心要加一根较粗的钢丝，才能支撑较大的架设跨度；运动员在瞬间产生的爆发力等等。而且根据弹簧原理我们也可以制作很多

4、东西可见，物理力学知识生产和生活实际中是很有用的，从宇宙天体到微观的分子、原子处处存在着各种各样的力，老师将课本知识与生产生活实际有机地结合起来，极大地激发我们的学习兴趣，从而培养我们树立崇尚科学、研究科学、应用科学精神。也许这只是简单的高中知识，但大学里学的“力学在生活中的应用”就更具实际意义，更有实践意义与指导价值了。二、这一个学期我更深入的学习了力学与生活生产的关系生活中力学知识无处不在，老师就生活中的安全事故问题给我们作了详细分析，让我们清楚的知道了危险发生的原理，学会了更好的逃生1、火灾发生的力学知识结合上海火灾事故老师先给我们讲的是楼房的火灾。楼房目前越来越成为居民住宅建筑形式的主

5、体，而楼房的结构形式多是框架结构，在楼房的某一层，或某一个房间一旦发生火灾，不但会在起火层引起很大的内力，而且会在整个结构内部产生可观的内力。如果是钢结构的话，火灾发生引起结构持续升温一段时间后，梁、柱等结构就会由于高温而损失绝大部分刚度，导致结构在起火层发生很大的变形，这部分变形也会在结构内部引起很大的内力，而且一般是破坏性的。由温度升高和结构变形的内力叠加起来，结构的变形和内力将会很大，这也是为什么很多结构在火灾发生后发生坍塌的缘故（如衡阳大火事件），下面我们通过建立模型来对这个问题进行分析。老师给我们展示了图片，一个三层框架结构，开间和层高均为5m，取出一榀框架来考虑，框架结点均简化为刚

6、结点，并将整个框架结构简化为下图所示的钢架，截面高度均取。 由图可见，除了起火房间四周结构中的内力很大外，在结构其他部位也引起了较大的内力，从（1弯矩图）我们可以看到，在一层和二层结构的右边两个房间中，结构最大弯矩，达到起火房间最大弯矩的1/4，这是不容忽略的，尤其是结构的结点部位，一方面受力复杂，另一方面内力也很大，所以往往存在很大隐患。在剪力图和轴力图中我们可以看到同样的现象，这说明一个房间的温度变化对整个结构造成的影响是全局性的。 当然，钢结构由于钢材的耐高温性能存在缺陷，所以会导致更大的变形，有时甚至是破坏性的，例如美国世贸大厦的倒塌，并不是结构的刚度不足被冲击而倒塌，而是飞机爆炸后引

7、起的大火导致结构局部急剧升温，钢材在高温下刚度迅速消减，变形逐渐增大，在整个结构中引起的内力也越来越大，当内力超过钢材的剩余强度时，结构就会倒塌。所以，我们知道了当听说自己所在的建筑物发生火灾的时候，应迅速逃离，而不应认为着火点较远而不以为然。2、我认识的建筑上的力学相信大家都对竹子不陌生，竹子这么细，这么高，却能历经狂风暴雨不倒，不能不引起我们的好奇。分析一下，竹子分为很多节，即竹节，每个竹节就相当于一个横向抗扭箱，抵抗水平方向上的扭矩。竹子在风载作用下各段抵抗弯曲变形能力基本相同，相当于阶梯状变截面杆，是一种近似的“等强度杆”。因为在风力作用下，沿杆自上而下各截面的弯矩越来越大。竹子根部所

8、受弯矩最大，因而根部最粗，自下而上各截面弯矩越来越小，竹子也就越来越细。另外，竹节不仅能够增强竹子的抗弯强度，同时，能大大地提高竹子横向的抗挤压和抗剪切的能力。所以，高大的毛竹，由于这种得天独厚的等强度结构，在狂风大雨中，仍能随风摆动，高而不折。傲然矗立于马来西亚槟城88层的云顶大厦，当今世界最高建筑，高达452m，是一个典型的“仿竹”杰作。它底部宽大，到一定的高度就变细一节，是一种阶梯状等强度管状结构。正由于它具有合理的力学结构，才被大胆地建在一个多台风的海边城市。再如，大型民用飞机的机翼，大都是采用平直的机翼，这种机翼是一种扁平的空心等强度结构(图1)，其翼肋象竹节一样可以提高机翼的抗弯强

9、度，而空心结构在满足足够的抗弯强度前提下，大大减轻了重量。3、生活中的小力学菜刀。菜刀特点是刀厚，较重，质量大。从它的用途来说，它切的东西有大有小，需要的力量较大，它头重把轻，这样挥刀的时候，所产生的惯性也就越大，因为质量大，惯性大，同样，动能也就越大，切起来就容易了。由于使用要求，它的材料得经久耐用，而且不能生锈，切质量较大，所以一般采用不锈钢作为材料，且该材料较为便宜，经济实惠，同时也方便道具的保存。力的分解就比较麻烦了，没图干说的话你可能不大明白，但我尽量说细致啦。刀与物体接触的部位所产生的反力延长线到手的距离 就是阻力力臂，手就是支点，刀柄和手的接触点到手腕的距离就是动力臂，它是费力杠

10、杆。下面讨论下压强的关系，毋庸置疑，刀刃都要薄，切东西才锋利，压强大，容易切，但菜刀的刀背比较厚，这样手就可以按在上面切东西了，不会对手造成伤害，因为刀背的压强小。同时，用手在刀背上直接按的话，要比用刀柄按的话省力，因为刀的力臂关系所致，直接按的话，力直接由刀全部传给被切的物体，而握刀柄时，动力臂短，所以费力。水果刀与其相似，就不再多说。 指甲刀。指甲刀直接观察可得力臂力矩的关系，不用多说。是省力杠杆。由于指甲较硬，所以指甲刀的材质要求要苛刻些。 剪刀。剪刀也是杠杆原理，支点就是中间固定点，而动力臂是手到支点的距离，阻力臂是物体到支点的距离，所以，当物体靠近支点时，它是省力杠杆，用起来比较省力，反之费力，不在赘述。刨等切削工具的刃部叫做劈，劈的纵截面是一个三角形，如图使用劈的两个截面推压物体，把物体劈开，设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度是d，劈的侧面的长度是L。说明为什么劈的两侧面之间的夹角越小(即越锋利的切削工具)越容易劈开物体。力学就是这样，只要我们仔观察思考，力学与美就在我们身边！通过本学期力学的学习，深刻体会到了“把繁琐交给求解器，我们留下创造力”的内涵。感觉有时候，对事物的定性把握更为重要，在大方面把握得恰到好处，我们就可以事半功倍的做好事情，甚至收到意想不到的效果