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身边的力学 摘要：物理学是一门自然科学，与我们的生活有着紧密的联系。我们平时都很难想到力学在生活中具体有着什么作用，然而力学在生活中的应用有很多，人人都知道几乎所有的实体都和力学有着关系，我们的祖先在很久之前就利用力学知识来有效地提高生产效率，改善生活质量。 引言 生活中的很多东西隐含了多方面的力学理论知识。总结它们的共性与异处可以应用于体育运动、军事等生产生活的多个方面。本文通过几个例子来通过对生活事物的描述以及一些简单的解析来介绍一些身边的力学应用。 正文 例一：垃圾篓的耐用与否如何判断 如图所示的两种垃圾篓，都有人使用过，图一这种垃圾篓相比图二更容易损坏。当在上面加上一定重物，如书本等，可以明显看到周边的竖条发生轻微的扭转和平面外挠曲，而第二种的抗扭明显好于前者，分析原因，篓二之所以扭不动，是因为斜肋起作用，将篓一的纵肋改为斜肋，双倍提高抗扭性。所以我们选择垃圾桶要选择有斜肋的。 图一 图二 例二： 拔河比赛比的是什么？ 根据牛顿第三定律（即当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙必然同时给物体甲一个反作用力，作用力与反作用力大小相等，方向相反，且在同一直线上），对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。对拔河的两队进行受力分析就可以知道，只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力，就不会被拉动。因此，增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。 首先，穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子，能够增大摩擦系数，使摩擦力增大；还有就是队员的体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时，大人很容易获胜，关键就是由于大人的体重比小孩大。 另外，在拔河比赛中，胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。比如，脚使劲蹬地，在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如，人向后仰，借助对方的拉力来增大对地面的压力，等等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力，以夺取比赛的胜利。 例三???为什么水槽的下水管常做成弯曲的? 这是利用连通器的原理。下水管做成弯曲形状，这就制成了一个连通器，液体不流动的情况下，连通器的液面总保持相平，当上面的水管不使用时，没有水流入下水管中，弯曲水管中的左右管水平面相平，这样可以阻止下水道里污水的臭气上升；而当上面的水管使用时，水流入下水管内，由于右边管液面升高，左右两边液面不平，产生压强差，从而使水开始流动，脏水流走。 例四：如何做稳固的椅子？ 由于不良的椅子结构所造成的浪费是非常惊人的，浪费木材，也浪费钢材。椅子破坏的原因：是出现平行四边形。靠背可以左右摇动，人们抱怨制作不牢靠，木质不坚硬等，但研究一下实例，分析一下，不是结构问题，而是措施不足的问题。可以用三角形措施方法解决。如下面一组图中所示： 例五：为什么幼儿学走路易摔跟斗？ 幼儿在最初学走路时总是摔跟斗，一方面由于腿部力量不足有关，主要的原因是幼儿不会控制自己的重心所致。成年人的小脑受到外界的力量袭击以后，也是神经系统不能有效地控制自身的重心容易跌倒。 例六：高空走钢丝的奥秘 手持平衡长杆在高空走钢丝的稳度比高空骑车大得多。因为这是一种有支轴的平衡，轴为双足，其重心在支轴的上面，是一种不稳定的平衡。重力的作用线稍稍偏离支轴，就会产生一个新的力矩使人掉下来。那么演员靠什么来保持平衡呢？主要是调节手中的平衡杆来实现。当人在钢丝上时，人的重心略微偏向右侧时产生一个顺时针的力矩，演员立即将杆移向左边，杆对人产生一个略大于前者的逆时针的力矩，使人恢复到竖直位置；反之亦然。这时，演员的灵敏度就极为重要。重心变化察觉迟了移杆也就无济于事。 例七：为何猫从高处落下不死？ 倒提猫的四肢，松手后，猫在空中仍能转过180度，落地时四脚着地。其实，一旦松手后，猫体即弯曲这是关键动作，然后猫的上身绕轴AA转动，按角动量守恒，猫的下半身反方向转动，但因为猫的弯曲，下半身质元离轴AA距离远大于上半身离轴AA的距离，故反方向转动不明显。以后，猫的后半身绕BB跟着转动；这时猫上身各质元离BB轴距离又远大于下半身的，故上半身不发生明显反方向转动，最后四脚着地。尾巴的转动亦能也能起到调节补偿作用，但不是主要的，有的人用割去尾巴的猫做实验，猫亦能四脚着地。 例八：流体力学的应用 生活中常见的这些来来往往飞驰的汽车，简直是与流体力学的巧妙结合。好的汽车表面都有着近乎完美的流线，为了让运动时汽车车身上的气流顺利通过，减少车身上对气流的扰动，减少涡流的产生，以增大行驶速度。车的前部设计成稍微偏下的样子，是为了减少当速度增大时从车底流过造成作用在车身上的升力，这样车辆就不会在高速行驶时打滑、刹车困难了。对赛车而言，它需要的是