03、生活中的物理
61页1、1 一、动量定理的应用-2 二、惯性及其应用-5 三、惯性力与潮汐-7 四、杠杆原理的应用-11 五、阿基米德能举起地球吗?-14 六、摩擦力的应用-15 七、重心的应用 -17 八、科里奥利力的形成及影响-20 九、共振现象及其应用-24 十、超声波及其应用-30 十一、多普勒效应及其应用-33 十二伯努利方程及其应用-39 十三、液体表面张力在生活和科学中的应用-45 十四、揭开极光之谜-47 十五、电磁波在生活中的应用-52 十六浅析单向透视镜-55 十七光的偏振及其应用-582 一、 动量定理的应用 1.动量守恒定律 动量定理:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。 表达式为: 1 2 mv mv Ft 动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相同,方向一致,单 位等效。但不能认为合外力的冲量就是动量的增量。动量定理既适用于恒力, 也适用于变力。对于变力的情况,动量定理中的 F 应理解为变力在作用时间内 的平均值。动量是动力学量在宏观领域和微观领域都适用,所以动量定理既适 用于低速的宏观物体又适用于高速运动的宏观物体和微观物体,只是对于高速 运动的物体而言,由于物体的
2、质量随物体运动速度而发生变化从而使动量的表 达形式也发生了变化。 2.动量定理应用的实例 2.1动量定理在生活中的应用 生活中会有这样的现象:驾驶员在驾车的时候必须系上安全带,为了避免 跳过运动员倒地时摔伤,地上垫有厚厚的海绵,跳远时,运动员的落地点是设 在铺有厚厚沙子的沙坑里,装在瓦楞纸盒里面的玻璃器皿不容易碰破,买来的 家电包装箱里又套有硬泡沫塑料,使电器得到了保护,右手拿着小锤子,敲击 张开着的左手,不会感觉到疼,但是如果是轻轻敲击紧贴在桌面上的左手却会 感觉到很疼,甚至会砸伤手。这些事件都包含同样的物理原理,即动量定理。 比如下列具体实例: 2.1.1动量定理与行车安全 车辆在行驶过程中,超载超速,使得机械运动量变大,从而失去安全控 制撞击物体产生很大的破坏性,因动量变化大,产生的冲击力大。 高速行驶的汽车发生碰撞或遇到意外紧急制动停止时,驾乘人员身体由于 惯性作用会继续向前高速运动,使驾乘人员与车内的方向盘、挡风玻璃等发生 碰撞造成伤害.安全带被称为汽车的“生命线”,它可将人束缚在座位上产生缓 冲起保护作用。现行高档轿车上还装有安全气囊系统,一旦车发生严重撞击时, 气囊会自动
3、弹出,使人不致撞到车身上,也起到了很好保护作用。汽车高速行 驶时安全带及安全气囊系统的保护作用就是应用了动量定理。安全带给人施加 一个力的作用可将人束缚在座位上,防止发生一次碰撞。而安全气囊的弹出使 人不能撞到车身上,二者都起到了缓冲作用,减轻人的伤害程度。需要强调的 是,系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。2.1.2逆风行舟的原理 为什么帆船能逆风而行? 如图,帆船只要适当地驶帆及操舵,应可以采用之字路线逆风航行顶着北 风向前进!3 原理分析图:帆 1 2 1 2 风F 风对帆F 横F 进F 横F 阻 龙骨 F 帆对风 22体育运动中动量定理的应用 体育运动存在安全隐患。从动量的观点看,体育运动难免发生冲撞、冲击 等剧烈变化,从而对人体造成一定的瞬时冲击。但只要我们了解其运动变化规 律,增强防范意识,使我们的身体所承受的冲击力在能抗击的安全范围内,则 各种体育运动将给我们带来健康和快乐。 2.2.1武术运动 武术运动是体育教学中的重要组成部分,武术运动中的腾空动作技术,给 教师和学生的教学与学习带来了很大的困难。腾空技术的全过程分为四个相互 联系的阶段,即:上步、起跳、腾
4、空和落地。下面分析与动量定理有关的起跳过 程。 起跳阶段是决定整个腾空动作完成好坏的关键环节。我们可以用动量定理 来分析各类跳跃动作的起跳过程。起跳过程可分为踏地阶段和蹬地阶段,蹬地4 阶段运动员获得的向上的动量由蹬地阶段冲量的大小所决定。由 可知, mv I 向上的冲量越大,则运动员腾空的垂直初速度也越大。 由于受反作用力的影响,人体产生个沿反作用力 方向的速度 ,同时人 F V 体还受到水平方向的初速度 影响,二者共同作用于人体,使人体产生个向上 V 的合速度。另外,人体在垂直方向上所受的力有,反作用力 在垂直方向的分力 和 F F 人体的重力 ,二者方向相反,人向上的合力为 ,人体的质量 一定即 G G F M 重力不变,故当向上的力 越大,合力越大,获得的向上的加速度越大,腾空 F 高度越高。 由此可知,要实现踏跳使垂直速度最大,从动量定理角度出发,理论上要 通过以下途径:加快助跑速度,增大踏跳前的动量;踏跳脚移到重心的前方, 即重心留在后面,使重心与踏跳脚之间保持适当的起跳角度;踏跳时踏跳腿蹬 伸充分,从而加大地而反作用力。 2.2.2推铅球为什么要滑步? 要获得较大的初速度
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