蘇寧玥
摘要:作為一門重要的高中理科類學科,高中物理與日常生活現象密切相關。基于高中物理涉及到的重要原理定律,本文以理論與實踐相結合的方式,探討日常生活現象中出現的問題與高中物理重要知識間的聯系。
關鍵詞:高中物理;日常生活;聯系
高中物理是一門對初中物理基礎知識的擴展和深入探討的學科。特別地,隨著我國科技的不斷發展和人民生活水平的不斷提高,高中物理所學習到的重要知識點與我們日常生活中接觸到的各類問題直接的聯系愈加緊密。作為一名高中生,如何培養自己發現問題、分析問題、以及解決問題的能力十分重要。本文通過日常生活現象中提煉出的物理問題,然后利用高中物理學習到的重要知識點來分析解決問題,探討高中物理在力學、熱力學、光學和電學等方面與現實生活現象間的關聯性。
1 力學知識與日常生活現象間的聯系
任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變運動狀態為止,這是高中物理中重要的牛頓第一運動定律。在日常生活中,汽車突然剎車,乘客會向前倒;汽車突然啟動,乘客會向后倒。這種現象運用牛頓第一運動定律可清楚的解釋,汽車突然剎車時,由于之前汽車的運動狀態是運動,“突然剎車”意味著在汽車發動機外力作用下改變了之前的運動狀態,但是車內的乘客并沒有收到外力作用,有種繼續前行的趨勢,因此相對于汽車參照物來說似乎“向前倒”;汽車突然啟動時,類似地,由于之前汽車的運動狀態是靜止,“突然啟動”意味著在汽車發動機外力作用下改變了之前的靜止狀態,但是車內的乘客并沒有收到外力作用,有種繼續原地的趨勢,因此相對于汽車參照物來說似乎“向后倒”;
再比如,拋擲物體時,物體離開手后,還會繼續飛行。主要是由于拋擲物體時,原先物體在手上是靜止的,當手“拋擲”時,手對物體施加的外力導致物體有個初速度,這時候,沒有其他外力作用的話,物體會繼續飛行,直至空氣阻力等消耗物體的動能為零,才會最終停止運動。
2 熱學知識與日常生活現象間的聯系
不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化,這是熱力學第二定律,也是熱力學基本定律之一,這是按照熱傳導的方向性來表述的。
在日常生活中,夏天從冰箱拿出來的飲料在太陽下不久會“出汗”; 這是大家都遇到的現象,根據熱力學第二定律,夏天時,對于剛從冰箱拿出來的飲料來說,飲料的溫度會遠遠低于外界環境的溫度,這時將冰冷的飲料拿到太陽下,周圍環境溫度相對較高的空氣會迅速“液化”形成水蒸汽,即所謂的“出汗”,但是瓶中的液體卻不可能迅速蒸發成“氣體”,這就是因為熱量從高溫物體“空氣”傳遞給低溫物體“飲料”所形成的現象。
在生活中,人們常常會煮雞蛋補充營養,平常煮熟的雞蛋剛出鍋后,如果立馬剝落蛋殼的話,我們會發現這是很難做到的,此時,如果將煮熟的雞蛋放入水中,過段時間后,蛋殼會非常容易剝落。之所以出現這種現象,是因為在高溫的雞蛋放入冷水中,蛋殼由于自身更加堅硬以及相對于內部蛋白和蛋黃不易變形的特點,按照物理學“熱脹冷縮”的原理,密度小的蛋白和蛋黃比密度大的蛋殼更容易發生伸縮變形,因此在熱量從雞蛋散發至冷水這一過程中,蛋白和蛋黃逐漸收縮起來,而蛋殼卻幾乎沒有任何變化,這時候,蛋殼跟蛋白和蛋黃之間就會形成所謂的“間隙”,蛋殼更加易于被剝落。從而避免了在剝雞蛋時不會連殼帶肉一起剝上。
3 光學知識與日常生活現象的聯系
汽車在行駛過程中,如果不能及時看到左右兩邊車輛的行駛狀況,特別是超車等現象,這將引起嚴重的交通事故。但是,當在汽車左右兩邊安裝了后視鏡后,根據物理學中光的反射原理,在光線反射的作用下,以后視鏡為反射面,人的眼睛將會收到來自于汽車后方射進來的光線,從而能夠清楚知道后方視野情況,從而能夠預判其他車輛的駕駛行為,在左右兩邊安裝的“眼睛”(后視鏡)作用下,大大避免了交通事故;在雨后的夜晚,地面上會留有部分未流失的雨,從而形成了雨洼,如同一面“鏡子”。這面所謂的“鏡子”就相當于一個反射面,在月光下,光線照射在雨洼上,由反射定律可知,反射后的光線匯入人的眼睛,從而可知一般沿著月光下暗的地方沒有水,而亮的地方才有水。
在古代,捕魚者往往會用魚叉來捕捉魚,有經驗的捕魚者往往不會順著看到魚兒的方向來插魚,這是因為,人的眼睛在岸上看向水中的魚時,由于光的折射現象,所看到的魚兒在水中的位置是有一定偏差的,這時候有經驗的捕魚者會迅速插向魚兒在水中所看位置的下方,這就是光的折射定律最典型有趣的應用。
4 電學知識與日常生活現象的聯系
高壓輸電,又名遠距離輸電,顧名思義,就是要求在遠距離下完成輸電的目標。由于遠距離下的輸電導線具有一定電阻,由電阻串聯法則可知,距離越長,電阻越大。因此,根據焦耳定律,電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。電阻越大,所帶來的熱量也越大,在一定條件下,這將帶來輕則電線絕緣能力下降,影響輸電的效率,重則電線燃燒引起火災等嚴重事故。由于減少通電時間是沒有意義的。因此,只能想辦法減少電線的電阻,即選擇電阻率低的電線,這就是我們常常選擇鋁或者銅作為電線材料的原因。另一方面,根據功率等于電流乘以電阻的公式可知,在功率一定時,也可以減少電流的大小,增大電壓的方式來減少熱量損失,這也解釋了高壓輸電是提高輸電效率的最好方法,供電廠多采用變壓器來實現高壓輸電的緣故,從而增加電壓來提高輸電效率。
5 結語
總而言之,高中物理是一門有趣的學科,通過密切關注日常生活現象,并緊密聯系高中物理理論知識來應用分析這類問題,將大大提高我們學習理論知識的興趣和解決問題能力。從而使物理學能夠更好地造福于社會,促進人類社會的進步與發展。
參考文獻:
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