速度變化中的物理規律

石玉強

摘 要?物理學是一門以實驗為主的自然科學，它注重實用，研究物理規律，最終是為了解決人們生活生產中的實際問題，為人們創造出更方便實用的東西，以改變社會。在物理教學中，有意識的引導學生聯系實際，分析物理現象，能有效地激發學生的學習興趣，使學生學以致用加深對知識的理解和記憶。下面就介紹一些生活中的物理現象及其規律。

關鍵詞?物理教學;速度;變化規律

中圖分類號：F323.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）13-0223-01

一、汽車轉彎時的減速現象

當汽車行駛到彎道附近時，行駛速度不能太大，交通部門規定轉彎時速度不能超過40千米每小時是有科學依據的，根據物理學圓周運動規律，汽車轉彎時做的是圓周運動，圓周運動需要向心力，而向心力的大小跟物體的質量、速度、軌道半徑都有關系，汽車轉彎時，彎道處的圓周半徑是一定的，汽車的質量也是固定的，而向心力的大小與物體的質量成正比、與速度的平方成正比、與軌道的半徑成反比，由于汽車的質量一定，軌道半徑也一定，所以在汽車轉彎時，只能靠減小速度來減小向心力了，如果汽車速度過大，路面所能提供的向心力不夠，那么汽車就會做離心運動，就會轉不過彎，而沖出路面，就會發生翻車事故。為了讓路面提供更大的向心力，根據物理知識，在修建公路是，在彎道處設計成路面外高內低的路面，使路面能提供更大的向心力，保證汽車轉彎的安全。

二、汽車下坡時為什么容易爆胎

由于下坡時重力的作用下，汽車做加速運動，實際上重力對汽車做了正功，汽車的動能不斷的增加，所以到坡底時，汽車的速度很大，根據物理知識，汽車行駛到坡底時在坡與水平路面交界處做的也是圓周運動，也需要向心力，而這時汽車的向心力只能由路面的支持力來提供，汽車所受的重力向下，支持力向上，支持力減去重力才等于向心力，而此時汽車的速度很大，需要的向心力也很大，所以汽車的輪子與路面之間的相互作用力非常大，如果這個力超過了汽車輪胎的最大壓力，那么就會出現爆胎現象。所以汽車下坡時也要限速，不能放任自流。

三、汽車在過拱橋頂部時為什么會飛起來

同樣是向心力在作祟，當汽車行駛到拱橋的頂部時由于路面屬于圓弧上的一段，汽車也在做圓周運動，需要向心力，而此時的向心力只能由重力來提供，由于汽車只受重力和路面的支持力，重力向下，支持力向上，汽車的行駛速度越大需要的向心力越大，所以隨著速度的增大汽車與路面之間的相互作用力將減小，最終減小為零，最大向心力等于重力，此時汽車就有一種飛起來的感覺，所以汽車在過拱橋時也要限速，最大速度不能超過一定值，超過這個值，汽車就有可能出不安全事故。所以汽車在過拱橋時也要限速，不能超過一定的值。

四、為什么汽車上坡時要換低速檔

由于汽車發動機的功率是一定的，由于汽車在上坡時不僅要克服摩擦力做功，還要克服重力做功，所以要換到低速檔，根據物理知識，在功率一定的條件下，力與速度的乘積等于功率，速度越小，力才會越大，而汽車上坡時為了克服重力做功，需要更大的牽引力，所以只有減小速度才能保證上坡運動的正常進行。如果想加速上坡，那么，你的發動機的功率要比較大才行，只要發動機能產生的牽引力大于車所受的阻力，有向前進方向的合力，就會產生向前的加速度，車就會加速運動。

五、電梯運動中的物理規律

現在的社會高樓林立，許多樓房內都安裝了電梯，電梯給人們的生活帶來了極大的方便，可是為什么有些人說，坐電梯有點頭暈？那么，咱們就來分析一下，電梯運動的過程，首先，電梯坐上人后，按下開關，電梯開始運動，原來電梯是靜止的，現在開始上升，這就是一個速度增大的過程，即：加速運動，那么作在電梯里面的人隨同電梯一起運動，也做向上的加速運動，他們的受力是不平衡的，站在電梯中的人所受的支持力大于重力，合力向上，有了向上的加速度，這個過程中遵從牛頓第二定律，即：物體的加速度等于物體所收到的合力大小除以物體的質量，物體的加速度與物體所受的合力大小成正比，與物體的質量大小成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。這支持力大于重力的現象叫做超重，如果在電梯里面放上一個磅秤，讓人站在磅秤上，在電梯加速上升的過程中，就會看到磅秤的讀數大于電梯靜止時人站在電梯上的讀數。電梯先做一段加速運動，但是這種加速運動不可能一直運動下去，因為當電梯到達預定樓層時要停止，所以，當速度增加到一定值時，電梯就開始做一段勻速運動，在快要到達預定樓層前，又要減速，使電梯速度減小到零，就停止了，那么在勻速上升過程中，只能遵從牛頓第一定律，即：一切物體總保持勻速直線運動或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。

綜上所述，在實際生活中不僅汽車的運動包含著物理規律，許多實際現象中都包含著不同的物理知識，比如變速自行車的變速原理，就包含了物理學中線速度角速度的關系，剎車時人往前傾的現象，就包含著物理學中的慣性知識。傍晚時分，家用照明燈變暗的現象，就包含著物理學中的電學知識。希望大家在生活中多聯系所學的物理知識、多總結出更多的物理現象及其規律。