淺談高中物理力學知識在未來發展中的應用

吳冠達

摘要：高中物理是一門重要的學科，其中力學部分是高中生學習物理的基礎，也是進行后繼學習的基礎。力學部分知識框架看似簡單，但是它與運動、能量等都有千絲萬縷的聯系。學生在學習物理的過程中將所學知識與實際生活相聯系，并結合閱讀中碰到的一些課外知識，淺談高中物理力學知識在未來發展中的應用。

關鍵詞：高中物理；力學；知識；實踐；應用

力學部分是高中學習的基礎，也是高中物理學習過程中最難的部分，這點在考試和平時做題過程中都可以體現出來。整個高中物理的力學部分可以總結為三個模塊：

牛頓力學。包括簡單力學；直線運動、受力分析與牛頓定律等。

曲線運動。包括平拋運動、圓周運動、天體運動等。

機械能與動量。簡單物體運動的判定和多個物體構成復雜系統多種運動情況的交替變換，尤其涉及一些臨界狀態和多種形式能量的變化。

一、簡單力學的廣泛應用

1、重力。重力是地球上或附近的物體由于地球的吸引而使物體受到的力。我們每天都要運動，有時做操，有時跑步，有時走路，無論我們怎么用力跳躍，最后都會落回地面，這就是重力的作用。蘋果落地是重力，兩個鐵球同時著地是重力，除此之外，重力在工業生產中也是非常重要。

超重力技術作為一種人為的改變重力場的特殊技術越來越受關注，被廣泛的應用在化工、醫療、環保材料等制造領域，大比例的縮小了設備體積、使工藝過程效率成倍提高，是一種具有廣闊應用前景的實用技術。在浮選、洗滌、吸收、干燥、過濾、換熱、化學反應等化工單元操作領域具有廣闊應用，它具有傳統設備所不具有的很多優點，如更小、更精、更安全，提供更高質量的產品等，尤其是對環境污染少。超重力工程技術有望在今后一定時期內成為工業生產的支柱技術。

2、彈力。提及“彈力”這個詞，我們首先會想到彈簧，彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件。彈簧的種類復雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等。彈簧行業在整個制造業當中雖然是一個小行業，但其所起到的作用是絕對不可低估的。日用品如打火機、玩具、鎖具、門鉸鏈、健身器、床墊、沙發等都有彈簧的影子，還有我們平常乘坐的汽車之所以很舒適都是減震器的功勞。

隨著科技的不斷發展，目前已經研制出碳納米彈簧等多種新產品。碳納米管彈簧直徑可以達上百微米，而長度可以達幾厘米，其紡絲結構具有廣闊的應用前景，有望應用于可伸縮導體、柔性電極、微型應變傳感器、超級電容器、集成電路、太陽能電池、場發射源、能量耗散纖維等領域，為制備出肉眼可見的碳納米管電子器件提供了可能，還有望應用于醫療器械，比如拉力傳感繃帶等。目前醫療上已經應用的有彈力襪，用于消除各種手術后的水腫、促進傷口愈合；預防長期臥床病人的下肢深靜脈血栓形成；恢復下肢靜脈手術后的功能，防治靜脈曲張的再次復發等方面有很好的療效。這種新型結構還可以發展成具有多功能的碳納米管纖維復合材料加以利用。

二、綜合力學的廣泛應用

對于力學原理的綜合應用在生活中更是比比皆是。受力分析——輪船借助于水的浮力漂浮在水面；牛頓運動定律——飛機利用燃料轉化的能量來推進，借助空氣的反作用力才可以在天空中飛行；平拋運動——子彈的射擊的射程和瞄準是平拋運動原理最廣泛的應用；圓周運動——鐘表的單擺等不勝枚舉。此外，還有新能源電動汽車上的機動車動力回收轉換裝置，較好地解決了將機動車的動力回收并轉化為電能的裝置，從而把浪費的動能很好地利用起來，動能轉化成電能后，又反饋到機動車本身進行驅動的系統裝置。可以使現有的電動汽車續航能力增加100-300%，節省成本50-85%。

除了在現實生活中物理知識非常實用外，虛擬世界現在也大放異彩。手機APP里最經典的游戲“憤怒的小鳥”為例，小鳥在彈性繩子上，拉動彈性繩子，產生了彈性勢能。松開繩子后，彈性繩子因為恢復原樣，彈性勢能轉化成小鳥的動能，所以小鳥被“發射”出去了。物理的經典實驗模型搬到了手機里，大家玩得不亦樂乎。此外，還有桌球游戲，兩球互碰撞的瞬間效仿的是動量守恒原理，這也是物理學的一種應用。

受益于這些小游戲的啟發，體感游戲一推出就收獲了大批用戶。它突破以往單純以手柄按鍵輸入的操作方式，體感游戲是一種通過肢體動作變化來進行（操作）的新型電子游戲。代表游戲有網球游戲、旋風乒乓、彌雅瑜伽、愛動網球、保齡 球游戲等多個體感運動游戲。新式的體感游戲還能夠模擬出三維場景，玩家手握專用游戲手柄，通過自己身體的動作來控制游戲中人物的動作，能夠讓玩家“全身”投入到游戲當中，享受到體感互動的新體驗。

三、結語

物理力學的這些知識看似簡單，實際應用起來千變萬化，當然這也正是物理學的神奇所在。同時也是這些錯綜復雜的知識脈絡結構鍛煉了我們的思維，開拓了我們的視野，可以讓我們在以后的學習和工作中大展拳腳。

參考文獻

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