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物理教学中应重视实例的运用

2012-04-29王习文

成才之路 2012年10期
关键词:冰车冰刀长绳

王习文

物理一直被人认为是很抽象且难于理解的学科。其实不然,有的人的物理就能学得很快很好,根本没有所谓的难度,这是为什么呢?原因当然很多,但其中很重要的一条就是重视现实生活实例的运用。

下面,我们结合几个生活中常遇到的实例来体会一下。

实例一:力的合成与分解应用实例——绳子拖汽车。一辆汽车滑落到路边的沟中,路两边有结实的大树,我们如何用一根足够结实的绳子将汽车拉上来呢?我们可以将绳子牢牢地系在车与大树上(不破坏树的前提下),然后,将绳的中间再拴一根结实的长绳,几个人拉着长绳朝向垂直于拖车绳的方向用力。这样,效果会好于直接拉动拖车绳。开始时,拖车绳是直的,人施加在长绳上的最大固定拉力,会使拖车绳在节点处产生一个非常大的钝角,从而在拖车绳上产生大于人的拉力的力,自然效果更为显著。(当然,为保持这种效果,要及时调节缩短车与树之间拖车绳的长度,使每次拉动开始时拖车绳总能呈现一条绷直的直线。)

实例二:圆周运动、离心力和平抛运动的运用实例——汽车过上拱桥。上拱桥顶部有一小段非常接近圆形轨道,当车运动到顶部时,由于车速的不同可能会使车对桥产生不同的影响。我们都知道,桥梁都有一定的限重,对车而言,在桥顶受重力与支持力,则G-N=m。所以,当车所受桥面支持力N取限重的数值时,便可求得最小安全速度。那是不是速度只要大于该速度即可呢?当然不是,由G-N=m可知,速度v越大,支持力N减小,当支持力N减小到零时,只受重力,车还具有顶端的水平速度,这样就变成了平抛运动。当然,也可以理解为:当速度增大到一定程度时,有G<mv,即仅靠重力无法提供所需要的向心力,此状态就不再是圆周运动,而是离心运动。因此,车的轨迹就不再是圆周,车便会离开地面,从而产生危险。

实例三:摩擦力运用实例——运巨石与冰车。埃及金字塔建造中,巨石水平运输最有可能的方法便是运用滚动摩擦力使巨石前进,将三根(或更多)圆柱形硬木置于巨石的底部,并随巨石的移动而滚动,保证巨石下总有至少两根圆木用于支撑巨石。而随着巨石的前移,巨石后面的圆木会脱离巨石,然后把该圆木再放在巨石前端下面,依次循环前进。另外,冬天做冰车时,往往是在冰车下面安置三角铁,让一个面与冰车下底面相贴固定,另一个面则垂直于冰车朝下。关于与冰面接触部分的三角铁的处理方法,是一个比较专业的滑动摩擦力的知识。具体方法有两种,效果也不相同。第一种:将角铁的底面磨平滑,这种冰车效果非常好,能有效地减小摩擦力。第二种:将角铁的底面磨成冰刀状,这种冰车的滑行效果就不如前者,那么为什么出现这样的结果呢?由f=uN可知,滑动摩擦因素几乎没有发生变化,均是光滑铁面与冰面间的接触,但正压力N却不相同,冰刀状的更大(由力的合成与分解可知)。因此,冰刀状的冰车滑动摩擦力大,滑行不顺畅。

(唐山市丰南区唐坊高中)

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