现代生活与物理学

侯杰

【摘 要】仰观浩瀚的宇宙，我们会为它的广阔无垠所震撼；俯察喧闹的尘世，我们会为它的复杂多变而困惑。在伟大的自然面前，每个人部会不由自主地感受到自身的渺小。然而，人之惭愧，就在于拥有可以思考的大脑，能从纷繁芜杂的自然现象中总结出客观规律，并以此来更好地认识自然，改造自然。这些“自然之律”——科学中的各种定理，乃是人类思想宝库中最绮丽的瑰宝。

【关键词】物理；生活；科学思想；科学方法；科学精神

科学定理，不仅体现了宇宙、自然、科学之美，而且蕴涵着许多科学思想、科学方法、科学精神的精髓。它们的出现极大地促进了科学技术的发展，在改善火类生活、改变世界面貌、推动社会发展的过程中显现出巨大的力量。

万有引力定律与人类遨游太空，爱因斯坦质能方程与原子弹爆炸，就是这种力量最生动的体现。一代又一代的科学家们探究科学定理的过程，不仅包含着艰苦的探索、曲折的历程和动人的故事，还有成功与失败、欢乐与悲伤，甚至还包括血和泪。其中蕴涵的人文精神，堪称人类文明发展过程中最宝贵的财富，作为人类文明的传承者，我们应该了解它们。

物理是一门历史悠久的自然学科，不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。例如我们每天出行的交通工具，给我们带来的方便和快捷。

下面我们就从汽车谈起，汽车已成为现代生活中最重要的交通运输工具之一，它包含着许许多多的物理知识。

一、力学方面

1.汽车受到竖直向下的重力作用，其质量越大，重力也就越人，并且其底盘质量都较人，这样可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。汽车受到地面对车的支持力，在水平路面上时，所受支持力与重力是-x，t平衡力，大小相等，方向相反；同时汽车对地面有压力，对地面的压力和路面的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反。但汽车过拱桥时因要改变运动状态（可看作圆周运动，需向心力），桥面对车的支持力小于重力，车对桥面的压力也就小于重力，而在过下凹路面时，则与之相反。

2.汽车的车身设计成流线型，可以减小汽车行驶时受到空气的阻力。在汽车快速行驶时，车的尾部会形成一个低气压区，尾部尘土飞扬，因此汽车后窗玻璃通常都是固定不能打开的。在高速小轿车后面还有类似飞机一样的尾翼，可防止高速行驶时因向上和向下的气压差而形成升力，减小了对地面的压力，从而使摩擦力减小，影响行车安全。

3.汽车前进的动力来自地面对主动轮（大多数汽车是后轮驱动）向前的摩擦力，而从动轮（前轮）与地面的摩擦力向后。

4. 汽车在平直路面匀速前进时牵引力与阻力互相平衡，合力为零；加速时牵引力大于阻力，合力向前；减速时则与之相反。汽车转弯时，司机要转动方向盘，地面给车一个向内侧的摩擦力以改变车的运动状态（弯道处常常外侧比内侧高，同时使支持力和重力也形成一个向内的合力，防止因摩擦力过小不能提供足够的向心力，从而导致汽车转弯时出现向外打滑现象，以致引起侧翻）。而且汽车在转弯时，乘客会因为具有惯性向拐弯的外侧倾倒。汽车急刹车（减速）时，司机踩刹车通过增大压力来增大摩擦力，车轮与地面的摩擦由滚动摩擦变成滑动摩擦（紧急刹车时），从而使车作减速运动，乘客也会惯性向车前方倾倒；加速或突然启动时，乘客又会因惯性向后仰。

5.不同用途的汽车，车轮宽度、大小和个数不同，与汽车对路面的门强大小有关。车轮表面做成凹凸不平，是通过增大接触面的粗糙程度来增人摩擦。在冰冻的路面上行驶时，常在路面撒盐或煤渣，在车轮上套上防滑链来增大摩擦，而且要减速行驶。

6.汽车的座椅都设计得比较宽大，这样就减小了对乘客身体的压强，使人乘坐感觉舒服一些。汽车修理中用的千斤顶等利用密闭液体能够传递压强，用较小的力就能获得较大的动力。

二、热学方面

1.汽车发动机常用柴油机或汽油机等内燃机，利用燃料燃烧把化学能转化为内能，再把内能转化为机械能对外做功。

2.发动机外装有水套，用循环流动的水帮助发动机散热，是因为水的比热容大。

3.冬天，为防止水结冰反常膨胀冻裂水箱，入夜时要排尽水箱中的水；而在寒冬时用冷水洗车比用热水洗车好，这样不易结冰。

4.小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝，可防止车内的水蒸气液化后附着在玻璃七。

5.刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时，因扩散现象会闻到浓浓的汽油味。

三、声学方面

1.汽車喇叭振动发声，而发动机的噪声又要尽量减弱（发动机的烟筒上装配消音器，是在声源处减弱噪声）。

2. 为减轻车辆行驶时的噪声对道路旁边居民的影响，在道路旁设置屏障或植树，是在传播过程中减弱噪声。

3.喇叭发声：电能转化为机械能，以声波形式通过空气向周围传播。

4.汽车电动机（汽车电机）常用车载电瓶（蓄电池）供电，汽车运行过程中又利用车轮带动车载发电机发电，给蓄电池充电。给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，此时蓄电池是用电器用蓄电池给电动机供电时，化学能转化为电能，此时蓄电池才是电源。

5.车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电灯供电，方便地电能转化为机械能、声能、光能等等。

四、油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面，这样做有利于使运输过程中因颠簸摩擦而产生的静电荷迅速传到大地，避免因静电堆积而放电引起灾难

五、光学方面

1.汽车旁的观后镜，交叉路口的观察镜用的都是凸面镜，可以开阔视野。

2.汽车在夜间行驶时，车内一般不开灯，这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像，干扰司机正确判断。

3.汽车前的挡风玻璃通常都不直立（底盘高人的车除外），这是因为挡风玻璃相当于平面镜，车内物体易通过它成像于司机面前，影响司机的判断。

4.汽车尾灯灯罩：角反射器可将射来的光线反回，保证后面车辆安全。

5.汽车头灯：凹面镜反射原理，近距光灯丝在焦点附近，远距光灯丝在焦点上。

6.汽车的雾灯发黄光，是因为黄光不易被散射，在雾天更容易被远处的人发现。

我们的生活中处处可看到物理科学与我们息息相关，生活中并不缺少科学和问题等待着我们的回答，而是我们如今缺少对于生活的观察，只要我们仔细观察生活，其实这个世界很美妙，有很多问题等待着我们去解决，让我们成为下一位牛顿吧！仔细观察生活吧！