牛顿力学的现实生活意义浅谈 刘亚乐

发表时间:2017/3/16   来源:《科技中国》2017年1期   作者:刘亚乐
[导读] 结合高中物理中牛顿力学的相关知识,对牛顿力学的生活意义进行浅析。

(北京市第十九中学   北京 100089)
摘要:牛顿力学是基于万有引力的基础建立的相对完整的力学结构体系,是高中物理知识结构中的重要组成部分。在现实生活中发现,牛顿力学同样也应用于现代生活,牛顿力学的分析,为现代生活的进一步发展提供了发展新动力,结合高中物理中牛顿力学的相关知识,对牛顿力学的生活意义进行浅析。
关键词:牛顿力学;现实生活意义;浅谈

        引言:牛顿力学是物理学的重要组成部分,依据牛顿力学的基本原理,人类对现代生活中应用的基本因素进行探究分析。本文从牛顿力学的基本原理入手,对牛顿力学在现实生活中的应用进行        探究与分析。
        对牛顿力学现实生活意义浅析的必要性
        牛顿力学是物理学中的重要组成部分,随着人们对文化知识的认识水平进一步提高,牛顿力学在社会生活中的应用范围得到进一步拓展。对牛顿力学在生活中应用的作用进行探究,一方面,推进经典物理学知识结构的进一步衍生与发展,实现物理学的深入探究;另一方面,对牛顿力学的现实意义分析,可以实现文化知识在一定条件下转化为社会发展动力,促进社会整体发展水平的深入探究。由此可见,对牛顿力学现实生活意义的浅析,是促进社会进步的阶梯。
        牛顿力学的基本内容
        牛顿力学第一定律
        牛顿力学的分析与研究是基于牛顿万有引力定律的基础,实现对物理世界中的应用规律进行探究。牛顿力学的第一定律可以概括为物体处于外力或合力的作用为零的状态下[1],总保持静止状态或匀速直线物体保持匀速运动状态。牛顿力学第一定律的应用,说明物体运动中物理运动力的作用在一定状态下是相互联系的。第一定律也称为惯性定律,人们应用牛顿力学的这一特点,设计出安全气囊,减少了交通事故的死亡率。
        牛顿力学第二定律
        牛顿力学第二定律,是力学应用中物体受到外部不为零的合力作用时,物体处于加速运动状态,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小与合外力的大小成正比,与物体的惯性质量成反比。在对牛顿力学定律的深入研究中,得出了力学应用的公式:F=ma。牛顿力学第二定律论述了物体自身的力与物体的运动状态有关,实现了生活中力的综合性应用与分析[2]。例如:建筑施工中材料运输机械的应用。
        牛顿力学第三定律
        牛顿力学第三定律,是指作用在物体之间的力,可以分为作用力和反作用力两部分[3],作用力和反作用力是作用在两个物体之间的力,作用力和反作用力在同一条直线上,大小相等,方向相反,作用力和反作用力没有主次之分,两者同时产生、同时消失,两者是统一性质的力,如果两种力作用在不同物体上,力的作用不可抵消。依据这一原理,对牛顿力学第三定律进行分析,促进社会生活的深入性分析与研究。例如:人摔倒身体感到疼痛。



        此外,牛顿力学除了以上主要定律的分析与研究,牛顿力学在量上的应用,包括质量守恒定律和能量守恒定律,量子学理论等,对生活中的应用现象进行分析,为社会生活的进一步深入探究,提供了更加丰富的动力支撑,对现代生活的发展具有重要影响意义。例如,天平的设计。
        牛顿力学在生活中的应用
        惯性的应用
        惯性定律揭示了物体处于匀速运动中的运动状态。应用这一定律,人们设计了安全气囊。物体处于匀加速或者匀减速的运动状态,物体的运动状态也处于平衡的运动速度中,一旦运动物体在这种运动状态下,处于相对静止的运动情况,物体的运动速率无法及时减小,汽车中的安全气囊在汽车匀速运行中,处于相对平稳的运动状态,当汽车急刹车时[4],驾驶人员的身体受到惯性的作用,具有较大的冲力,从而对人造成损害,安全气囊受到外界惯性作用,在刹车的一瞬间弹开,安全气囊产生的阻力与人身体的惯性作用力之间相互抵消,形成合力,从而起到保护驾驶员的作用。
        能量守恒、质量守恒的应用
        能量守恒定律是牛顿力学中的重要分支,能量守恒定律认为,空间中的能量不会凭空增加也不会凭空消失,物体作用下产生的能量之间相互转换。质量守恒定律是指物体自身的质量不会直接增加或减少,物体自身的质量处于相对平衡的状态中。牛顿力学中的这一原理,在生活中的应用体现在天平中,天平两端为了保持平衡,必须保持天平两侧的质量相同,才能保证天平的平衡。为生活中质量的衡量,提供了良好的衡量标准,指导社会生活的进一步拓展与实践;另一方面,应用牛顿力学中的能量守恒定律,进行工厂机械设备的设计,为提高生产效率提供发展动力支持。
        合力作用的应用
        合力作用是牛顿力学在生活中应用的重要部分。合力作用中加速度的大小与合外力的大小成正比,与物体的惯性质量成反比。合力作用最常见的应用,就是应用滑轮改变力的作用方向,在改变方向的情况下,生活中的阻力变成物体运动的基本动力,从而起到促进物体运动的作用,大大提高了生活中物体运动中应用力的大小,提高生活生产中的工作效率;另一方面,合力作用也应用在汽车车轮设计中,通过增加汽车车轮表面粗糙程度,增强汽车车轮运动中加速运动的动力、摩擦力与加速力发生合力作用[5],达到提高汽车安全运行的作用,从而实现社会生活中,牛顿力学的合理应用。
        量子力学应用
        牛顿力学在生活中的应用,也体现在量子力学的应用中。运动着的物体在质量与速度之间的乘积处于相对的关系中,通过控制牛顿力学中量子力学的变量,达到提高运动速率,保障运动效率的作用。这种理论应用在实际生活中,表现在系统处于运动状态时,提高机械生产效率的作用,可以提高工业生产的实际生产效率,实现技术设备的运行有用功提高,工业生产成本降低,经济效益提高。
        结论:牛顿力学是经典物理学的重要组成部分,牛顿力学在生活中得到广泛的应用,文章基于高中物理学中牛顿力学的基本知识理论,对牛顿力学进行了深入思考,实现对牛顿力学的生活实际意义进行分析探究,从而推进牛顿力学在社会发展中的应用。
参考文献:
[1]侯立平.文化转型与中国当今设计学学科本科教育课程设计的变革[D].中央美术学院,2013.
[2]邱晖.新古典经济学与演化经济学对时间维度认识和处理的演变与比较[D].辽宁大学,2013.
[3]王守泉.科技革命与中国现代化[D].中国社会科学院研究生院,2002.
[4]许静.普通高中物理课程内容与大学物理课程内容的适切性研究[D].西南大学,2007.
[5]郭春晓.随机非牛顿流解的适定性及其动力系统的研究[D].中国工程物理研究院,2010.
作者简介:刘亚乐(1999年1月7日),男,蒙古族,北京人,北京市第十九中学

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