浅谈高中物理力学知识在未来发展中的应用

吴冠达

摘要：高中物理是一门重要的学科，其中力学部分是高中生学习物理的基础，也是进行后继学习的基础。力学部分知识框架看似简单，但是它与运动、能量等都有千丝万缕的联系。学生在学习物理的过程中将所学知识与实际生活相联系，并结合阅读中碰到的一些课外知识，浅谈高中物理力学知识在未来发展中的应用。

关键词：高中物理；力学；知识；实践；应用

力学部分是高中学习的基础，也是高中物理学习过程中最难的部分，这点在考试和平时做题过程中都可以体现出来。整个高中物理的力学部分可以总结为三个模块：

牛顿力学。包括简单力学；直线运动、受力分析与牛顿定律等。

曲线运动。包括平抛运动、圆周运动、天体运动等。

机械能与动量。简单物体运动的判定和多个物体构成复杂系统多种运动情况的交替变换，尤其涉及一些临界状态和多种形式能量的变化。

一、简单力学的广泛应用

1、重力。重力是地球上或附近的物体由于地球的吸引而使物体受到的力。我们每天都要运动，有时做操，有时跑步，有时走路，无论我们怎么用力跳跃，最后都会落回地面，这就是重力的作用。苹果落地是重力，两个铁球同时着地是重力，除此之外，重力在工业生产中也是非常重要。

超重力技术作为一种人为的改变重力场的特殊技术越来越受关注，被广泛的应用在化工、医疗、环保材料等制造领域，大比例的缩小了设备体积、使工艺过程效率成倍提高，是一种具有广阔应用前景的实用技术。在浮选、洗涤、吸收、干燥、过滤、换热、化学反应等化工单元操作领域具有广阔应用，它具有传统设备所不具有的很多优点，如更小、更精、更安全，提供更高质量的产品等，尤其是对环境污染少。超重力工程技术有望在今后一定时期内成为工业生产的支柱技术。

2、弹力。提及“弹力”这个词，我们首先会想到弹簧，弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。弹簧行业在整个制造业当中虽然是一个小行业，但其所起到的作用是绝对不可低估的。日用品如打火机、玩具、锁具、门铰链、健身器、床垫、沙发等都有弹簧的影子，还有我们平常乘坐的汽车之所以很舒适都是减震器的功劳。

随着科技的不断发展，目前已经研制出碳纳米弹簧等多种新产品。碳纳米管弹簧直径可以达上百微米，而长度可以达几厘米，其纺丝结构具有广阔的应用前景，有望应用于可伸缩导体、柔性电极、微型应变传感器、超级电容器、集成电路、太阳能电池、场发射源、能量耗散纤维等领域，为制备出肉眼可见的碳纳米管电子器件提供了可能，还有望应用于医疗器械，比如拉力传感绷带等。目前医疗上已经应用的有弹力袜，用于消除各种手术后的水肿、促进伤口愈合；预防长期卧床病人的下肢深静脉血栓形成；恢复下肢静脉手术后的功能，防治静脉曲张的再次复发等方面有很好的疗效。这种新型结构还可以发展成具有多功能的碳纳米管纤维复合材料加以利用。

二、综合力学的广泛应用

对于力学原理的综合应用在生活中更是比比皆是。受力分析——轮船借助于水的浮力漂浮在水面；牛顿运动定律——飞机利用燃料转化的能量来推进，借助空氣的反作用力才可以在天空中飞行；平抛运动——子弹的射击的射程和瞄准是平抛运动原理最广泛的应用；圆周运动——钟表的单摆等不胜枚举。此外，还有新能源电动汽车上的机动车动力回收转换装置，较好地解决了将机动车的动力回收并转化为电能的装置，从而把浪费的动能很好地利用起来，动能转化成电能后，又反馈到机动车本身进行驱动的系统装置。可以使现有的电动汽车续航能力增加100-300%，节省成本50-85%。

除了在现实生活中物理知识非常实用外，虚拟世界现在也大放异彩。手机APP里最经典的游戏“愤怒的小鸟”为例，小鸟在弹性绳子上，拉动弹性绳子，产生了弹性势能。松开绳子后，弹性绳子因为恢复原样，弹性势能转化成小鸟的动能，所以小鸟被“发射”出去了。物理的经典实验模型搬到了手机里，大家玩得不亦乐乎。此外，还有桌球游戏，两球互碰撞的瞬间效仿的是动量守恒原理，这也是物理学的一种应用。

受益于这些小游戏的启发，体感游戏一推出就收获了大批用户。它突破以往单纯以手柄按键输入的操作方式，体感游戏是一种通过肢体动作变化来进行（操作）的新型电子游戏。代表游戏有网球游戏、旋风乒乓、弥雅瑜伽、爱动网球、保龄 球游戏等多个体感运动游戏。新式的体感游戏还能够模拟出三维场景，玩家手握专用游戏手柄，通过自己身体的动作来控制游戏中人物的动作，能够让玩家“全身”投入到游戏当中，享受到体感互动的新体验。

三、结语

物理力学的这些知识看似简单，实际应用起来千变万化，当然这也正是物理学的神奇所在。同时也是这些错综复杂的知识脉络结构锻炼了我们的思维，开拓了我们的视野，可以让我们在以后的学习和工作中大展拳脚。

参考文献

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