淺談生活中的物理機械小常識

趙博通

摘 要：在我們的日常生活中存在著許許多多的物理知識，并且物理老師在課堂上也為我們講過生活中物理知識的實際應用，從而使我們對物理這一門學科有了更深層次的認識與理解。物理是與人類的生產、生活聯系最為緊密的科學，物理知識即來源于生活，又服務于生活，就以物理的機械常識為例，小到我們上學騎的自行車，大到天空上翱翔的飛機，都是利用了一定的物理機械常識。

關鍵詞：物理機械常識；生活物理常識；分析研究

隨著社會的不斷發展，我國已經進入到了工業化的時代，老師曾經講過在石器時代就已經出現了各種各樣粗糙的工具，利用一些簡單的物理機械原理為人們的生活帶來便利。由此可見物理是一門歷史有悠久的學科，并且物理作為自然學科中的重要分支，不僅對人類的物質文明建設起到了推動作用，對人類思維的發展也具有十分重要的影響。因此本文將對生活中物理機械小常識進行分析研究，從而使我們的生活更加方便快捷。

1 杠桿

1.1 概述

杠桿是一種簡單機械，在外力的作用下可以圍繞固定點進行轉動的硬棒就可以稱之為杠桿，并且杠桿的形狀可以隨著使用方式或者是使用地點的不同進行靈活的改變，在我們日常中的應用十分廣泛，比如蹺蹺板、釣魚竿、開瓶器、剪刀等等，這些都屬于杠桿。

1.2 應用

1）自行車。在我們的日常生活中，自行車是很常見的工具，為我們的生活帶來了很多便利。在自行車的的運動過程中，涉及到了很多的物理機械常識，比如控制前輪轉向的杠桿，也就是我們所說的車把，就是一個杠桿，我們可以利用課上所學知識，根據其阻力點在動力點和支點的中間，并且動力臂總是大于阻力臂的的特點，判斷出車把為省力杠桿，這就使得我們用很小的力就可以靈活轉動自行車的前輪，以此來控制自行車的方向以及平衡。此外還有控制自行車行駛速度的杠桿，也就是我們常說的車閘，我們用很小的力捏動車閘，然后車閘線就會根據相應的杠桿原理，對安裝在車輪上的摩擦裝置施加力的作用，以此來達到減緩車速的目的，因此我們就可以知道，車閘也是一個省力杠桿[ 1 ]。

2）蹺蹺板。從小我們就很喜歡玩蹺蹺板，當蹺蹺板兩頭坐上人的時候，我們就可以利用自身的體重將對面的人抬高，并且與對方相互協調使蹺蹺板規律運動，為我們帶來很多的樂趣。以前并不知道蹺蹺板中還蘊含著物理機械原理，但是在經過物理老師的講解我們就知道蹺蹺板也是一個杠桿，并且根據課上所學知識：支點在阻力點和動力點的中間。就可以判斷蹺蹺板為第一類杠桿，并且由于其動力臂和阻力臂的長度一致，我們就可以將其稱為等臂杠桿。

3）理發剪刀。在日常生活中我們總是會修剪頭發，看著剪刀在理發師手中被靈活的運用，我們可能不會想到，其實理發剪刀也是一個杠桿。通過觀察可以知道，理發剪刀的動力點在支點和阻力點的中間，其特點就是動力臂比阻力臂短，并且理發剪刀的使用以一手為支點、一手為動力，因此我們就可以判斷其為費力杠桿。雖然是費力杠桿，但是也有一定的優勢，那就是可以節省距離，由此可見，在我們的日常生活中即省力又省距離的杠桿是不存在的。

2 滑輪

2.1 概述

滑輪是一種變形的杠桿，其中分為定滑輪、動滑輪以及滑輪組。在物理知識中，典型的滑輪是可以圍繞中心點進行旋轉的圓輪，圓輪的圓周面上有一些凹槽，將繩索纏繞于凹槽之上，然后用力拉動繩索的一端，則圓輪與繩索之間的摩擦力就會使圓輪圍繞中心點旋轉，形成滑輪。在滑輪的分類中，滑輪組的機械利益相對較大，可以牽拉較重的物品。

2.2 應用

2.2.1電梯

隨著我國的不斷發展，電梯逐漸成為了我們日常生活中不可缺少的工具，不僅實現為高層建筑提供了支撐，還為我們的生活帶來了極大的便利。在電梯的運行過程中，電梯是利用上方的滑輪實現運轉的，并且通過一定的了解我們就可以知道，電梯上方的滑輪位置是固定不變的，然后利用我們所掌握的物理知識進行推斷，可以得出其動力臂和阻力臂分比為滑輪的半徑，由于滑輪半徑相等，我們就能夠知道電梯使用的滑輪為定滑輪，只是改變了作用力的方向，既不省力也不費力[ 2 ]。

2.2.2現代化起重機

隨著我國現代化進程的不斷加快，起重機在工地的應用越來越廣泛，其中的工作機構也都是利用滑輪的原理實現運轉的。為了進一步了解起重機的工作原理，我們翻閱一些資料就可以知道，起重機的起重臂里面有一個轉動的卷筒，上面纏繞著鋼絲繩，鋼絲繩通過在下一節臂頂端的滑輪，將上一起重臂拉出去，如此往復進行運轉。由此我們就可以知道起重機中的滑輪會隨著重物的上升而上升，從而判斷出該滑輪為動滑輪。

3 輪軸

3.1 概述

輪軸由輪和軸共同組成，是能繞同一軸線旋轉的一種機械，我們也可以將其理解為是一種能夠連續旋轉的杠桿，軸線就是支點。在使用輪軸時，通常情況下作用在輪上的力和軸上的力其作用線都與兩者相切，因此，它們的力臂也就是相對應的輪半徑和軸半徑。

3.2 汽車方向盤

在我們坐車的時候，通常都不會注意到駕駛員手中方向盤的運轉居然還會利用到物理原理。通過在課堂上的學習，我們可以了解到方向盤實際上是一種輪軸的應用，其原理就是轉向機構通過齒輪齒條把圓周運動轉變為直線運動，然后轉向機構推動車輪旋轉，實現汽車的轉向功能。通過觀察我們可以發現，方向盤的半徑其實就是力臂的長度，因此方向盤越大就越省力[ 3 ]。

4 結論

綜上所述，在我們的日常生活中蘊含著許多的物理機械知識，比如自行車的車把和車閘、電梯、汽車方向盤等等，不僅為我們的生活帶來了極大的便利，在一定程度上還影響著人類社會的發展。因此我們就需要對物理知識進行積極的探索，從而將物理知識更好的應用于生活之中，為人類社會的發展做出貢獻。

參考文獻：

[1] 王鵬宇，李斌，全旺賢，張學勇，付朝陽. 填料體系對導電硅橡膠導電-物理機械性能的影響及研究進展[J].化工新型材料，2014，02：3-5.

[2] 王經逸，張旭敏，劉鵬章，李峰，賈紅兵，徐趙東. 離子液體改性氧化石墨烯對天然橡膠性能的影響Ⅰ.物理機械性能和導熱性能[J].合成橡膠工業，2016，01：10-14.

[3] 鐘士軍，鐘紹春，譚曉春，鐘永江.高中物理機械波工具軟件設計與應用研究[J].中國電化教育，2013，08：95-99.