淺談從科技發明中認識物理

宋婧陽

摘要：何為物理？物理是研究物質世界最基本的結構、最普通的相互作用、最一般的運動規律及所使用的實驗手段和思維方法的自然科學。在我接近一年的高中物理的學習過程中，我明白了物理來源于生活，生活處處體現出物理。在社會科學技術發展迅速的大環境下，科技發明更是運用了物理知識。暑假期間，出于對物理的熱愛，我仔細回顧并查閱資料研究了摩擦力的知識及科技發明。

關鍵詞：摩擦力；運用；物理與科技

一、摩擦力的主要內容和運用

記得在高一物理課上，老師對摩擦力的概念是阻礙物體相對運動的力。當時，老師還先把摩擦力的分類即靜摩擦力、滾動摩擦力、滑動摩擦力都各自舉例子詳細解釋了一番，然后在聯系實際生活中的一些自然現象讓我們自己討論總結出幾條關于摩擦力，能夠想出什么知識用自己的話來表述。主要包括：1、發現摩擦力的方向和物體相對運動的方向相；2、摩擦力的大小與收到的壓力有關，即壓力越大，產生的摩擦力也就越大。后來在老師的教導下，還補充了第三點，摩擦力產生的大小與與物體接觸的面積的粗糙程度相關，即接觸面越粗糙，產生的摩擦力就越大，反之亦然。此外，為了激發我們對摩擦力學習的興趣，老師還為我們講述了達芬奇發現了滑動摩擦力的規則，并且記錄在筆記本中，但是沒有被公開。以及還有張國榮粘連的作用的提出知識、奧斯本雷諾茲的粘性流動方程的推導，雖然延伸的層次深，但時我們聽得很認真，感到特別好奇。

顯然，在生活中的摩擦力的存在隨處可見，但是摩擦力的大小在一定具體事物上有力或者有弊。在我對生活實際的小細節上，我發現，塑料瓶蓋上之所以會課上一些豎紋，就是為了是接觸面粗糙，繼而增加摩擦力，便于人們擰開；在滑冰場，穿上滑冰鞋溜冰是為了使得接觸面變得光滑，從而減少摩擦力，享受“飛”一般的溜冰；平日子會觀看體育節目，我看到一些體操運動員會上場前擦化石粉，當時我不知道是什意思，后來通過學習摩擦力，才明白其中的名堂，這會使得手變得粗糙，從而增加摩擦力。

二、摩擦力在科技上的使用

由于課本上對于摩擦力在科技上的運用，沒有怎么舉例子，我在暑假仔細查閱了一下。

第一，氣墊船的使用。通過百度，我了解到氣墊船是一種以空氣在船只底部襯墊承托的交通工具，它可以高速行駛，因為受到壓力從水面抬升起來，它的物理原理就是用空氣的支撐力升起而離開水面。那么，這個科技交通的發明與摩擦力有什么關系呢？經過仔細查看和對氣墊船圖片的觀察，我才最終明白，它和現在最先磁浮列車一樣，都是運用到了減少摩擦力實現完美運動的效果。

第二，汽車的發明。汽車作為現代人的最常見甚至是必備的交通工具，它極大地提高了人們的生活節奏，在農村，汽車也開始全面普及。眾所周知，汽車于1886年發明的，是靠可燃氣體作為動力的運輸車輛，它的基本結構是發動機、底盤、車身以及電氣設備。在我學到摩擦力之后發現了汽車與摩擦力有著密切的聯系。比如，汽車里面的飛輪，利用皮帶和輪槽之間產生的摩擦進行傳動，而且為了更好地運作，采用與越粗糙的接觸面接觸摩擦力越大的知識，就巧妙地在皮帶的內面鑄有齒的形狀，增加摩擦。出于好奇，我又仔細查閱了關于車子行駛的原理。很簡單，就是當發動了汽車，帶動了輪子時，由于輪子和地面的接觸的地方與地面有向后面拖去的力，輪子就自然而然地獲得了一些向前運動的摩擦力，如此一來，汽車就會開始向前行駛，而不會停止不前了。此外，汽車是有速度的，人萬一駕駛速度超過了安全區間，很容易發生意外受傷甚至死亡。出于，這個安全問題的考量就有了汽車制動防抱死系統的設計，又稱ABS。它利用了一個橡膠氣囊，人緊急情況下踩下剎車，是有慣性運動的，有時候安全帶很難起到保護作用，橡膠氣囊能夠避免車輪在剎車時不易被鎖死，不會使得車輪在一個點上與地面產生摩擦力，導致摩擦力增加，這樣會阻止車子超速行駛，使得車輪因為打滑駕駛員根本無法控制車子的行駛方向從而發生意外事故，保證人的身體健康。

三、總結

在真正學習物理之前，我對于的生活中很多的現象都司空見慣，覺得一切都是自然而言、就應該會這樣、認為就會這樣發生的，從來都沒有思考過還有其發生的本質、科學道理可言。現在在我的腦子里，我對于物理的理解就是世間萬物的發生的道理。在之前初中的物理學習中，我對于物理的認識還只是存在于皮毛和表象上面，并不覺得物理是有多大魅力。由于高中物理更加深層次的物理學習，我漸漸感受到物理的魅力，在課余時間更加關注了物理在科技上的實際應用。物理對人類的文明進程有著巨大的作用，沒有物理，人們對于世界的認識可能還只是存在鬼神論等唯心主義的世界觀，我在學習到高中物理之后，深刻明白世界是物質的，物質是不斷運動的、不斷發展的。而我，也需要不斷地提升自我物理知識，從科技中認識物理的偉大，以科學嚴謹的態度認識這個充滿物理的世界。

參考文獻：

【1】喻文科.《中學物理教學對文科學生的作用》，學術期刊《科學咨詢》，2011年8期

【2】婁方橋.《高中物理復習階段如何教學》，學術期刊《讀寫算（教育教學研究）》，2015年13期

【3】賈曉瑞.《對"影響摩擦力大小因素"的實驗探究》，學術期刊《考試周刊》，2015年82期endprint